Urmele diavolului de praf. Credit imagine: NASA / JPL. Faceți clic pentru a mări
Ah, vara marțiană! În sfârșit, zilele sunt lungi, la fel ca pe vechea Pământ. Și racheta maximă din timpul zilei până la un balam de 20? C (68? F) de la vara noaptea scăzută de -90? C (-130? F), ceea ce înseamnă că tu și colegii dvs. astronauți vă puteți încălzi aparatul mai devreme pentru a obține un bun început în exploatările miniere.
Diavolii de praf de pe Marte se formează la fel cum o fac în deșerturile de pe Pământ. „Ai nevoie de o încălzire puternică a suprafeței, astfel încât pământul să poată fi mai cald decât aerul de deasupra lui”, explică Lemmon. Un aer mai puțin dens încălzit aproape de sol se ridică, străpunzând stratul de aer mai dens și mai dens; creșterea penelor de aer fierbinte și căderea plumelor de aer rece încep să circule vertical în celulele de convecție. Acum, dacă va sufla o rafală orizontală, „transformă celulele de convecție pe laturile lor, așa că încep să se învârteze pe orizontală, formând coloane verticale - și încep un diavol de praf.”
Aerul fierbinte care se ridică prin centrul coloanei alimentează aerul vârtej din ce în ce mai rapid - suficient de rapid pentru a începe să ridice nisip. Nisipul scurge pământul apoi dezleagă praful fin-făină, iar coloana centrală a aerului în creștere fierbinte, care face praf ridicat. Odată ce vânturile orizontale predominante încep să împingă diavolul praf peste pământ, uitați-vă afară!
„Dacă ați sta alături de spiritul rover chiar acum [în Gusev Crater] în mijlocul zilei, s-ar putea să vedeți o jumătate de duzină de diavoli de praf”, spune Lemmon. În fiecare zi de primăvară sau de vară marțiană, diavolii de praf încep să apară în jurul orei 10 AM pe măsură ce pământul se încălzește și încep să diminueze aproximativ 3 PM pe măsură ce pământul se răcește (ziua solară a lui Marte, de 24 de ore, 39 de minute este cu doar 39 de minute mai lungă decât Pământul). Deși frecvența și durata exactă a diavolilor praf marțieni nu sunt cunoscute, fotografiile de la Mars Global Surveyor de pe orbită dezvăluie nenumărate piese rătăcitoare la toate latitudinile planetei. Aceste piese se întind pe suprafața în care diavolii de praf au zguduit materialele de suprafață libere pentru a dezvălui solul de diferite culori.
Mai mult decât atât, diavolii reali de praf au fost fotografiați de pe orbită - unii dintre ei au o distanță de 1 până la 2 kilometri la baza lor și (din umbrele lor), în mod clar, înălțând între 8 și 10 km înălțime.
Ceea ce intrigă Farrell de la a fi urmărit diavolii de praf în deșertul Arizona, este însă faptul ciudat că diavolii de praf terestre sunt încărcați electric - și diavoli de praf marțieni ar putea fi, de asemenea.
Diavolii de praf își iau sarcina din boabele de nisip și praf frecând împreună în vârtej. Atunci când anumite perechi de materiale nu se freacă împreună, un material cedează o parte din electronii săi (sarcini negative) celuilalt material. O astfel de separare a sarcinilor electrice se numește încărcare triboelectrică, prefixul „tribo” (pronunțat TRY-bo) însemnând „frecare”. Încărcarea triboelectrică face ca părul să stea la capăt când vă frecați un balon pe cap. Praful și nisipul, precum plasticul și părul, formează o pereche tribolelectrică. (Praful și nisipul nu sunt neapărat fabricate din aceleași chestii, observă Lemmon, deoarece „praful poate fi aruncat de oriunde.”) Particule mai mici de praf tind să se încarce negativ, îndepărtând electronii din boabele mai mari de nisip.
Deoarece coloana centrală în creștere a aerului fierbinte care alimentează diavolul de praf poartă în sus praful încărcat negativ și lasă nisipul încărcat pozitiv, care se învârte în apropierea bazei, încărcările se separă, creând un câmp electric. „Pe Pământ, cu instrumente am măsurat câmpuri electrice de ordinul a 20 de mii de volți pe metru (20 kV / m)”, spune Farrell. Acestea sunt alune în comparație cu câmpurile electrice din furtunile terestre, unde fulgerul nu clipește până când câmpurile electrice nu devin de 100 de ori mai mari, suficient pentru a ioniza moleculele de aer.
Dar doar 20 kV / m „este foarte aproape de descompunerea atmosferei subțiri marțiene”, subliniază Farrell. Mai semnificativ, diavolii praf marțieni sunt cu atât mai mari decât omologii lor terestre, încât energia lor electrică stocată poate fi mult mai mare. „Cum s-ar descărca aceste câmpuri?” el intreaba. - Ai avea un fulger marțian în diavolii de praf? Chiar dacă fulgerul nu s-ar produce în mod natural, prezența unui astronaut sau a unui rover sau a unui habitat ar putea induce descărcări filamentare sau arcuire locală. „Lucrul pe care trebuie să-l aveți cu adevărat de grijă este colțurile, unde câmpurile electrice pot deveni foarte puternice”, adaugă el. „S-ar putea să doriți ca vehiculul sau habitatul să fie rotunjit.”
O altă considerație pentru astronauții de pe Marte ar fi „radio statică, deoarece boabele încărcate lovesc antene cu fir goale”, avertizează Farrell. Și după ce diavolul prafului a trecut și a dispărut, un suvenir de durată al trecerii sale ar fi o aderență sporită a prafului la spatii, vehicule și habitate prin clingul electrostatic - același fenomen care face ca șosetele să se lipească atunci când sunt scoase dintr-o haină uscător - face mai dificilă curățarea înainte de a reintroduce un habitat.
Deoarece diavolii de praf marțian pot turna înălțimi între 8 și 10 kilometri, meteorologii planetari cred acum că diavolii ar putea fi responsabili de aruncarea atât de multă praf în atmosfera marțiană. Important pentru astronauți, este posibil ca praful să poarte sarcini negative și în atmosferă. Încărcarea care se ridică în vârful furtunii poate reprezenta un pericol pentru o rachetă care decolează de pe Marte, așa cum s-a întâmplat cu Apollo 12, în noiembrie 1969, când s-a ridicat din Florida în timpul furtunii: evacuarea rachetelor a ionizat sau a descompus moleculele de aer, lăsând un traseu de molecule încărcate până la pământ, declanșând un fulger care a lovit nava spațială.
„Navigatorii pe timpuri de mare, precum Columb, au înțeles că navele lor trebuiau proiectate pentru condiții meteorologice extreme”, subliniază Farrell. „Pentru a proiecta o misiune pe Marte, trebuie să cunoaștem extremele vremii marțiene - iar acele extreme par a fi sub formă de furtuni de praf și diavoli.”
Sursa originală: Comunicat de presă al NASA
