Változatosabb lehet a Mars időjárása

A Mars Express-űrszonda új eredményei alapján a vörös bolygó egyenlítői térségében olyan szén-dioxid felhők jellemzők, amelyek árnyékában a felszín 10 fokkal is hűvösebb lehet, mint a derült területeken.

A Mars légkörében eddig elsősorban vízjégkristályokból álló felhőket azonosítottak, amelyek a földi cirruszokra (fátyolfelhőkre) emlékeztetnek, és napi ciklus szerint erős változékonyságot mutatnak. Emellett főleg a sarki területeken mutatkoztak olyan téli, illetve éjszakai ködök, amelyeket a lehűlő légkörből kifagyó szén-dioxid kristályok alkotnak. Harmadik csoportként említhetők azok a Mars Express által nemrég megfigyelt szén-dioxid felhők, amelyek sokkal magasabban húzódnak a légkörben az előbb említett sarki ködöknél.

Franck Montmessin (UVSQ) és kollégái a Mars Express-szonda OMEGA detektorával a látható és az infravörös tartományban rögzített mérések alapján egy negyedik csoportot találtak - bár egyelőre az sem zárható ki, hogy a fent említett harmadik felhőtípus újabb tagjait azonosították.

A megfigyelések az egyenlítői térségben magas szintű, szén-dioxid kristályokból álló felhőket mutattak ki, amelyek közel 80 kilométerrel vagy még magasabban lebegnek a felszín felett. Méretük a több száz kilométeres átmérőt is elérheti, anyaguk viszonylag sűrű, szemcséik pedig meglepően nagyok: az ezred millimétert is meghaladhatják. Egyelőre az sem tisztázott, hogy ilyen nagy szemcsék miként lebeghetnek stabilan a ritka marsi légkörben.

Nagy magasságuk ellenére ún. konvektív felhők lehetnek, azaz a felszíntől felfelé áramló, viszonylag meleg légtömegektől alakulnak ki. Ez jórészt ellentétben áll a földi viszonyokkal, bolygónkon ugyanis az ilyen magas felhőkre gyenge hatással vannak a konvektív feláramlások. Mozgásukat nálunk elsősorban a magaslégköri, az egész bolygót átölelő áramlási rendszerek határozzák meg, és nem a felszín melegedése.

A most azonosított marsi felhők változékony természete feltehetőleg a vörös bolygón jellemző nagy napi hőingással kapcsolatos. A nappali és az éjszakai hőmérsékletek különbsége a bolygó egyenlítői vidékén alkalmanként a 100 fokot is elérheti - amellyel kapcsolatban heves légáramlások támadhatnak. Az emelkedő és hűlő légtömegekben a szén-dioxid kiválásakor látens hő szabadul fel, hasonlóan a földi konvektív vízfelhők képződéséhez. A kristályok kialakulása tehát melegíti a környező gázt, és ezzel segíti, hogy a felhő anyaga még tovább emelkedjen.

Fontos kérdés, hogy vajon milyen szilárd szemcsék lebegnek a légkörben, amelyekre a jég kicsapódhat - ezek hiányában ugyanis még a földi atmoszférában is alig keletkeznének felhők. Az egyik lehetőség a szelek által felkavart és magasra feljutott por, de az is elképzelhető, hogy a légkörbe hulló mikrometeoritok szolgálnak kondenzációs magvakként. A felhők egyik legérdekesebb tulajdonsága, hogy a felszínre jutó napfény intenzitását jelentősen, akár 40%-kal is lecsökkentik. Ennek következtében a felhők árnyékában a felszín hőmérséklete 10 fokkal is alacsonyabb lehet, mint ami a környező, derült és napsütötte vidéken jellemző. Az így kialakuló hőmérsékleti különbség befolyásolja a szeleket, speciális körülmények esetén akár a felszíni fagytakaró szublimálását vagy kicsapódását is megváltoztatja.

A Mars Express-szonda eltérő hullámhosszakon rögzített felvételei, amelyeken felhők és azoknak a felszínre vetett árnyékai is megfigyelhetők (ESA, OMEGA Team)

Tisztázandó kérdés, hogy a most megfigyelt, fagyott szén-dioxid szemcsékből álló felhők azonosak-e a bevezetésben említett harmadik csoport felhőivel. A megfigyelés mindezek felett a bolygó korábbi, a feltételezések alapján melegebb állapotával kapcsolatban is adhat új eredményeket. Elképzelhető ugyanis, hogy az ősi Marsot az egykori sűrűbb szén-dioxid felhőtakaró infravörös sugárzást visszaverő képessége, azaz üvegházhatása tette melegebbé.

Egészen az elmúlt évekig a Mars felszínére úgy tekintettek a szakemberek, mint egy kietlen, sivatagos világra, ahol az égbolt a porviharok időszakát leszámítva vakítóan tiszta és a Nap ultraibolya sugarai gyilkos intenzitással bombázzák a felszínt. Az új eredmények alapján azonban mind a nappali besugárzást, mind pedig az éjszakai kisugárzást csökkentő felhők vannak a légkörben, változatosabbá téve a bolygó meteorológiáját.