Podczas eksperymentów na wysuszonym dnie Jeziora Kalifornijskiego sejsmolodzy byli w stanie wykryć wiry pyłu pędzące po jałowej powierzchni. Zatem sygnał sejsmiczny tych maleńkich zjawisk atmosferycznych został zarejestrowany po raz pierwszy.
Teraz naukowcy, których prace zostały opublikowane w czasopiśmie Bulletin of Seismological Society of America, spodziewają się śledzić sygnały sejsmiczne małych tornad na Marsie.
Tornada pyłu są dość powszechne na Ziemi; pojawiają się na otwartych równinach i pustyniach i wydają się mieć własne życie. Urodzone na cienkiej, podgrzanej warstwie Ziemi, małe wiry powietrza pędzą do chłodniejszych warstw, tworząc wrażenie mini-tornada. Te wiry mogą gromadzić kurz i inne małe cząstki wysoko w atmosferze.
Pyłowe wiry robią wrażenie na Ziemi, ale niekwestionowanym królem tych formacji jest Mars. Czerwona planeta nieustannie tworzy procesy eoliczne (wietrzne), aw wielu regionach powszechne są trąby powietrzne. Ostatnie badania wykazały, że trąby powietrzne marsjańskiego pyłu, które mogą osiągać kilka mil wysokości, odgrywają kluczową rolę w transporcie atmosferycznym małych cząstek pyłu z powierzchni wysoko do atmosfery. Ten „cykl kurzu” może odgrywać kluczową rolę w globalnym klimacie planety. Ponadto wiry te zmieniają albedo (współczynnik odbicia) powierzchni Marsa, zmieniając efekt ogrzewania słonecznego powierzchni Marsa, wpływając tym samym na temperaturę w atmosferze.
Phantom Cleaners
Przeszłe i obecne misje Marsa bardzo dobrze znają te upiorne zjawiska. Łazik marsjański NASA Spirit często zauważył tornada kurzu w dziedzinie badań naukowych zlokalizowanych w kraterze Gusev, dopóki połączenie z misją nie zostało utracone w 2010 roku.
Duch Masrokhod NASA wykonał tę serię trąb powietrznych na kraterze Gusev 15 maja 2005 roku. Kolumna pyłu miała średnicę około 34 metrów (112 stóp).
Drugi łazik, Opportunity, znajdujący się w obszarze zwanym „Meridiani Planum”, zawdzięcza swoją długotrwałą misję trąbieniu pyłu - okresowo wydmuchuje pył z paneli słonecznych.
Bardzo dobrze zna je również statek kosmiczny Mars Reconnaissance Orbiter NASA, orbitujący wokół Marsa. Rój wirów pyłu tworzy ciemne kanały na jasnych równinach Marsa. Czasami te tornada przyćmiewają te równiny zakurzonym błotem.
„Na Ziemi wiry pyłu powodują jedynie drobne kłopoty i są ciekawym zjawiskiem meteorologicznym” - mówi Ralph Lorenz z John Hopkins University w Baltimore, Maryland. „Na Marsie są głównymi źródłami pyłu, które odgrywają kluczową rolę w klimacie, a także w działaniu baterii słonecznych łazików”.
Dwie fotografie tego samego obszaru, zrobione z różnicą 4 lat. Ciemne linie są śladami trąby powietrznej kurzu.
Wiemy więc, że marsjański wiatr jest w stanie wyprodukować jedne z najbardziej imponujących tornad pyłowych w Układzie Słonecznym. Ale w końcu jest to zdarzenie losowe.
Mapa sejsmiczna
Tak się złożyło, że w przyszłym roku NASA uruchamia kolejny łazik o nazwie InSight. InSight wyląduje na Marsie, aby pomóc nam stworzyć pełniejszy obraz tego, co znajduje się pod warstwą regolitu. Pojazd zejścia użyje wiertła do pobierania próbek przez warstwę gleby, przedstawiając nam pierwsze testy świata obcych, wykonane z głębokości 5 metrów. Będzie też miał sejsmograf do badania ruchu wewnątrz planety. Chociaż uważa się, że Czerwona Planeta jest tektonicznie martwa, występują marsjańskie trzęsienia ziemi i będzie to nasza pierwsza okazja do głębszego ich zbadania.
Okazuje się więc, że InSight może stać się detektorem tornad pyłowych.
Podczas badania tornad kurzu na Ziemi Lorenz i jego koledzy umieścili sejsmograf w pobliżu kompleksu łączności kosmicznej Goldstone w Kalifornii. Jest to odległy obszar, który znajduje się z dala od działalności człowieka. W pobliżu sejsmografu naukowcy ustawili również 8 czujników ciśnienia powietrza, aby mogły one skorelować najmniejsze zmiany ciśnienia z sygnałem sejsmicznym. Kiedy powstaje wir pyłu, tworzy on obszar niskiego ciśnienia nad ziemią - ciepła powierzchnia powoduje wzrost i obrót powietrza. Jak łyżwiarz figurowy, który wyciągnął ramiona i obraca się w miejscu, obrót powietrza tworzy trąbę powietrzną. Zatem ten wir może zostać wykryty przez czujniki jako „przypływ” niskiego ciśnienia krążącego nad powierzchnią.
Korzystając z tego czujnika ciśnienia w połączeniu z sejsmografem, naukowcy byli w stanie wykryć 2 różne źródła niskiego ciśnienia w odstępie 10 minut. Rejestrowano także drgania sejsmiczne, gdy powierzchnia znajdowała się pod wpływem obszaru niskiego ciśnienia utworzonego przez wiry pyłu.
Ten obraz pokazuje ślady wirów pyłu w obszarze Thyles Rupes na Marsie.
Okazuje się, że wiry pyłu, które mają zaledwie 10 metrów średnicy, mogą powodować spadek ciśnienia równoważny ruchowi samochodu po powierzchni Ziemi.
Obecnie naukowcy, porównując spadki ciśnienia spowodowane wirami pyłu, z ich aktywnością sejsmiczną na Ziemi, mają nadzieję, że sygnały sejsmiczne wykryte przez InSight pomogą zidentyfikować przepływ marsjańskich wirów pyłu.
