Trên trái đất, những đám mây hình thành khi đủ những giọt nước ngưng tụ trong không khí. Và những giọt nước đó đòi hỏi một hạt bụi nhỏ hoặc muối biển, được gọi là hạt nhân ngưng tụ, để hình thành. Trong bầu khí quyển Trái đất, những hạt bụi nhỏ đó được đặt cao vào bầu khí quyển nơi chúng kích hoạt sự hình thành của đám mây. Nhưng trên sao Hỏa?
Sao Hỏa có một cái gì đó khác đang diễn ra.
Các nhà khoa học hành tinh đã quan sát các đám mây trong bầu khí quyển giữa sao Hỏa trong một thời gian dài. Bầu không khí giữa bắt đầu khoảng 30 km (18 dặm) trên bề mặt. Nhưng các nhà khoa học chưa bao giờ quan sát các hạt bụi cần thiết để gieo những đám mây đó trong phần đó của khí quyển.
Một nghiên cứu mới nói rằng thiên thạch đóng vai trò kích hoạt sự hình thành của các đám mây.
Mây Mây không thể tự mình tạo ra, Victoria Hartwick, sinh viên tốt nghiệp tại Phòng thí nghiệm Vật lý Khí quyển và Không gian tại CU Boulder, đồng thời là tác giả chính của bài báo. Họ cần một cái gì đó mà họ có thể ngưng tụ.
Mỗi ngày, khoảng ba tấn bụi bay vào bầu khí quyển sao Hỏa. Các ablates bụi từ thiên thạch ở độ cao khoảng 80-90km (50-56 dặm.) Một số nó thành hạt đủ lớn để đóng vai trò là hạt nhân ngưng tụ-coagulates lại. Theo nghiên cứu, những đám mây băng nước hình thành trên những hạt nhân đó, tạo ra những đám mây quan sát được trong bầu khí quyển giữa của Sao Hỏa.
Một chìa khóa cho nghiên cứu này đến từ tàu vũ trụ NASA NASA MAVEN (Sao Hỏa và Khí quyển dễ bay hơi). MAVEN đã phát hiện bụi thiên thạch ở các tầng phổ biến cao trong bầu khí quyển sao Hỏa. Theo bài báo, điều này gợi ý một nguồn cung cấp liên tục các hạt khói thiên thạch lắng xuống độ cao thấp hơn.
Hartwick và nhóm của cô đã chuyển sang mô phỏng máy tính về bầu khí quyển Sao Hỏa để xem vai trò của bụi sao băng cao độ này đóng vai trò gì trong quá trình hình thành đám mây. Mô phỏng được thiết kế để mô phỏng dòng chảy và nhiễu loạn trong bầu khí quyển Sao Hỏa.
Khi chúng bao gồm 3 tấn bụi liên hành tinh này, các mô phỏng cho thấy các đám mây xuất hiện ngay tại nơi các nhà khoa học quan sát chúng. Mô hình chưa bao giờ cho thấy điều đó trước đây.
Trước đây, mô hình của chúng tôi không thể hình thành các đám mây ở các độ cao này, trước đây, Hart Hartwick cho biết trong một thông cáo báo chí. Tuy nhiên, bây giờ, tất cả đều ở đó, và dường như họ đang ở đúng nơi.
Tất nhiên trên sao Hỏa, những đám mây khác nhau nhiều. Trong khi các đám mây trần gian như cumulonimbus, còn được gọi là mây sấm hoặc mây đe, làm cho mối liên hệ của chúng với khí hậu và thời tiết rõ ràng, các đám mây sao Hỏa thì khác. Chúng tạo thành những bộ sưu tập tinh thể băng mỏng manh. Nhưng điều đó không có nghĩa là họ don đóng vai trò trong khí hậu sao Hỏa.
Nghiên cứu cho thấy những đám mây khí quyển giữa sao Hỏa này có thể có tác động lớn đến khí hậu. Các đám mây sao Hỏa có thể khiến nhiệt độ ở độ cao cao dao động lên hoặc xuống tới 10 độ C (18 độ F).
Có nhiều kết quả tiếp cận trong nghiên cứu này hơn là chỉ hình thành đám mây đơn giản. Mô phỏng cũng cho thấy bụi thiên thạch khiến các đám mây mui cực vươn cao hơn vào bầu khí quyển. Nó cũng cho thấy tế bào Hadley theo mùa bị suy yếu.
Điều đó rất quan trọng vì vai trò của tế bào Hadley trên Sao Hỏa. Tế bào Hadley là một mô hình vĩ độ thấp của lưu thông khí quyển nơi không khí được làm ấm ở xích đạo, buộc nó phải tăng lên. Không khí ấm áp được đẩy về phía các cực, và khi nó di chuyển, nó nguội đi và hạ xuống lần nữa. Vì vậy, nếu những đám mây lấy cảm hứng từ thiên thạch này đang làm suy yếu tế bào Hadley, thì ba tấn bụi đó có ảnh hưởng quá khổ đến khí hậu.
Brian Toon, một trong ba tác giả của nghiên cứu, cũng đến từ Khoa Khoa học Khí quyển và Đại dương (ATOC) tại Đại học Colorado. Ông nghĩ rằng nghiên cứu này mở ra một cửa sổ vào Sao Hỏa qua khí hậu và cách hành tinh có nước lỏng trên bề mặt.
Càng ngày càng có nhiều mô hình khí hậu phát hiện ra rằng khí hậu cổ đại của sao Hỏa, khi các dòng sông chảy qua bề mặt của nó và sự sống có thể bắt nguồn, được sưởi ấm bởi những đám mây trên cao, theo To Toon. Có khả năng phát hiện này sẽ trở thành một phần quan trọng trong ý tưởng đó để sưởi ấm sao Hỏa.
Chúng ta có xu hướng nghĩ về một thời tiết trên hành tinh như một hệ thống nội bộ, khác với ánh sáng mặt trời. Nhưng nghiên cứu này cho thấy rằng các sự kiện trong môi trường hành tinh, bản thân hệ thống Solar có thể có tác động lớn đến thời tiết.
Theo báo cáo, ông Hartwick cho biết, chúng tôi đã từng nghĩ về Trái đất, Sao Hỏa và các cơ quan khác vì đây là những hành tinh thực sự khép kín quyết định khí hậu của chính họ. Tuy nhiên, khí hậu không độc lập với hệ mặt trời xung quanh.
Bài báo có tên là hình thành đám mây băng nước cao độ cao trên sao Hỏa được kiểm soát bởi các hạt bụi liên hành tinh. Các tác giả là Victoria Hartwick, Brian Toon và Nicholas Heavens tại Đại học Hampton ở Virginia. Bài báo đã được xuất bản trên tạp chí Nature Geoscience.
Nguồn:
- Thông cáo báo chí: Thiên thạch giúp các đám mây sao Hỏa hình thành
- Tài liệu nghiên cứu: Sự hình thành đám mây băng nước ở độ cao lớn trên sao Hỏa được kiểm soát bởi các hạt bụi liên hành tinh
- Đại học bang Arizona: Gió sao Hỏa
- Tạp chí vũ trụ: Có phải đám mây Cirrus giúp giữ ấm sao Hỏa sớm & ẩm ướt?
