Планетен обред на пролетта Природа Науки за Земята - Новини - 2020
субекти
Изследванията върху планетите на Слънчевата система далеч надхвърлят науката. Дългосрочните наблюдения на планетни тела могат да предоставят прозрения в течение на дните, сезоните и годините.
Пролетта е тук, в северното полукълбо на планетата Земя. Птиците цвърчат, цветята цъфтят, а дърветата поникват свежи листа. Северна пролет все още се вижда на Марс, което отнема около два пъти повече време, за да обиколи Слънцето, отколкото земята. Повърхност, която динамично реагира на променящите се сезони, е проследена от редица космически кораби, които обикалят Марс непрекъснато в продължение на почти две десетилетия. В системата на Сатурн, където годината е приблизително 29 земни години, в момента сезонът бавно преминава от пролетта към първото лято в северното полукълбо, което се наблюдава с камерите на космическия кораб Касини. Обикновено мислим за планетите като за статични пейзажи без промени. Както показват три статии в този брой, планетите, в които се помещават атмосферите и по този начин климатичните системи, са динамични светове както на земята, така и на височина. Непрекъснатото наблюдение на нашите планетни съседи е от голяма научна стойност за разбирането как тези планети се променят с течение на времето.
През последното десетилетие Касини проследи луната на Сатурн Титан през част от Сатурновата година. Радарните изображения показват широки линейни дюнни полета в долните ширини. Процесите, които изграждат тези дюни, вероятно не са толкова различни от аналоговите линейни дюни на Земята, които са направени от издухан от вятъра пясък - въпреки че за разлика от Земята, пясъчните зърна вероятно са направени от въглеводородни съединения. Както на Земята, дюните са в движение и на Титан.
Изображение: NASA/JPL-CALTECH/SSI
Объркващо е, че линейните дюни на Титан изглежда мигрират от запад на изток, докато преобладаващите ветрове на ниски ширини духат от изток на запад. Отговорът на този парадокс може да се крие в сезоните на Титан. Числените симулации показват, че тропическите метанови бури, наблюдавани от Касини по време на равноденствието, могат да генерират пориви на вятъра, които духат от запад на изток и могат да доминират в транспорта на пясъка (стр. 362). Това, че тропическите бури се случват само по време на равноденствието, означава, че дюните се развиват за дълги периоди от време. Друг анализ - преориентирането на малки дюни - проследява привидно бавното развитие на титановите дюни до промени в посоката на вятъра и наличието на седименти, причинени от дългосрочни климатични цикли 1. Ясно е, че за да се разбере динамиката на дюните на Титан има редица времеви мащаби, които трябва да се вземат предвид, от момента, в който песъчинката се осолява при един порив на вятъра, до дългосрочните промени в орбитата (стр. 334).
За разлика от бавно променящите се еолийски пейзажи на Титан, някои дюни на екваториален Марс изглежда напълно обяснени от настоящите условия на вятъра 2; Тук дюните се развиват във времеви мащаби, които са много по-кратки от циклите. Наблюденията на полярните дюни на Марс през последните години обаче показват, че морфологията на дюните варира от година на година. Повечето промени се извършват между края на лятото и зимата 3 .
Преди 15 години идентификацията на каньоните на Марс, които се променят с течение на времето 4, показа активна марсианска повърхност на сезонни времеви мащаби, въпреки че остава неясно дали каньоните са продукти от сухи или влажни течения. Съвсем наскоро се наблюдават загадъчни ивици, които се появяват и растат по-дълго в полегат терен в средните ширини и екваториалните региони през по-топлите сезони. Ивиците съвпадат със сезонния поток на солена вода 5, но как течният саламура може да бъде стабилен при толкова ниски географски ширини остава отворен въпрос. Анализът на данните за околната среда на Curverity Rover при екваториалния кратер Гейл, който е представен на страница 357, показва, че отговорът се крие в динамиката на Марс: През нощта условията на температурата и влажността са достатъчни, за да образуват саламура в подземната повърхност.
Сатурн също е динамичен от година на година. Откакто телескопите са били обучени на Сатурн, гигантски бури избухват върху газовия гигант, обикалящ около планетата около 30 земни години. Редовното появяване на тези така наречени Големи бели петна (снимка) не се дължи на сезоните, а на термодинамиката на атмосферата на Сатурн, според писмо на страница 398. Водната пара в атмосферата на Сатурн потиска влажната конвекция в продължение на десетилетия, докато тропосферата се охлади предизвиква огромна буря. След това цикълът се повтаря.
Когато мисията на Касини приключи, вече бяхме виждали първите пролетни прогледи на северното полукълбо на Титан, където бяха открити активни повърхностни процеси в море 6. За съжаление, мониторингът на системата Сатурн е ограничен до половин година на Сатурн. Както научихме например от сателитни наблюдения на времето на Земята и свиващи се ледени шапки, има много какво да се научи за планетарна система в сезонен, годишен и по-дълъг времеви мащаб. Ползите от непрекъснатото дългосрочно наблюдение на планета са демонстрирани на Марс, както е документирано в колекция от статии в списание Icarus 7 по-рано този месец - резултат от две десетилетия на проследяване на промените в атмосферата и повърхността на Червената планета .
За съжаление е малко вероятно да е възможно да се поддържа непрекъснато присъствие на космически кораби на Титан за цяла година на Сатурн. Следователно картината ни за сезонния ход на Сатурн и неговите луни трябва да остане непълна, поне за текущия годишен цикъл.