Door observaties van drie internationale ruimtevaartuigen op Mars te combineren, wetenschappers konden aantonen dat regionale stofstormen een grote rol spelen bij het uitdrogen van de Rode Planeet.

Stofstormen verhitten grotere hoogten van de koude atmosfeer van Mars, voorkomen dat waterdamp zoals gebruikelijk bevriest en verder naar boven kan reiken. In de hogere regionen van Mars, waar de atmosfeer schaars is, watermoleculen zijn kwetsbaar voor ultraviolette straling, waardoor ze worden afgebroken tot hun lichtere componenten waterstof en zuurstof. Waterstof, wat het lichtste element is, gaat gemakkelijk verloren in de ruimte, met zuurstof die ontsnapt of naar de oppervlakte terugkeert.

"Het enige wat je hoeft te doen om permanent water te verliezen, is één waterstofatoom te verliezen, want dan kunnen de waterstof en zuurstof niet opnieuw samengaan tot water. " zei Michael S. Chaffin, een onderzoeker aan het Laboratorium voor Atmosferische en Ruimtefysica aan de Universiteit van Colorado in Boulder. "Dus als je een waterstofatoom hebt verloren, je bent zeker een watermolecuul kwijt."

Wetenschappers vermoeden al lang dat Mars, ooit warm en nat als de aarde, heeft het meeste van zijn water grotendeels verloren door dit proces, maar ze realiseerden zich niet de significante impact van regionale stofstormen, die bijna elke zomer plaatsvinden op het zuidelijk halfrond van de planeet. Wereldomhullende stofstormen die typisch om de drie tot vier Marsjaren toeslaan, werden als de belangrijkste boosdoeners beschouwd. samen met de hete zomermaanden op het zuidelijk halfrond wanneer Mars dichter bij de zon staat.

Maar de atmosfeer van Mars wordt ook verwarmd tijdens kleinere, regionale stofstormen, volgens een nieuw artikel dat op 16 augustus in het tijdschrift is gepubliceerd Natuurastronomie . De onderzoekers, een internationaal team onder leiding van Chaffin, ontdekte dat Mars tijdens een regionale storm twee keer zoveel water verliest als tijdens een zuidelijk zomerseizoen zonder regionale stormen.

"Dit artikel helpt ons virtueel terug in de tijd te gaan en te zeggen:"OKE, nu hebben we een andere manier om water te verliezen die ons zal helpen dit kleine water dat we vandaag op Mars hebben te relateren aan de gigantische hoeveelheid water die we in het verleden hadden, " zei Geronimo Villanueva, een Mars-waterexpert bij NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland, en co-auteur op papier Chaffin's.

Omdat water een van de belangrijkste ingrediënten is voor het leven zoals we dat kennen, wetenschappers proberen te begrijpen hoe lang het op Mars stroomde en hoe het verloren ging.

Miljarden jaren geleden, Mars had veel meer water dan nu. Wat overblijft is bevroren aan de polen of opgesloten in de korst. Gesmolten, dit overgebleven water zou een wereldwijde oceaan kunnen vullen tot 30 voet, of 30 meter, diep, sommige wetenschappers voorspellen.

Hoewel wetenschappers als Chaffin veel ideeën hadden over wat er met het water op Mars gebeurde, ze misten de afmetingen die nodig waren om het hele plaatje aan elkaar te knopen. Vervolgens, een zeldzame convergentie van de banen van ruimtevaartuigen tijdens een regionale stofstorm in januari tot februari 2019 stelde wetenschappers in staat om ongekende waarnemingen te verzamelen.

NASA's Mars Reconnaissance Orbiter heeft de temperatuur gemeten, stof- en waterijsconcentraties van het oppervlak tot ongeveer 100 kilometer, of 100 kilometer, erboven. Kijkend binnen hetzelfde hoogtebereik, ESA's (European Space Agency) Trace Gas Orbiter heeft de concentratie van waterdamp en ijs gemeten. En NASA's Mars Atmosfeer en Vluchtige Evolutie, of MAVEN, ruimtevaartuig sloot de metingen af ​​door de hoeveelheid waterstof te rapporteren, die H . zou hebben afgebroken ₂ O moleculen, in de hoogste regionen van Mars, meer dan 620 mijl, of 1, 000 kilometer, boven het oppervlak.

Het was de eerste keer dat zoveel missies zich op één enkele gebeurtenis concentreerden, Chaffin zei:"We hebben het hele systeem echt in actie gezien."

De gegevens verzameld van vier instrumenten op de drie ruimtevaartuigen geven een duidelijk beeld van de rol van een regionale stofstorm bij de ontsnapping van Mars. wetenschappers melden. "De instrumenten moeten allemaal hetzelfde verhaal vertellen, en dat doen ze, " zei Villanueva, een lid van het wetenschappelijke team van de Trace Gas Orbiter.

Spectrometers op de Europese orbiter detecteerden waterdamp in de lagere atmosfeer voordat de stofstorm begon. Typisch, de temperatuur van de Marsatmosfeer wordt gedurende een groot deel van het Marsjaar kouder met de hoogte, wat betekent dat waterdamp die in de atmosfeer opstijgt, op relatief lage hoogten bevriest. Maar toen de stofstorm losbarstte, de atmosfeer hoger opwarmen, de instrumenten zagen waterdamp grotere hoogten bereiken. Deze instrumenten vonden 10 keer meer water in de middelste atmosfeer nadat de stofstorm begon, die precies samenvalt met gegevens van de infraroodradiometer op de Mars Reconnaissance Orbiter.

De radiometer meet stijgende temperaturen in de atmosfeer terwijl stof hoog boven Mars opstookt. Het zag ook waterijswolken verdwijnen, zoals verwacht, omdat er in de warmere lagere atmosfeer geen ijs meer kon worden gevormd. Beelden van de ultraviolet-spectrograaf van MAVEN bevestigen dit; ze laten zien dat vóór de storm van 2019, Er waren ijswolken te zien die boven de stijgende vulkanen in het Tharsis-gebied van Mars zweefden. "Maar ze verdwenen volledig toen de stofstorm in volle gang was, " zei Chaffin, en verscheen weer nadat de stofstorm was geëindigd.

Op grotere hoogten, Verwacht wordt dat waterdamp door de ultraviolette straling van de zon uiteenvalt in waterstof en zuurstof. Inderdaad, observaties van MAVEN toonden dit aan, terwijl het de bovenste atmosfeer gloeide met waterstof die tijdens de storm met 50% toenam. Deze meting kwam perfect overeen met een zwelling van water 60 mijl lager, waarvan wetenschappers zeggen dat het de bron van de waterstof was.