Wervelende kolommen van zand en stof, bekend als stofduivels, zijn een kenmerk van woestijngebieden op Mars en op aarde. Nutsvoorzieningen, een studie van aardse stofduivels heeft aangetoond dat ongeveer tweederde van de fijne deeltjes die door deze wervels worden opgetild, in de atmosfeer kan blijven hangen en over de hele wereld kan worden getransporteerd. De bevindingen hebben implicaties voor het klimaat en het weer van beide planeten en, mogelijk, menselijke gezondheid hier op aarde. De resultaten zullen worden gepresenteerd door Dr. Jan Raack van de Open Universiteit op het European Planetary Science Congress (EPSC) 2017 in Riga, Letland op maandag, 18 september 2017.

Het onderzoek van Raack en een internationaal team van medewerkers geeft belangrijke inzichten in de bijdrage van stofduivels aan minerale aerosolen in planetaire atmosferen. Ongeveer de helft van het stof dat elk jaar in de atmosfeer van Mars terechtkomt, zou afkomstig zijn van stofduivels. Echter, daten, de structuur van deze wervels is niet goed begrepen. Aangezien aardse stofduivels op dezelfde manier werken als die op Mars, Raack en collega's hebben de afgelopen vijf jaar meerdere veldcampagnes uitgevoerd om stofduivels te bestuderen in drie verschillende woestijnen op aarde, in China, Marokko en de VS. De onderzoekers namen monsters van granen die op verschillende hoogtes door stofduivels werden opgetild, bestudeerde sporen achtergelaten door stofduivels op het oppervlak en gemeten fysieke en meteorologische eigenschappen van stofduivels.

Raack legt uit:"De methode voor het nemen van monsters is eenvoudig, hoewel niet zo prettig om uit te voeren, omdat je moet worden gezandstraald. we bedekken een aluminium buis van 5 meter met dubbelzijdig plakband en lopen tegen een actieve stofduivel aan. We houden de giek rechtop in het pad van een stofduivel en wachten tot de stofduivel over de giek gaat. Talloze korrels worden verzameld op het plakband, die ter plaatse worden bewaard door delen van de tape van verschillende hoogtes op glasplaatjes te drukken."

Terug in het laboratorium, de glasplaatjes worden geanalyseerd onder een optische microscoop en alle korrels worden gemeten en geteld om gedetailleerde relatieve korrelgrootteverdelingen van de bemonsterde stofduivels te verkrijgen. De resultaten die op EPSC 2017 werden gepresenteerd, zijn gericht op monsters die zijn genomen tijdens veldcampagnes in het zuiden en zuidwesten van Marokko, gefinancierd door Europlanet en ondersteund door het Ibn Battuta Centre in Marrakesh.

"We ontdekten dat de stofduivels die we hebben gemeten een zeer vergelijkbare structuur hebben, ondanks verschillende sterktes en afmetingen. De grootteverdeling van deeltjes binnen de stofduivels lijkt overeen te komen met de verdeling van de korrelgroottes in het oppervlak waar ze overheen gingen. We hebben de aanwezigheid van een zandrok kunnen bevestigen - het onderste deel van de stofduivel met een hoge concentratie aan grotere zandkorrels - en de meeste deeltjes werden pas binnen de eerste meter opgetild. Echter, de afname van de korreldiameter met de hoogte is bijna exponentieel, ' zegt Raak.

In de aardse stofduivels, het team ontdekte dat ongeveer 60-70% van alle fijne stofdeeltjes (met een diameter tot driehonderdste van een millimeter) in suspensie lijkt te blijven. Deze kleine minerale aerosolen kunnen over lange afstanden op aarde worden vervoerd en hebben invloed op het klimaat en het weer. Ze kunnen ook bevolkte gebieden bereiken, gevolgen hebben voor de luchtkwaliteit en de menselijke gezondheid. Op dorre Mars, waar het grootste deel van het oppervlak woestijnachtig is en het stofgehalte veel hoger is, de impact is nog groter.

Verdere analyse van de datasets omvat meteorologische metingen van de stofduivels die zullen worden gebruikt om gegevens te interpreteren die zijn verkregen door landers en rovers op Mars, inclusief de Curiosity-rover en de komende ExoMars- en InSight-landermissies.