Store mengder støv som bidrar til å gi den røde planeten Mars dens smussrosa himmel blir blåst inn i atmosfæren av virvlende støvdjevler og sporadiske, men kraftige vindkast, har NASAs Perseverance-rover funnet.
“Det vindkastdrevne løftet det Utholdenhet har oppdaget i Lake krater er den første virkelig definitive støvløftende hendelsen vi har sett,” fortalte Claire Newman, hovedforfatter av studien og en av de fire planetariske forskerne som utgjør et forskningsselskap kalt Aeolis Research, til Space.com.
Mars er dekket av fint, rustfarget støv, og regionalt og globalt støvstormer kan løfte store mengder av dette støvet inn i Mars atmosfære, der den fortrinnsvis sprer rødere bølgelengder av lys, derav fargen på himmelen. Men mens støvstormer har en tendens til å være sesongbaserte, for det meste sammenfallende med planetens sørlige halvkule-sommer, fortsetter Mars å ha støvete strøhimmel selv utover støvstormsesongen. Denne konsistensen betyr at det må finnes alternative og mer stabile kilder til atmosfærisk støv.
I slekt: 12 fantastiske bilder fra Perseverance-roverens 1. år på Mars
For første gang har Perseverance sett støv bli luftet opp i atmosfæren via støvdjevler og sjeldnere kraftige vindkast. Under roverens første 216 soler (marsdager), Perseverances MEDA (Mars Environment Dynamics Analyzer) pakke med instrumenter oppdaget i gjennomsnitt én støvdjevel som passerte over den per dag.
MEDAs strålings- og støvsensorer er i stand til å oppdage støvskyer reist av støvdjevler og vindkast ved at svevestøvet sprer sollyset, mens andre MEDA-sensorer måler lufttrykket, temperaturen og vindhastigheten.
“Dette er virkelig første gang vi har sendt disse sensorene til Mars som er i stand til å spore støv og hvor og når det blir løftet lokalt til roveren,” sa Newman.
Mindre hyppige enn støvdjevlene, men i stand til å løfte enda mer støv, er sterke vindkast på dagtid som blåser oppover. De største støvdjevlene oppdaget av MEDA ved Perseverances landingssted i Jezero-krateret har vært rundt 270 meter på tvers, men en bestemt vindhendelse på dagtid dekket et område som var 10 ganger større.
Slike vinder viser “sterke variasjoner og turbulens, som er atferd som tilsvarer passeringen av en stor konvektiv celle,” Ricardo Hueso, fysiker ved Universidad del País Vasco UPV/EHU i Baskerland i Spania og medforfatter på ny forskning, fortalte Space.com.
Luft stiger langs kanten av konveksjonscellene, med de sterkeste vindene i forkanten, hvor de pisker opp støvet og sender det høyt opp i atmosfæren, hvor det absorberer sollys og varmer opp atmosfæren.
Oppvarmingen får atmosfæren til å utvide seg, noe som senker den atmosfæriske tettheten. Effekten kan potensielt få konsekvenser for ethvert fartøy som flyr gjennom atmosfæren, enten det er en sonde som gjennomgår innstigning, nedstigning og landing, eller Perseverances lille helikopterledsager, Oppfinnsomhetsom presterer kort gjenkjenningsutganger for roveren.
“Den største bekymringen angående oppfinnsomhet er endringen i lufttetthet,” sa Newman. “Helikopteret har forskjellige innstillinger for forskjellige tider av året fordi den atmosfæriske tettheten endrer seg mye på Mars i løpet av et år.”
Til tross for rollen til vindkast, er den største kilden til atmosfærisk støv likevel støvstormene, som kan variere i omfang fra regionale stormer som blåser seg ut i løpet av få dager til stormer som varer i måneder og omslutter hele planeten i støv. Stormene alene er imidlertid ikke tilstrekkelige til å holde store mengder støv i Mars-atmosfæren permanent.
“En lokal støvstorm kan øke mye mer støv enn støvdjevler og vindkast på overflaten, men lokale støvstormer er kortvarige, mens støvdjevler og vindkast på overflaten resulterer i vedvarende støvinnhold,” sa Hueso.
Det er også hint om at støvløfting ikke foregår like overalt på Mars. NASA sine Innsikt lander, som havnet i Elysium Planitia nær ekvator på Mars, har sett lite i veien for støvløftende hendelser, men Elysium Planitia og Perseverances Jezero-krater er ved første øyekast to ganske like landingssteder.
En forskjell er at Jezero-krateret ligger nær en av de store stormsporene, “så på en måte visste vi at det kom til å bli litt annerledes [in terms of dust],” sa Newman. “Jezero-krateret er spesielt utsatt for å få støv løftet, og å prøve å forstå hva balansen er mellom de forskjellige støvløftingshendelsene, og også hvorfor Jezero har så mye mer løft enn InSights landingssted er et veldig interessant puslespill .”
De forskning ble publisert onsdag (25. mai) i tidsskriftet Science Advances.
Følg Keith Cooper på Twitter @21stCenturySETI. Følg oss på Twitter @Spacedotcom og på Facebook.