Marsova atmosféra - neobvyklý teplotní cyklus objasněn

Sonda Mars Reconnaissance Orbiter, která odstartovala 12. 8. 2005, a jejímž úkolem je výzkum Marsu z oběžné dráhy a komunikační služby pro ostatní sondy k Marsu, přinesla zajímavý poznatek. V příštím vydání Geophysical Research Letters vyjde studie týmu vědců, který vede Armin Kleinboehl z Jet Propulsion Laboratory v Pasadeně v Kalifornii. Studie vznikla na základě dat z přístroje Mars Climate Sounder na palubě sondy a přináší objev, že teplota se atmosféře Marsu mění složitějším způsobem, než jsme se dosud domnívali.

Z dat o atmosféře Marsu, naměřených sondou Mars Reconnaissance Orbiter na oběžné dráze kolem Marsu vyplývá, že teploty v atmosféře Marsu nestoupají a neklesají jednou denně, ale dvakrát. Jedno maximum je uprostřed dne, ale další menší maximum je také po půlnoci. Data získaná přístrojem Mars Climate Sounder na palubě sondy ukazují, že při tomto menším maximu neočekávaně stoupá teplota o 32 kelvinů.

Nová sada pozorování přístrojem Mars Climate Sounder zahrnuje teploty na celém Marsu. Celoplanetární oscilace rychlostí větru, teploty a tlaku opakující se každý den nebo každý zlomek dne se nazývá atmosférické slapy. Na rozdíl od oceánských slapů jsou atmosférické slapy způsobovány rozdíly v ohřevu atmosféry slunečním zářením mezi denní a noční stranou planety. Země má také atmosférické slapy, ale pozemské atmosférické slapy způsobují jen malé teplotní výkyvy (vztažené k teplotě povrchu Země), a navíc pouze ve spodní atmosféře. Na Marsu, který má jen asi 1% ovzduší v porovnání se Zemí, však převládají krátkodobé teplotní variace naskrz celou atmosférou.

Typů slapů, který představuje jeden nárůst a jeden pokles určité veličiny za den, se nazývá diurnální slapy. Slapy, při kterých dochází ke dvěma nárůstům a dvěma poklesům za den, se říká semidiurnální. Semidiurnální změny teploty byly poprvé na Marsu pozorovány v 70. letech, ale dosud se mělo zato, že k nim dochází jen v době velkých prachových bouří, a to následkem ohřevu prachu obsaženého v atmosféře. Kleinboehlův tým s překvapením zjistil přítomnost silného semidiurnálního cyklu i mimo období bouří.

Odpověď na otázku, proč sluneční záření vyvolává na Marsu teplotní cyklus se dvěma maximy, našli vědci v řídkých oblacích z částeček vodního ledu ve vysoké atmosféře Marsu. Oblaka těchto částic se nacházejí v rovníkové oblasti ve výšce 10 až 30 km nad povrchem. Během dne absorbují infračervené záření vyzařované povrchem Marsu. Navzdory tomu, že jsou to velmi řídké mraky, asi jako cirry na Zemi, stačí množství energie, kterou absorbují, na to, aby každý den prohřály střední atmosféru.

Ve vysokých vrstvách atmosféry Marsu je víc vody (v podobě oblak ledových krystalků) než ve stejně vysokých vrstvách atmosféry Země. Význam této vody pro dynamiku atmosféry Marsu není dosud doceněn, protože jsme zvyklí nahlížet na Mars jako na mrazivý mrtvý svět bez kapalné vody na povrchu (která nás zajímá ze všeho nejvíc). Nyní víme, že musíme uvážit strukturu mraků v atmosféře Marsu, chceme-li jí porozumět. Čekají nás srovnávací studie chování vody v atmosféře Země a Marsu, máme-li lépe porozumět jejímu vlivu na klima — na obou planetách.

 

Zdroj

Mars Water-Ice Clouds Are Key to Odd Thermal Rhythm, Jet Propulsion Laboratory, 12. 6. 2013