NA[{” attribute=”” tabindex=”0″ role=”link”>Mars, spring explodes into action with violent transformations. Frost avalanches, carbon dioxide gas geysers, and powerful winds reshape its surface, leaving behind stunning patterns like swirling polar troughs and spider-like marks. Scientists use the Mars Reconnaissance Orbiter to study these seasonal phenomena, which vary between hemispheres.
As Earth celebrates New Year’s Eve today, scientists studying Mars are already ahead of schedule. The Red Planet completed its latest orbit around the Sun on November 12, 2024, giving researchers a reason to celebrate.
A Martian year lasts 687 Earth days and ends quite differently from a year on Earth, especially in the northern hemisphere. While winter settles in here, spring begins on Mars, bringing rising temperatures and thinning ice. This triggers dramatic events: frost avalanches tumble down cliffs, carbon dioxide gas bursts from the ground, and fierce winds reshape the planet’s north pole.
“Springtime on Earth has lots of trickling as water ice gradually melts. But on Mars, everything happens with a bang,” said Serina Diniega, who studies planetary surfaces at NASA’s Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Southern California.
Nadchodzi nowy rok na Marsie i choć Nowy Rok na północnej półkuli Ziemi oznacza zimę, w tym samym regionie Czerwonej Planety oznacza początek wiosny. A to oznacza, że lód topnieje, co prowadzi do wielu interesujących rzeczy. – wyjaśnia naukowiec z JPL, Serina Diniega. Źródło: NASA/JPL-Caltech
Sublimacja: lód i eksplozje
Wąska atmosfera Marsa nie pozwala na gromadzenie się cieczy na powierzchni, tak jak na Ziemi. Zamiast się topić, lód sublimuje, zamieniając się bezpośrednio w gaz. Nagła zmiana na wiosnę oznacza wiele gwałtownych zmian, ponieważ zarówno lód wodny, jak i lód z dwutlenku węgla – suchy lód, którego na Marsie jest znacznie więcej niż zamarzniętej wody – słabną i pękają.
„Zamiast się stopić, powstaje wiele pęknięć i eksplozji” – powiedział Diniega. „Wyobrażam sobie, że robi się naprawdę głośno”.
Korzystając z kamer i innych czujników znajdujących się na pokładzie należącej do NASA sondy Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), która została wystrzelona w 2005 roku, naukowcy badają całą tę aktywność, aby lepiej zrozumieć siły kształtujące dynamiczną powierzchnię Marsa. Oto część tego, co śledzą.
Frost Avalanches: dramatyczny pokaz
W 2015 roku należąca do MRO kamera High-Resolution Imaging Science Experiment (HiRISE) zarejestrowała obiekt o szerokości 20 metrów (66 stóp) kawałek szronu z dwutlenku węgla w swobodnym spadaniu. Tego typu przypadkowe obserwacje przypominają, jak bardzo różni się Mars od Ziemi, stwierdził Diniega, szczególnie wiosną, kiedy zmiany powierzchni są najbardziej zauważalne.
„Mamy szczęście, że mamy statek kosmiczny taki jak MRO obserwujący Marsa tak długo” – powiedziała Diniega. „Obserwowanie przez prawie 20 lat pozwoliło nam uchwycić dramatyczne momenty, takie jak te lawiny”.
Gejzery gazowe: wybuchowe strumienie wiosenne
Diniega wykorzystała HiRISE do zbadania innego dziwactwa marsjańskiej wiosny: gejzerów gazowych wydobywających się z powierzchni, wyrzucając ciemne wachlarze piasku i pyłu. Te wybuchowe strumienie powstają w wyniku energetycznej sublimacji lodu z dwutlenku węgla. Kiedy światło słoneczne przebija się przez lód, jego dolne warstwy zamieniają się w gaz, zwiększając ciśnienie, aż w końcu wybije się w powietrze, tworząc ciemne wachlarze materiału.
Aby jednak zobaczyć najlepsze przykłady najnowszych fanów, badacze będą musieli poczekać do grudnia 2025 roku, kiedy na półkuli południowej zacznie się wiosna. Tam fani są więksi i wyraźniej określeni.
Źródło: NASA/JPL-Caltech/Uniwersytet Arizony
Pająki marsjańskie: tajemnice półkuli północnej
Kolejna różnica między działaniem lodu na obu półkulach: gdy latem cały lód wokół niektórych północnych gejzerów sublimuje, w ziemi pozostają ślady, które z kosmosu wyglądają jak gigantyczne nogi pająka. Naukowcy niedawno odtworzyli ten proces w laboratorium JPL.
Potężne wiatry i wiry polarne
Dla Isaaca Smitha z Uniwersytetu York w Toronto jednym z najbardziej fascynujących tematów wiosną jest pokrywa lodowa wielkości Teksasu na biegunie północnym Marsa. W lodowej kopule wyryte są wirujące rynny, odsłaniając ślady czerwonej powierzchni poniżej. Efekt jest jak wir mleka w cafe latte.
„Te rzeczy są ogromne” – powiedział Smith, zauważając, że niektóre są długie jak Kalifornia. „Podobne koryta można znaleźć na Antarktydzie, ale nic na taką skalę”.
Szybki, ciepły wiatr rzeźbił spiralne kształty przez eony, a doliny działają jak kanały dla wiosennych podmuchów wiatru, które stają się coraz silniejsze, gdy lód na biegunie północnym zaczyna się topnieć. Podobnie jak wiatry Santa Ana w południowej Kalifornii czy wiatry Chinook w Górach Skalistych, porywy te zwiększają prędkość i temperaturę, gdy płyną w dół dolin – co nazywa się procesem adiabatycznym.
Migrujące wydmy: taniec wiosny
Wiatry, które rzeźbią doliny bieguna północnego, również ulegają zmianie Wydmy marsjańskiepowodując gromadzenie się piasku po jednej stronie i usuwanie piasku z drugiej strony. Z biegiem czasu proces ten powoduje migrację wydm, podobnie jak ma to miejsce w przypadku wydm na Ziemi.
We wrześniu ubiegłego roku Smith był współautorem m.in papier szczegółowo opisując, jak szron z dwutlenku węgla osiada zimą na szczytach polarnych wydm, zamrażając je w miejscu. Kiedy na wiosnę roztopią się wszystkie mrozy, wydmy ponownie zaczynają migrować.
Każde północne źródło jest nieco inne, a jego zmiany prowadzą do szybszej lub wolniejszej sublimacji lodu, kontrolując tempo wszystkich tych zjawisk na powierzchni. A te dziwne zjawiska to tylko część sezonowych zmian na Marsie: półkula południowa charakteryzuje się swoją wyjątkową aktywnością.
Więcej o MRU
Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) to kluczowy statek kosmiczny zarządzany przez Jet Propulsion Laboratory (JPL) NASA, oddział Caltech w Pasadenie w Kalifornii, na zlecenie Dyrekcji Misji Naukowych NASA. Od chwili uruchomienia w 2005 r. MRO bada powierzchnię, klimat i geologię Marsa, dostarczając bezcennych danych zarówno do badań naukowych, jak i przyszłych eksploracji.
Jednym z jego wyróżniających się instrumentów jest kamera High-Resolution Imaging Science Experiment (HiRISE), obsługiwana przez Uniwersytet Arizony w Tucson. HiRISE, zbudowany przez Ball Aerospace & Technologies Corp. w Boulder w Kolorado, rejestruje niezwykle szczegółowe obrazy powierzchni Marsa, umożliwiając naukowcom badanie dynamicznych procesów, takich jak lawiny, wydmy i zmiany sezonowe. Wraz z innymi zaawansowanymi instrumentami na pokładzie MRO, HiRISE znacznie pogłębił naszą wiedzę o Czerwonej Planecie, czyniąc orbiter jedną z najbardziej udanych dotychczas misji NASA.
