Rit planetar al naturii de primăvară Științe ale pământului - Știri - 2020
subiecte
Cercetările asupra planetelor sistemului solar au depășit cu mult știința. Observațiile pe termen lung ale corpurilor planetare pot oferi informații pe parcursul zilelor, anotimpurilor și anilor.
Primăvara este aici în emisfera nordică de pe planeta Pământ. Păsările ciripesc, florile înfloresc și copacii răsar frunze proaspete. Primăvara nordică este încă vizibilă pe Marte, care durează aproximativ două ori mai mult pentru a orbita soarele decât pământul. O suprafață care reacționează dinamic la anotimpurile în schimbare a fost trasată de o serie de nave spațiale care au orbitat continuu Marte timp de aproape două decenii. În sistemul Saturn, unde un an este de aproximativ 29 de ani pe Pământ, sezonul se schimbă încet de la primăvară la prima vară în emisfera nordică, ceea ce a fost observat cu camerele navei spațiale Cassini. De obicei, ne gândim la planete ca peisaje statice fără modificări. După cum arată trei articole din acest număr, planetele care adăpostesc atmosfere și astfel sistemele climatice sunt lumi dinamice atât la sol, cât și la înălțime. Observarea continuă a vecinilor noștri planetari are o mare valoare științifică în înțelegerea modului în care aceste planete se schimbă în timp.
În ultimul deceniu, Cassini a oferit o privire asupra lunii Titan a lui Saturn în timpul unei părți a anului Saturn. Imaginile radar au arătat câmpuri dunare liniare largi în latitudinile inferioare. Procesele care alcătuiesc aceste dune probabil nu sunt atât de diferite de dunele liniare analogice de pe Pământ, care sunt alcătuite din nisip suflat de vânt - deși spre deosebire de Pământ, granulele de nisip sunt alcătuite probabil din compuși de hidrocarburi. Ca și pe Pământ, dunele sunt în mișcare pe Titan.
Imagine: NASA/JPL-CALTECH/SSI
În mod confuz, dunele liniare ale Titanului par să migreze de la vest la est, în timp ce vânturile dominante la latitudini joase suflă de la est la vest. Răspunsul la acest paradox poate sta în anotimpurile lui Titan. Simulările numerice arată că furtunile tropicale cu metan observate de Cassini în timpul echinocțiului pot genera rafale de vânt care suflă de la vest la est și pot domina transportul nisipului (pagina 362). Faptul că furtunile tropicale au loc numai în timpul echinocțiului înseamnă că dunele se dezvoltă pe perioade lungi de timp. O altă analiză - reorientarea dunelor mici - a urmărit dezvoltarea aparent lentă a dunelor de titan la schimbări în direcția vântului și disponibilitatea sedimentelor cauzate de ciclurile climatice pe termen lung 1. Este clar că, pentru a înțelege dinamica Dunelor din Titan, există o serie de scale de timp de luat în considerare, de la punctul în care un bob de nisip devine salinizat într-o singură rafală de vânt, până la modificări pe termen lung ale orbitei (pagina 334).
Spre deosebire de peisajele eoliene care se schimbă încet din Titan, unele dune de pe Marte ecuatorial par a fi pe deplin explicate de condițiile actuale ale vântului 2; Aici dunele se dezvoltă pe scări de timp mult mai scurte decât ciclurile. Cu toate acestea, observațiile dunelor polare de pe Marte în ultimii ani au arătat că morfologia dunelor variază de la an la an. Majoritatea schimbărilor au loc între sfârșitul verii și sezonul de iarnă 3 .
În urmă cu cincisprezece ani, identificarea canioanelor de pe Marte care se schimbă de-a lungul timpului 4 a arătat o suprafață marțiană activă pe scări de timp sezoniere, deși rămâne neclar dacă canioanele sunt produsele curenților uscați sau umezi. Mai recent, au fost observate dungi enigmatice care apar și cresc mai mult pe teren înclinat în latitudinile medii și regiunile ecuatoriale în timpul anotimpurilor mai calde. Dungile coincid cu fluxul sezonier al apei sărate 5, dar modul în care saramura lichidă ar putea fi stabilă la latitudini atât de scăzute rămâne o întrebare deschisă. O analiză a datelor de mediu ale Curiosity Rover la craterul ecuatorial Gale, care este prezentată la pagina 357, arată că răspunsul se află în dinamica lui Marte: Noaptea, condițiile de temperatură și umiditate sunt suficiente pentru a forma saramură în subsol.
Saturn este, de asemenea, dinamic de la an la an. De când telescoapele au fost antrenate pe Saturn, furtunile gigantice au izbucnit pe gigantul gazos care orbitează planeta aproximativ la fiecare 30 de ani de pe Pământ. Apariția regulată a acestor așa-numite Great White Pots (imagine) nu se datorează anotimpurilor, ci termodinamicii atmosferei Saturn, conform unei scrisori de la pagina 398. Vaporii de apă din atmosfera Saturn suprimă convecția umedă de zeci de ani până când troposfera se răcește. declanșează o uriașă furtună. Apoi ciclul se repetă.
Când misiunea Cassini se încheie, am văzut primele bucăți de primăvară ale emisferei nordice a Titanului, unde au fost descoperite procese active de suprafață într-o mare 6. Din păcate, monitorizarea sistemului Saturn este limitată la jumătate de an Saturn. De exemplu, după cum am învățat din observațiile prin satelit ale vremii Pământului și ale calotelor de gheață în scădere, există multe de învățat despre un sistem planetar pe o scară sezonieră, anuală și mai lungă. Beneficiile observării continue pe termen lung a unei planete au fost demonstrate pe Marte, după cum este documentat într-o colecție de articole din revista Icarus 7, la începutul acestei luni - rezultatul a două decenii de urmărire a schimbărilor din atmosferă și suprafața Planetei Roșii. .
Din păcate, este puțin probabil să fie posibil să se mențină o navă spațială continuă pe Titan pentru un întreg an Saturn. Cel puțin pentru ciclul anual actual, imaginea noastră despre cursul sezonier al lui Saturn și lunile sale trebuie să rămână, așadar, incompletă.