Nieuw onderzoek met behulp van een decennium aan gegevens van ESA's Mars Express heeft duidelijke tekenen gevonden van de complexe atmosfeer van Mars die als een enkele, onderling verbonden systeem, met processen die plaatsvinden op lage en middenniveaus die de hogere niveaus aanzienlijk beïnvloeden.

Het begrijpen van de atmosfeer van Mars is een belangrijk onderwerp in de planetaire wetenschap, van zijn huidige status tot zijn verleden. De atmosfeer van Mars lekt continu naar de ruimte, en is een cruciale factor in het verleden van de planeet, Cadeau, en toekomstige bewoonbaarheid – of het gebrek daaraan. De planeet heeft het grootste deel van zijn eens veel dichtere en nattere atmosfeer verloren, waardoor het evolueert naar het droge, droge wereld die we vandaag zien.

Echter, de ijle atmosfeer die Mars heeft behouden, blijft complex, en wetenschappers werken eraan om te begrijpen of en hoe de processen erin in ruimte en tijd met elkaar verbonden zijn.

Een nieuwe studie op basis van 10 jaar gegevens van het radarinstrument op Mars Express biedt nu duidelijk bewijs van een gewilde link tussen de bovenste en onderste atmosfeer van de planeet. Hoewel het best bekend voor het onderzoeken van het binnenste van Mars via radargeluiden, het instrument heeft ook waarnemingen verzameld van de ionosfeer van Mars sinds het in 2005 begon te werken.

"De onderste en middelste niveaus van de atmosfeer van Mars lijken gekoppeld te zijn aan de bovenste niveaus:er is een duidelijk verband tussen hen gedurende het hele Marsjaar, " zegt hoofdauteur Beatriz Sánchez-Cano van de Universiteit van Leicester, VK.

"We hebben deze link gevonden door de hoeveelheid elektronen in de bovenste atmosfeer te volgen - een eigenschap die gedurende meer dan tien jaar door de MARSIS-radar in verschillende seizoenen is gemeten, gebieden van Mars, tijden van de dag, en meer - en het correleren met de atmosferische parameters gemeten door andere instrumenten op Mars Express."

Het is bekend dat de hoeveelheid geladen deeltjes in de bovenste atmosfeer van Mars - op een hoogte tussen 100 en 200 km - verandert met het seizoen en de lokale tijd. gedreven door veranderingen in zonne-verlichting en activiteit, en, cruciaal voor dit onderzoek, de variërende samenstelling en dichtheid van de atmosfeer zelf. Maar de wetenschappers vonden meer veranderingen dan ze hadden verwacht.

"We ontdekten een verrassende en significante toename van de hoeveelheid geladen deeltjes in de bovenste atmosfeer tijdens de lente op het noordelijk halfrond, dat is wanneer de massa in de lagere atmosfeer groeit terwijl ijs sublimeert vanaf de noordelijke poolkap, ", voegt Beatriz eraan toe.

De poolkappen van Mars bestaan ​​uit een mengsel van waterijs en bevroren koolstofdioxide. Elke winter, tot een derde van de massa in de atmosfeer van Mars condenseert en vormt een ijzige laag op elk van de polen van de planeet. Elke lente, een deel van de massa in deze kapjes sublimeert om weer in de atmosfeer te komen, en de doppen krimpen daardoor zichtbaar.

"Er werd gedacht dat dit sublimatieproces voornamelijk alleen de lagere atmosfeer aantast - we hadden niet verwacht dat de effecten zich duidelijk naar hogere niveaus zouden verspreiden, ", zegt co-auteur Olivier Witasse van de European Space Agency, en voormalig ESA-projectwetenschapper voor Mars Express.

"Het is heel interessant om zo'n connectie te vinden."

De bevinding suggereert dat de atmosfeer van Mars zich als één systeem gedraagt.

Dit kan wetenschappers mogelijk helpen te begrijpen hoe de atmosfeer van Mars in de loop van de tijd evolueert - niet alleen met betrekking tot externe verstoringen zoals ruimteweer en de activiteit van de zon, maar ook met betrekking tot Mars' eigen sterke interne variabiliteit en oppervlakteprocessen.

Het begrijpen van de complexe atmosfeer van Mars is een van de belangrijkste doelstellingen van ESA's Mars Express-missie. die sinds 2003 in een baan rond de Rode Planeet draait.

"Mars Express gaat nog steeds sterk, met als een van de huidige hoofddoelen om te onderzoeken hoe de atmosfeer van Mars zich precies gedraagt, en hoe verschillende lagen ervan met elkaar verbonden zijn, ", zegt ESA Mars Express-projectwetenschapper Dmitri Titov.

"Het hebben van een lange basislijn van gegevens is van fundamenteel belang voor onze studie van Mars - er is nu meer dan een decennium aan waarnemingen om mee te werken. Deze gegevens beslaan niet alleen een lange periode, maar ook het geheel van Mars en zijn atmosfeer.

"Deze schat aan uitgebreide en complementaire observaties door verschillende instrumenten op Mars Express maakt studies zoals deze mogelijk en, samen met ESA's Trace Gas Orbiter en NASA's MAVEN-missie, helpt ons de geheimen van de atmosfeer van Mars te ontrafelen."