Токио университеті ғалымдарының қатысуымен жүргізілген жаңа зерттеу Марстағы атмосфералық гравитациялық толқындар ендік бағытындағы ауа ағындарының қозғалысына, әсіресе жоғары биіктікте, айтарлықтай әсер ететінін көрсетті. Ұзақ мерзімді атмосфералық деректерге негізделген зерттеу Марс атмосферасының мінез-құлқын жаңа қырынан сипаттап, оны Жер атмосферасынан түбегейлі ажырататын ерекшеліктерді айқындайды. Ғалымдар Жер атмосферасын зерттеуге арналған әдістерді қолданып, гравитациялық толқындардың Марс циркуляциясына әсерін сандық тұрғыдан бағалады.
Марс – суық планета, бірақ бүгінде зерттеу үшін ең «ыстық» тақырыптардың бірі
Адамзаттың Қызыл ғаламшарға сапары жақындаған сайын, Марстағы климат пен атмосфералық жағдайларды тереңірек түсіну маңызды бола түсті. Соңғы жылдары зерттеушілер Марс атмосферасының күрделі құбылыстарын егжей-тегжейлі зерттеу мүмкіндігіне ие болды. Бұл зерттеулердің басым бөлігі Жер атмосферасын зерттеу әдістеріне сүйенеді. Алайда алынған нәтижелер Марс пен Жер атмосферасының айырмашылықтарын айқын көрсетіп отыр.
Марс атмосферасының ерекшеліктері
«Жерде планетаның айналуы әсерінен пайда болатын ірі масштабты атмосфералық толқындар – Россби толқындары – стратосферада және орта атмосфераның төменгі қабаттарында ауа циркуляциясына негізгі ықпал етеді. Бірақ біздің зерттеуіміз көрсеткендей, Марста орта және жоғары ендіктерде гравитациялық толқындар (ГТ) басым рөл атқарады», – дейді Жер және планеталық ғылымдар кафедрасының профессоры Каору Сато.
Россби толқындары ірі масштабты атмосфералық құбылыстарға жатады, ал гравитациялық толқындар – ұсақ масштабты және тікелей өлшеу немесе модельдеу мүмкін емес толқындар. Сондықтан олардың әсерін жанама әдістермен бағалау қажет. Гравитациялық толқындарды жұлдызаралық кеңістіктегі гравитациялық толқындармен шатастыруға болмайды. Бұл – атмосфералық құбылыс, онда ауа қабаты қалқымалылық өзгерістеріне байланысты жоғары және төмен тербеледі. Осы тербеліс гравитациялық толқындарды тудырады. Олардың ұсақ масштабты сипатына және шектеулі бақылау деректеріне байланысты Марс атмосферасындағы маңызын бұрын нақты анықтау қиын болды.
Марстағы ауа циркуляциясының жаңа моделі
«Біз қызықты құбылысты анықтадық: гравитациялық толқындар бұрыштық моменттің тік бағытта тез тасымалдануын жеңілдетіп, орта атмосфераның ендік бойындағы (солтүстік-оңтүстік) циркуляциясына елеулі әсер етеді», – дейді зерттеу авторларының бірі, аспирант Анзу Асуми.
Бұл нәтиже Марс атмосферасын дәлірек сипаттайтын жаңа модельдер қажет екенін көрсетеді. Бұған дейін Марс стратосферасының ауа ағымдары Жердің стратосферасымен ұқсас деп есептелген еді, алайда алынған мәліметтер оның Жер мезосферасына көбірек ұқсайтынын көрсетеді. Бұл болашақта Марс климаты мен ауа райын модельдеудің нақтылығын арттыруға мүмкіндік береді.
Планеталардың атмосферасын салыстырудың маңызы
Марс пен Жердің ұқсастықтары да, айырмашылықтары да бар. Марс өз осін Жерге ұқсас еңіспен айналады және айналу жылдамдығы да салыстырмалы түрде жақын, бұл оны планетарлық ауа райы жүйелерін зерттеудің тамаша үлгісіне айналдырады. Бірақ Марстың көмірқышқыл газына бай жұқа атмосферасы және маусымдық өзгерістері оны Жерден айтарлықтай ерекшелендіреді. Осы айырмашылықтарды зерттей отырып, ғалымдар атмосфералық динамиканың жалпы заңдылықтарын тереңірек түсініп, Жердің де климаттық модельдерін жетілдіре алады.
Болашақ зерттеулер және Марс ауа райы болжамдары
«Біз алдағы уақытта Марстағы шаңды дауылдардың атмосфералық циркуляцияға әсерін зерттеуді жоспарлап отырмыз. Қазіргі талдаулар негізінен шаңды дауылдар аз болған жылдарға бағытталды», – дейді профессор Сато.
Алайда шаңды дауылдар Марс атмосферасын күрт өзгертіп, гравитациялық толқындардың рөлін күшейтуі мүмкін. Бұл зерттеулер Марстағы ауа райын болжауға негіз қалайды, ал болашақ миссиялар үшін нақты ауа райы болжамдары өте қажет болады.
Ғалымдар болашақта Марстағы жаһандық атмосфералық құрылымдардың қалай өзгеретінін және шаңды дауылдардың әсерін тереңірек зерттемек. Осы жетістіктердің арқасында Марс атмосферасын дәл болжау мүмкіндігі бір қадам жақындай түсті.