18.09.2019
PL EN
17.05.2019 aktualizacja 17.05.2019

Odkryto nowy cykl wodny na Marsie

Fot. Fotolia Fot. Fotolia

Na Marsie może istnieć nieznany wcześniej cykl obiegu wody. Podczas lata na półkuli południowej para wodna może efektywnie przemieszczać się z dolnych do górnych warstw atmosfery, po czym prądy powietrzne przenoszą ją nad biegu północy, gdzie opada - informują naukowcy.

Naukowcy sądzą, że dawno temu (czas liczony w miliardach lat) na Marsie było dużo wody, płynęły tam rzeki, były morza i oceany. Obecnie świat ten jest pustynny pod tym względem – woda występuje jedynie w niewielkich ilościach w zamarzniętej formie w gruncie, natomiast w atmosferze para wodna jest obecna w ilościach śladowych.

Mars mógł utracić nawet 80 procent swojej wody. W górnej warstwie atmosfery ultrafioletowe promieniowania od Słońca rozbija cząsteczki wody na wodór i rodniki OH. Wodór ucieka potem w przestrzeń kosmiczną. Współczesne pomiary przy pomocy sond kosmicznych wykazały, że również obecnie występuje taki proces.

Zastanawiające jest, czemu w ogóle możliwa jest opisana sytuacja utraty wody. Środkowe warstwy marsjańskiej atmosfery powinny bowiem powstrzymywać unoszenie się pary wodnej aż tak wysoko. Na analogicznej zasadzie jak działanie tropopauzy w ziemskiej atmosferze (jest tam tak zimno, że para wodna zamienia się w lód).

Aby odpowiedzieć na to pytanie, naukowcy niemieccy i rosyjscy przeprowadzili symulacje, dzięki którym odkryli nieznany wcześniej mechanizm przypominający rodzaj pompy.

Model opisuje przepływy w całej atmosferze Marsa, od powierzchni do wysokości 160 km. Wyniki sugerują, że środkowa część atmosfery, która ma mroźne temperatury, staje się przepuszczalna dla pary wodnej dwa razy dziennie w określonej porze roku i w określonym miejscu.

Głównym czynnikiem decydującym jest tutaj przebieg orbity planety wokół Słońca. Jeden obieg dookoła naszej dziennej gwiazdy zajmuje Marsowi około dwóch ziemskich lat, dodatkowo orbita jest znacznie bardziej eliptyczna niż ziemska. W punkcie najbliższym względem Słońca planeta znajduje się 42 miliony kilometrów bliżej, niż w najdalszym punkcie orbity. Oznacza to, że lato na półkuli południowej jest znacząco cieplejsze, niż lato na półkuli północnej.

Jak tłumaczy Paul Hartogh z Max Planck Institute for Solar System Research, gdy na półkuli południowej jest lato, w niektórych momentach dnia panują tam warunki umożliwiające transport pary wodnej w górne warstwy atmosfery, razem z cieplejszymi masami powietrza. Następnie prądy powietrzne przemieszczają gaz wzdłuż południków w rejon bieguna północnego, gdzie się ochładza i opada. W trakcie tego cyklu część pary wodnej jest tracona w mechanizmie opisanym wcześniej (rozpad molekuł pod wpływem promieniowania ultrafioletowego i ucieczka wodoru w przestrzeń kosmiczną).

Dodatkowym czynnikiem ułatwiającym transport pary wodnej w górę są burze piaskowe (burze pyłowe), które na Marsie mogą osiągać skalę całej planety i trwać wiele tygodni. Najnowsze wielkoskalowe burze były obserwowane w 2018 i 2007 roku. Obliczono, iż podczas tego typu burzy z 2007 roku do górnych warstw

atmosfery dotarło dwukrotnie więcej pary wodnej niż w trakcie lata bez burz na półkuli południowej.

Ponieważ cząstki pyłu absorbują promieniowanie słoneczne, rozgrzewają się i temperatura całej atmosfery wzrasta o nawet 30 stopni Celsjusza.

Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie „Gephysical Research Letters”. (PAP)

cza/ zan/

Copyright © Fundacja PAP 2019