عندما تصل عاصفة ترابية ضخمة على سطح المريخ - مثل تلك التي حدثت في 2018 - إلى قوتها الكاملة ، يمكن أن تتحول إلى عملاق يهيمن على الكرة الأرضية. يحدث هذا بانتظام على سطح المريخ ، وعادة ما تبدأ هذه العواصف على شكل سلسلة من العواصف الصغيرة الجامحة. يقول علماء ناسا إن هذه العواصف يمكن أن تفرخ أبراجًا ضخمة من غبار المريخ يصل ارتفاعها إلى 80 كم.
وقد تساعد هذه الظاهرة في تفسير كيف فقد المريخ مياهه.
خلال آخر عاصفة ترابية عالمية في عام 2018 ، والتي تهجت نهاية روفر الفرصة ، تراقب المدارات المريخ عن كثب ، لتلقي نظرة فاحصة على دورة حياة العاصفة. يبدأ برج الغبار على سطح المريخ كمنطقة ينتشر فيها الغبار بسرعة ويماثل حجمها مساحة رود آيلاند. ارتفع البرج الذي ارتفع خلال عاصفة 2018 إلى 80 كيلومترًا (50 ميلًا) وبحلول ذلك الوقت كان حجمه يقارب حجم نبراسكا. بمجرد انتهاء عاصفة كهذه من الارتفاع وتبدأ في الاضمحلال ، يمكن للبرج أن يشكل طبقة من الغبار بارتفاع 56 كم (35 ميلاً) ويمكن أن يكون بنفس حجم الولايات المتحدة القارية.
السحابة الصفراء والبيضاء في الجزء السفلي من هذه الصورة عبارة عن 'برج غبار' للمريخ - سحابة مركزة من الغبار يمكن رفعها عشرات الأميال فوق السطح. الأعمدة ذات اللون الأزرق والأبيض هي سحب بخار الماء. تم التقاط هذه الصورة في 30 نوفمبر 2010 بواسطة مركبة استطلاع المريخ المدارية التابعة لناسا. الائتمان: NASA / JPL-Caltech / MSSS
ورقة بحثية جديدة تلقي الضوء على ظاهرة برج الغبار. نُشرت الورقة في Journal of Geophysical Research: Planets. إنه بعنوان ' الحمل الحراري العميق المتربة في حدث الغبار المحيط بالكوكب لعام 34 على المريخ . ' المؤلف الرئيسي هو نيكولاس هيفينز من جامعة هامبتون.
عواصف المريخ الترابية العالمية فريدة من نوعها. لا يوجد شيء مثلهم على الأرض. تحدث مرة كل ثلاث سنوات. 'العواصف الترابية العالمية أمر غير معتاد حقًا' ، هذا ما قاله ديفيد كاس العالم المؤسس للمناخ على كوكب المريخ من مختبر الدفع النفاث ، وهو مؤلف مشارك في البحث. 'ليس لدينا أي شيء مثل هذا على الأرض ، حيث يتغير طقس الكوكب بأكمله لعدة أشهر.'
حددت أداة ناسا المناخية المريخية التابعة لناسا نصفي الكرة الأرضية للمريخ خلال العاصفة الترابية العالمية عام 2018. على اليسار ، تشير الدائرة الصغيرة بالقرب من المركز إلى موقع Curiosity. على اليمين ، تظهر براكين Tharsus Montes الثلاثة ، بالإضافة إلى أوليمبوس مونس. توضح الألوان مقدار الضوء الذي يحجبه الغبار. اللون الأحمر هو الأكثر تطرفاً ، حيث يصل حوالي 5٪ فقط من طاقة الشمس إلى السطح. حقوق الصورة: NASA / JPL
يمكن أن تظهر أبراج الغبار على مدار العام على سطح المريخ ، وليس فقط أثناء العواصف الترابية العالمية. ولكن خلال عاصفة 2018 ، شاهدت مركبة استطلاع المريخ المدارية (MRO) التابعة لناسا شيئًا مختلفًا. قالت هيفينز: 'من الطبيعي أن يتساقط الغبار في يوم أو نحو ذلك'. 'ولكن خلال عاصفة عالمية ، يتم تجديد أبراج الغبار بشكل مستمر لأسابيع.' في بعض الحالات ، شوهدت أبراج متعددة لمدة 3 أسابيع ونصف.
أبراج الغبار التي تتشكل خلال هذه العواصف - والتي يمكن أن تتشكل حتى عندما لا تكون هناك عواصف عالمية - تدفئها الشمس وترتفع عالياً في الغلاف الجوي. يعتقد العلماء أن جزيئات الماء التي تشكل سحب المريخ الضعيفة محاصرة في كل هذا الغبار ، وتنتقل عالياً في الغلاف الجوي. إنه مشابه لكيفية تشكل سحابة رعدية أو سحابة ركامية أثناء عاصفة قوية على الأرض. ولكن على ارتفاعات عالية على سطح المريخ ، فإن الإشعاع الشمسي يكسر جزيئات H2O. قد تفسر أبراج الغبار هذه ، جزئيًا على الأقل ، كيف فقد المريخ مياهه على مدى مليارات السنين.
دراسة العواصف الترابية العالمية جديدة نسبيًا. حتى الآن ، درس العلماء أقل من 12 منهم ، وهم بعيدون عن اليقين بشأن أسبابهم. لكن العلماء في وكالة ناسا مركز نمذجة مناخ المريخ يحاولون فهمها. يقول موقعهم على الإنترنت: 'تتناول أبحاثنا الجارية عمليات رفع الغبار ، والتفاعلات الإشعاعية الديناميكية بين الغبار المحمول في الهواء والدوران العام في الغلاف الجوي ، والتفاعلات بين خزانات الغبار السطحي ودورة الغبار المريخية المرصودة.' ستجعلنا جهودهم من MRO ومؤسس المناخ ، ومركبة MAVEN التابعة لناسا ، ومركبة NASA Odyssey Orbiter الأقدم.
يوضح هذا الرسم البياني المساهمات المستمرة للمركبات الفضائية والمركبات المدارية التابعة لناسا خلال عاصفة المريخ الترابية عام 2018. حقوق الصورة: NASA / JPL-Caltech
لدى MRO مجموعة من الأدوات على متنها ، بما في ذلك أسلم مناخ المريخ (MCS ،) أداة استشعار للحرارة يمكنها الرؤية في كل من أطياف الأشعة تحت الحمراء والضوء المرئي. يمكن لـ MCS قياس درجة الحرارة والرطوبة ومحتوى الغبار في الغلاف الجوي للمريخ. ينتج بيانات توضح كيفية دوران الغلاف الجوي للمريخ بمرور الوقت.
بمرور الوقت ، ستجمع MRO و Climate Sounder المزيد من البيانات حول مناخ المريخ بشكل عام ، وعن العواصف الترابية العالمية وأبراجها على وجه التحديد. تدرس المركبة المدارية MAVEN (الغلاف الجوي للمريخ والتطور المتقلب) التابعة لوكالة ناسا أيضًا الغلاف الجوي للمريخ ، مع التركيز بشكل خاص على كيفية فقد المريخ للماء والغلاف الجوي بمرور الوقت.
تراقب مركبة استكشاف المريخ المدارية التابعة لناسا العواصف دائمًا. هذا هو Utopia Planitia ، في 7 نوفمبر 2007. حقوق الصورة: NASA / JPL-Caltech / MSSS
ظلت مركبة Odyssey المدارية التابعة لناسا في المريخ منذ 18 عامًا. تتعقب أداة THEMIS (نظام التصوير بالانبعاثات الحرارية) أيضًا درجة حرارة سطح المريخ ودرجة حرارة الغلاف الجوي وكمية الغبار في الهواء.
مع كل هذه الأدوات التي تراقب المريخ ، يبني العلماء فهمًا أكثر شمولاً لغلاف المريخ ومناخه. نأمل أن يجيبوا يومًا ما على سؤال حول ما حدث للمريخ لتحويله إلى مكان بارد وجاف هو عليه الآن.