13 februari 2025

Planeetbrede stofstormen op Mars nader verklaard

Een afbeelding van Mars op twee verschillende tijdstippen, voor en na een stofstorm. Credits; NASA

Het zijn monstrueuze stofstormen die Mars kunnen teisteren en soms maandenlang de planeet omhullen. Nieuw onderzoek suggereert dat deze planeetbrede stofstormen verband kunnen houden met een energie-onevenwicht dat onlangs is ontdekt op het oppervlak van Mars. Een internationaal team planetair onderzoekers, o.l.v. Liming Li, van de Universiteit van Houston, kwam achter deze ontdekking naar aanleiding van onderzoek naar de zogenoemde REB of het ‘stralingsenergiebudget’ op aarde. Het team ontdekte dat op Mars, het zuidelijk halfrond veel van de energie van de zon absorbeert tijdens de lente op de planeet, wat stofstormen aanwakkert.

Het verschijnsel ‘stralingsenergiebudget’ (Radiation Energy Budget) houdt in dat de planeten en manen van het zonnestelsel energie van de zon absorberen, maar dat ze ook energie terugzenden de ruimte in. Het verschil tussen deze twee wordt de REB genoemd. Liming Li, hoogleraar natuurkunde stelt “De REB en zijn ruimtelijke verdeling [over breedtegraden] beïnvloeden direct de thermische eigenschappen van het oppervlak en de atmosfeer van planeten.” Wetenschappers hebben de REB van de aarde bestudeerd en ontdekten “een energieoverschot in de tropen en een energietekort in de poolgebieden”, aldus Li. De jaarlijkse REB van de aarde is echter grotendeels in evenwicht, waarbij de hoeveelheid geabsorbeerde zonne-energie ongeveer in evenwicht is met de warmte die gedurende een jaar wordt uitgestraald. Daarentegen weten onderzoekers (nog) weinig over de REB van Mars.
 
Het niet kennen van de REB van Mars leidde, aldus het team, in het niet goed inzicht krijgen in het klimaat aldaar. NASA-rovers hebben inmiddels veel weersverschijnselen op de planeet vastgelegd, waaronder de stofstormen, waarvan sommige krachtig genoeg zijn om verkenningsmissies in gevaar te brengen, maar deze zeggen niet veel ver het klimaat op de lange termijn. Een schatting van de REB van Mars zou een deel van die puzzel oplossen, aldus Larry Guan, hoofd-auteur van de studie. Om dit te doen, maakte het team gebruik van data van IR- en zichtbare straling die het oppervlak van Mars gedurende meerdere jaren uitzond en weerkaatste. Deze observaties, verzameld door o.a. NASA’s Thermal Emission Spectrometer, besloegen vijf Marsjaren (zo’n 10 aardjaren, aangezien één Marsjaar 687 aarddagen is). Op basis van deze metingen berekenden de onderzoekers hoeveel energie Mars absorbeerde en uitzond over zijn breedtegraden, van de evenaar tot de polen. Ter vergelijking berekenden de onderzoekers ook de REB van de aarde, gemiddeld over 10 aardjaren.

Een grafiek die de REB tussen Mars en de aarde vergelijkt. Terwijl het stralingsenergiebudget van Mars een asymmetrische U-vorm heeft, lijkt dat van de aarde op een symmetrische, maar omgekeerde U. Credits; Guan e.a. 2024.

Het team ontdekte dat wanneer het op het noordelijk halfrond van Mars lente en zomer is, het gebied rond de noordelijke breedtegraden meer energie absorbeert dan het uitzendt, waardoor een ‘energie-overschot’ ontstaat dat zich concentreert op de noordpool. Het omgekeerde gebeurt rond de winter op het noordelijk halfrond — de lente/zomer op het zuidelijk halfrond — waarbij een energie-overschot ontstaat in het zuiden, hoewel dit sterker is, en het hele halfrond bedekt. ​​De onderzoekers redeneerden dat dit extreme scenario zich voordoet omdat Mars tijdens de zuidelijke lente het dichtst bij de zon staat, wat de zonne-energie die de planeet ontvangt maximaliseert. Het energie-overschot kan ook de stofstormen veroorzaken, zo suggereert nu dit onderzoek; naarmate het zuidelijk halfrond opwarmt, doet de dunne laag van de atmosfeer van Mars die ermee in contact is dat ook, en dit creëert omstandigheden die stofdeeltjes kunnen opwaaien, waardoor de stormen ontstaan.

Het omgekeerde geldt ook; de stofstormen beïnvloeden waarschijnlijk de REB van de planeet. De Mars Global Surveyor-data bevatte metingen tijdens een stofstorm die ontstond in het zuidelijke Hellas Planitia-inslagbekken en de hele planeet in een zuidelijke lente bedekte. Analyse van deze data onthulde dat de stormen de neiging hebben om zowel de geabsorbeerde zonne-energie als de warmte die door Mars wordt afgegeven te verminderen, mogelijk vanwege de vele stofdeeltjes die in de atmosfeer zweven. Ondanks deze seizoensgebonden onevenwichtigheden is de jaarlijkse REB van Mars ongeveer in evenwicht. Maar wanneer bekeken over breedtegraden, verschilt het behoorlijk van die van de aarde. “De tekorten van de aarde zijn bij de polen; Mars heeft tekorten bij de tropen — en vice versa voor overschotten,” aldus Guan. Dit betekent dat terwijl de polen van de aarde minder energie absorberen dan ze uitstralen, de polen van Mars zich precies het tegenovergestelde gedragen. Bronnen; LiveScience, Agupub, NASA/JPL, UCAR/EDU

Share

Comments

  1. typo “stormstormen” ? dat moet natuurlijk stroomstoringen zijn 🙂

  2. Robert Heijd zegt

    Het voltooid deelwoord van verklaren is verklaard en niet verklaart :p

Speak Your Mind

*