Over een paar maanden kan een planeetbrede stofstorm Mars bedekken, het licht van de zon blokkeren en de kenmerken ervan verbergen. Hoewel lokale stofstormen vrij gebruikelijk zijn, zijn wereldwijde stofstormen zeldzamer, die zich voordoen op onregelmatige tijden die eerder de voorspelling tartten.
gerelateerde inhoud
- Hoe een huis op Mars te landen
- Missie om het leven te vinden op Mars schiet af
Maar door de beweging van de planeten in het zonnestelsel te bestuderen, kunnen wetenschappers een nieuw hulpmiddel hebben om toekomstige stormen te voorspellen.
De wereldwijde stofstormen kunnen worden gekoppeld aan de beweging van Mars rond het zwaartepunt van het zonnestelsel. Hoewel de zon de meest massieve bewoner is, betekent het extra gewicht van zijn satellieten dat zijn kern niet het middelpunt van het systeem is. Zelfs de zon moet het zwaartepunt van het zonnestelsel omcirkelen, waardoor er een lichte schommeling in de baan van de ster ontstaat. Deze wiebel is voorlopig gekoppeld aan zijn zonnevlekken, maar voor het eerst koppelen onderzoekers het ook aan het weer op een planeet.
James Shirley, een atmosferische wetenschapper in het Jet Propulsion Laboratory van NASA in Californië, vergelijkt de beweging van Jupiter en de zon, de grootste objecten in het zonnestelsel, met een paar schaatsers die elkaars hand vasthouden terwijl ze om elkaar heen wervelen - en rond hun gecombineerde zwaartepunt. In het zonnestelsel dragen alle planeten echter enigszins bij aan het stoeien.
"Het is een soort grote dans, het zijn niet alleen de twee kleine ijsdansers", zegt Shirley.
De dansers wisselen energie uit, hoewel hun gecombineerde energie constant blijft. Shirley en zijn collega's ontdekten dat hetzelfde geldt voor Mars, dat zowel rotatie- als orbitale energie kan winnen of verliezen terwijl het door het zonnestelsel beweegt. De energie die aan de planeet wordt toegevoegd, kan de nodige kick bieden om regionale stofwolken te veranderen in planeetbrede stormen die maanden kunnen duren.
Grote stofstormen treden meestal op tijdens de Marszomer en de wetenschappers wisten al dat stofstormen waarschijnlijk van groot naar planeetbreed zouden groeien wanneer de zomer samenviel met de nadering van de planeet naar de zon. Maar stormen doen zich niet elke keer voor dat Mars dichterbij de zon komt. Shirley en zijn team ontdekten dat de stormen alleen plaatsvinden wanneer de planeet het dichtst bij het centrum van het zonnestelsel ligt, niet de zon; jaren waarin het hart van het systeem verder van de planeet is ontsnapt aan wereldwijde stofstormen. De explosieve groei van regionaal naar mondiaal, zeggen Shirley en collega's, zou te wijten kunnen zijn aan de atmosfeer van Mars die energie ontvangt van de dans van het zonnestelsel.
Mark Lemmon, een planetaire wetenschapper die atmosferen bestudeert aan de Texas A&M University, biedt wat hij een imperfecte analogie noemt, namelijk het tapijt onder iemand vandaan halen. Als de planeet meer energie ontvangt, waardoor het oppervlak sneller ronddraait, kan de atmosfeer het tegenovergestelde doen en vertragen, net zoals een persoon die op een kleed loopt tot stilstand komt wanneer het snel wordt verwijderd. Het omgekeerde is ook waar; als het oppervlak vertraagt, kan de atmosfeer sneller draaien. De extra relatieve energie tussen de twee kan voldoende zijn om ervoor te zorgen dat regionale stormen samenvloeien in een mondiaal monster.
Lemmon, die niet betrokken was bij het huidige onderzoek, vergelijkt de resulterende planeetbrede stofstormen met het tegen de wind in staan van een grote bosbrand, met rookwolken die de zon blokkeren. Windvlagen zouden naar aardse maatstaven klein zijn, ongeveer 22 mijl per uur, hard genoeg om stof in de lucht te gooien. Licht zou er nog doorheen komen, maar de zon zelf zou verborgen zijn.
"Het zou ongelooflijk wazig zijn", zegt hij. "Verre horizonkenmerken zouden gewoon in het stof verdwijnen."
Hubble nam deze beelden van Mars op vóór (links) en tijdens (rechts) een planeetbrede stofstorm op Mars. Deze stormen vernietigen de kenmerken van de planeet en duren weken of maanden achtereen. (NASA) Hoewel rovers op de grond geen verschil kunnen zien tussen een lokale en een wereldwijde storm, zegt Lemmon dat ze gegevens zouden kunnen verzamelen die wetenschappers zouden kunnen helpen het weer op Mars beter te begrijpen. De Opportunity-rover van NASA, samen met zijn inmiddels ter ziele doende tweeling Spirit, kende in 2007 al een milde wereldwijde storm. Omdat het tweetal zonne-energie gebruikt, hebben technici op aarde hun energieverbruik nauwlettend in de gaten gehouden.
Volgens Lemmon, terwijl de wind de zonnepanelen van Spirit vlak voor de storm opruimde, waardoor het min of meer normaal functioneerde, ervoer Opportunity rustige dagen waar het geen wetenschap uitvoerde of communiceerde met de Aarde om energie te besparen. NASA's Curiosity rover, die afhankelijk is van kernenergie, zou in staat moeten zijn om de komende maandenlange stormen door te komen.
Ondanks voorspellingen kan de locatie van Marsstof de storm belemmeren. Een reden waarom wereldwijde stofstormen onregelmatig optreden, kan zijn omdat eerdere stormen het stof hebben verspreid naar plaatsen waar de wind het niet oppakt. In dat geval kan de voorspelde storm een dud zijn.
"De verdeling van stof op het oppervlak is een jokerteken", zegt Shirley.
Terwijl het eerste artikel van Shirley in de serie, die de komende storm voorspelde, werd gepubliceerd in het peer-reviewed tijdschrift Icarus, zit zijn tweede stuk dat de impact van de dans van het zonnestelsel berekent nog steeds in het inzendingsproces. Hij waarschuwt dat het nog niet de peer-review heeft ondergaan die wetenschappers helpt hun onderzoek vorm te geven en te verfijnen.
Als de beloofde storm dit jaar niet plaatsvindt, roepen de wetenschappers op voor een andere, misschien zelfs krachtigere, in 2018, wanneer het stofstormseizoen weer in lijn is met het centrum van het zonnestelsel. Die storm zou dit jaar 30 tot 40 procent groter moeten zijn dan verwacht. Als geen van beide jaren een stofstorm ervaart, dan zegt Shirley dat het terug zal zijn naar de tekentafel. Toch zal zelfs een mislukte voorspelling wetenschappers helpen beter te begrijpen wat er gaande is in de atmosfeer van Mars.
"De wetenschap gaat vooruit door soms te falen", zegt hij.
