Když v jižních oblastech Marsu začne jaro, objeví se u téměř dvacetikilometrové sopky Arsia Mons oblak tvořený částicemi vodního ledu, který se táhne stovky kilometrů daleko, aby se za pár hodin rozplynul. Podrobná dlouhodobá studie založená na 63 pozorováních nyní odhaluje tajemství tohoto jevu. Výzkumníkům přitom velice pomohla nová měření z „marsovské webkamery“ na evropské sondě Mars Express. Tahle sonda už dříve zachytila tento typ oblaků, které se vznáší nad Arsia Mons jen kousek na jih od rovníku Marsu. Překvapivé bylo, že Arsia Mons je jedinou oblastí s nízkou marsopisnou šířkou, kde se tyto mraky objevují. Je to také jediná z mnoha podobných sopek, kde se takový oblačný závoj v této části roku objevuje. Jev dostal označení AMEC (Arsia Mons elongated cloud – protáhlý oblak u Arsia Mons).

Mars Express viděla vznik a zánik těchto jevů v různých dnech v průběhu jara a léta. Postupně tak na Zemi poslala celou řadu působivých fotek, na kterých byly zachyceny dlouhé a dramatické bílé oblaky. Přesto je však složité zachytit oblak v jeho plném rozsahu – na vině je jeho rychlá a proměnná dynamika ovlivňovaná změnami v marsovské atmosféře. Svou roli hrají také omezení daná oběžnými drahami i nedostatkem našich znalostí, jak a proč k tomuto jevu dochází a co ovlivňuje jeho změny.

„Abychom se přenesli přes tyto překážky, použili jsme tajný trumf sondy Mars Express – přístroj VMC alias Visual Monitoring Camera,“ popisuje Jorge Hernández Bernal z Baskické univerzity ve španělském Bilbau, hlavní autor nových objevů, který se dlouhodobě věnuje projektu na studium dynamiky oblačnosti. Bernal a jeho kolegové prokázali úžasné a neplánované možnosti využití VMC. Tomuto přístroji se někdy přezdívá marsovská webkamera, což není náhoda – rozlišení odpovídá webkamerám, které byly v roce 2003 součástí počítačů. Na sondu byla umístěna proto, aby vizuálně potvrdila, že se od sondy v roce 2003 úspěšně oddělil lander Beagle 2. Po oddělení byla kamera vypnutá, protože svůj úkol splnila a další využití pro ni nebylo. Teprve až za několik let došlo k jejímu oživení. Měla pořizovat fotky pro kampaň zapojující veřejnost do kosmického programu, ale vědecké využití neměla žádné.

„Nedávno jsme však VMC překlasifikovali na vědeckou kameru,“ říká Bernal a dodává: „Má sice velmi nízké prostorové rozlišení, ale zato disponuje širokým zorným polem. Právě to je nezbytné k tomu, abychom mohli vidět velké oblasti v různých částech dne. Je to skvělý nástroj pro sledování vývoje těchto jevů – ať už v dlouhém časovém období, nebo v malých časových úsecích. Výsledkem bylo, že jsme mohli pozorovat celý oblak během několika cyklů.“ Výzkumný tým zkombinoval pozorování z kamery VMC s daty nasbíranými dalšími dvěma přístroji na sondě Mars Express – OMEGA (Visible and Infrared Mineralogical Mapping Spectrometer) a HRSC (High Resolution Stereo Camera) – ale i s daty z jiných sond. Konkrétně se využily údaje nasbírané americkými sondami MAVEN, MRO či Viking 2, ale také indickou sondou Mangalyaan. „Nejvíce nadšeni jsme byli, když jsme se mohli pustit do dat z Vikingu 2 ze sedmdesátých let,“ vzpomíná Bernal a dodává: „Zjistili jsme, že tenhle obří a fascinující oblak byl částečně nasnímán již před dlouhou dobou a nyní jej můžeme detailně prozkoumat.“

Získané poznatky naznačují, že oblak může mít délku až 1800 kilometrů při šířce 150 kilometrů. Jde o největší orografický oblak, jaký byl kdy na Marsu pozorován. To znamená, že vzniká jako výsledek větru, který je hnán topografickými útvary (například sopkami a horami) vzhůru. Arsia Mons narušuje marsovskou atmosféru tím, že spouští formování těchto mraků. Vzduch obsahující vzdušnou vlhkost je hnán po svazích sopky vzhůru až do větších výšek, kde je mnohem chladněji a tak tu dochází ke kondenzaci vody.

Mraky prochází rychlými denními cykly, které se opakují po dobu několika měsíců. První stopy se začnou objevovat na západním svahu Arsia Mons už před svítáním a zhruba dvě a půl hodiny pak oblak narůstá směrem na západ. Mrak ve výšce 45 kilometrů narůstá velmi rychle – rychlostí skoro 600 km/h. Poté se jeho expanze zastaví a dojde k jeho oddělení od původní lokality – oblak je silným větrem odtažen pryč dále na západ. Vše skončí během pozdního rána, kdy se mrak vypaří vlivem zvýšení teploty atmosféry, o který se postaralo vycházející slunce.

„Mnoho družic na oběžné dráze Marsu nedokáže pozorovat tuto část povrchu dříve než odpoledne, což je dáno parametry jejich oběžných drah. Tohle je tedy první detailní průzkum tohoto zajímavého jevu. Bylo to možné nejen díky pestrému souboru přístrojů na sondě Mars Express, ale i díky její oběžné dráze,“ popisuje spoluautor studie Agustin Sánchez-Lavega z Baskické univerzity ve španělském Bilbau a také hlavní vědecký pracovník přístroje VMC.

Žádný jiný klimatický systém ve sluneční soustavě není považován za podobnější Zemi než ten marsovský. I přesto však tyto dvě planety vykazují výrazné a zajímavé rozdíly. „Orografické oblaky jsou běžně pozorovány i na Zemi, jen nedosahují takových enormních rozměrů a nemají tak živou dynamiku,“ popisuje Sánchez-Lavega a dodává: „To, že porozumíme těmto oblakům, nám dává úžasnou možnost zkusit napodobit vznik oblaků pomocí modelů. S jejich pomocí pak můžeme zlepšit i naše znalosti klimatických systémů Marsu i Země.“ Experti však při výzkumu nemuseli přijít pouze s inovativním využitím přístroje VMC, ale museli také překonat klasickou výzvu, které čelí všichni pozorovatelé přechodných jevů na Marsu. Kamery s vysokým rozlišením (jako je třeba HRSC na Mars Express) mají úzké zorné pole a jejích pozorování se plánují s předstihem. Výsledkem je, že meteorologické jevy, které jsou v zásadě těžko odhadnutelné, zachytíte spíše náhodou. Jakmile však vědci začali pronikat do vývojového cyklu a každoročních trendů těchto protáhlých mraků, byli najednou schopni přesně zamířit kameru HRSC na správné místo a také ve správnou chvíli pořídit fotky, na kterých byl vidět vznik tohoto mraku.

„Tyto objevy skutečně ukazují sílu a možnosti Mars Express – její unikátní oběžnou dráhu, dlouhou životnost, stabilní kvalitu a schopnost přizpůsobit se při hledání odpovědí na záhady Marsu,“ říká Dmitrij Titov, vědec zapojený do programu Mars Express a dodává: „Inovativní využití kamery VMC nám umožnilo porozumět těmto dočasným oblakům s takovou úrovní, jaká dříve nebyla myslitelná. VMC umožnila vědcům sledovat pohyb oblaků, monitorovat prachové bouře, prozkoumávat změny polárních čepiček a mnoho dalších věcí. Její opětovné využívání nejen podporuje primární přístrojové vybavení Mars Express k průzkumu Marsu, ale také nabízí přidanou hodnotu k této dlouhověké misi, která už u Marsu pracuje od roku 2003.“

Přeloženo z:
https://www.esa.int/

Zdroje obrázků:
https://www.esa.int/…/Return_of_the_extremely_elongated_cloud_on_Mars.jpg
https://www.esa.int/…/23201276-1-eng-GB/Profile_of_the_Arsia_Mons_Elongated_Cloud.png
https://blogs.esa.int/mex/files/2015/03/vmc.gif
https://upload.wikimedia.org/…cloud_on_Mars_%E2%80%93_annotated_ESA401960.jpg
https://www.esa.int/…/images/2018/04/mars_express/17447281-1-eng-GB/Mars_Express.jpg