Znanstvenici su po prvi put sustavno katalogizirali i pratili pješčane vrtloge na Marsu, prirodnu pojavu koja već desetljećima intrigira istraživače Crvenog planeta. Nova analiza donijela je neobične uvide u marsovsku klimu, a prikupljeni podaci već se koriste u planiranju budućih misija.
Slični tornadima na Zemlji, ovi vrtlozi nastaju kada vjetar podiže i nosi prašinu po površini planeta. Istraživanje donosi pregled 1039 zabilježenih vrtloga opaženih tijekom posljednjih 20 godina pomoću orbitera Mars Express i ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) Europske svemirske agencije (ESA).
Kako prašina oblikuje marsovsku klimu
Prašina na Marsu ima presudnu ulogu u reguliranju temperature i atmosferskih procesa. Kada se podigne u visinu, može zakloniti Sunčevu svjetlost i sniziti dnevne temperature, ali i zadržati toplinu tijekom noći, uzrokujući porast noćnih temperatura. Čestice prašine istovremeno služe kao jezgre oko kojih nastaju oblaci, a prašnjave oluje mogu pomoći i gubitku vode jer olakšavaju njezino isparavanje i bijeg u svemir.
Za razliku od Zemlje, Mars nema kišu koja bi isprala prašinu iz zraka, pa se ona u atmosferi može zadržati tjednima ili mjesecima. Zbog toga je razumijevanje načina na koji prašina prelazi s površine u atmosferu ključno za svako buduće modeliranje marsovske klime.
Projekt koji je vodio Valentin Bickel sa Sveučilišta u Bernu okupio je dosad najveću zbirku opažanja pješčanih vrtloga. Iako se marsovske oluje prate već desetljećima, ovo je prvi put da su istraživači uspjeli pratiti njihovo gibanje i analizirati vjetrove koji ih pokreću.
“Pješčani vrtlozi čine nevidljive vjetrove vidljivima,” objašnjava Bickel. “Mjerenjem njihove brzine i smjera počeli smo stvarati kartu vjetrova koji pušu po cijelom Marsu. Takvo nešto dosad nije bilo moguće jer jednostavno nismo imali dovoljno podataka.”
Umjetna inteligencija u službi Marsa
Bickelov tim obučio je neuronsku mrežu da prepoznaje pješčane vrtloge na satelitskim snimkama te ju potom “nahranio” podacima s misija Mars Express i ExoMars TGO. Sustav je identificirao 1039 pojedinačnih vrtloga, a kod 373 utvrdio i njihov smjer kretanja.
Znanstvenici su pritom iskoristili zanimljiv efekt koji se inače smatra tehničkim nedostatkom. Orbiteri snimaju po nekoliko kadrova iste regije, s vremenskim odmakom od 7 do 19 sekundi, što inače stvara male pomake među slikama. Usporedbom tih pomaka i poznatog vremenskog razmaka, tim je uspio izračunati brzine i smjerove vjetrova koji pokreću vrtloge.
“Izvrsno je vidjeti kako se Mars Express i ExoMars TGO koriste za istraživanja koja izvorno nisu bila planirana,” rekao je Colin Wilson, znanstvenik ESA-e zadužen za obje misije. “Prašina na Marsu utječe na sve, od lokalnih vremenskih prilika do kvalitete fotografija iz orbite. Važnost razumijevanja njezina kruženja teško je precijeniti.2
Neočekivane brzine i uzorci kretanja
Sva su opažanja ucrtana na globalnu kartu Marsa, koja je pokazala da se pješčani vrtlozi javljaju širom planeta, ali i da postoje područja u kojima nastaju češće. Jedno od njih je Amazonis Planitia, prostrana nizina poznata po finom pijesku i prašini.
Najveće iznenađenje bili su izmjereni vjetrovi. Iako Mars ima vrlo rijetku atmosferu pa bi čovjek na njegovoj površini jedva osjetio vjetar od 100 kilometara na sat, istraživanje je otkrilo da vrtlozi dosežu brzine i do 158 kilometara na sat, znatno više od svega što su dosad zabilježili roveri.
Takve brzine imaju važne posljedice za razumijevanje meteorologije Crvenog planeta. Pokazuju da pješčani vrtlozi mogu podići i mnogo više prašine nego što se pretpostavljalo, što bi moglo objasniti zašto se atmosferska prašina tako dugo zadržava.
Analiza je otkrila i kada se vrtlozi najčešće pojavljuju. Najaktivniji su tijekom proljeća i ljeta, obično između 11 i 14 sati po lokalnom vremenu, i traju svega nekoliko minuta. Njihov ritam i sezonalnost podsjećaju na zemaljske pješčane oluje, koje se također najčešće javljaju u toplijem dijelu godine, oko podneva.
Novi uvidi za buduće misije
Katalog koji je sastavio Bickelov tim važan je korak prema potpunijem razumijevanju marsovske klime. Podaci koje prikupljaju roveri poput Perseverancea i Curiosityja pružaju dragocjene lokalne uvide, ali kombinacija satelitskih snimaka s orbite omogućuje sagledavanje atmosferskih procesa u globalnom kontekstu.
“Informacije o brzinama i smjerovima vjetra presudne su za planiranje budućih misija,” kaže Bickel. “Naša mjerenja mogu pomoći znanstvenicima da unaprijed procijene uvjete na mjestu slijetanja, primjerice, koliko bi se prašine moglo taložiti na solarnim panelima rovera i koliko često bi ih trebalo čistiti.”
Najizravnija primjena istraživanja odnosi se upravo na taj problem, prašina koja se taloži na solarne panele smanjuje učinkovitost i trajnost rovera. ESA već koristi nove podatke za planiranje sljedećih misija. Rover Rosalind Franklin, čije je slijetanje predviđeno za 2030., planira se spustiti izvan sezone najintenzivnijih oluja.
Iako je ovo tek početak, javno dostupni katalog pješčanih vrtloga postavlja temelje za buduća istraživanja. Dodatne analize omogućit će izradu preciznijih klimatskih modela Marsa, ključnog koraka prema razumijevanju njegova atmosferskog ciklusa i pripremi za ljudske misije na Crveni planet.
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
