Prach nemá rád asi nikdo z nás – zejména když je potřeba jej uklízet. U fanoušků kosmonautiky si navíc tyhle mikroskopické částice vysloužily ještě horší pověst, protože právě kvůli globální prašné bouři, která vloni zasáhla Mars, přestalo fungovat vozítko Opportunity. Jak už to tak ale bývá, nic není jen černé nebo bílé. Nyní se ukazuje, že výzkum prašných bouří na Marsu může pomoci najít odpovědi k mnoha otázkám, které jsou spojeny s rudou planetou. A i když do doby první pilotované výpravy k Marsu ještě nějaký ten rok zbývá, je nezbytné, aby vědci znali všechny procesy spojené s prachovými bouřemi ještě než tam vyrazí první lidé.

Globální prašná bouře z léta roku 2018 nabídla vědcům unikátní možnost k výzkumu. Vůbec poprvé k tomuto atmosférickému jevu došlo v době, kdy u Marsu nebo přímo na něm pracovalo osm vědeckých sond, což je nejvíce v historii. Vědci po celém světě ještě nyní zpracovávají všechna data, ovšem i předběžné výsledky umožňují lépe pochopit, jak mohly dávné prašné bouře ovlivnit vodu na Marsu, proudění větrů a celé klima. Stejně tak můžeme mnohem lépe pochopit, jak tyto atmosférické jevy ovlivňují budoucí počasí nebo možnosti generování elektřiny z fotovoltaických panelů.

Prašné bouře jsou na Marsu běžným jevem, především pak v oblasti jižní polokoule v období jara a léta. Většinou trvají pár dní a mohou pokrývat oblast s rozlohou USA. Když ale vznikne bouře větší, která pokryje celou planetu, rázem je mnohem více nevypočitatelná a může trvat i několik měsíců. Nikdo ale zatím přesně neví, proč tomu tak je. „Pořád nevíme, co je zdrojem té variability, ale loňská bouře nám poskytla solidní zdroj dat,“ říká Scott Guzewich, vědec z Goddardova střediska, který se specializuje na výzkum atmosféry a který vede výzkum prašných bouří pod hlavičkou NASA.

Americká kosmická agentura poprvé spatřila globální prašnou bouři v roce 1971 díky sondě Mariner 9, která jako první obíhala kolem cizí planety. Mariner tehdy k Marsu dorazil v době prašné bouře a teprve až za několik měsíců mohl poslat ostré snímky povrchu. Od té doby zaznamenali odborníci na Marsu hned několik globálních prašných bouří. Konkrétně to bylo v letech 1977 (tehdy byly dokonce dvě), 1982, 1994, 2001, 2007 a 2018. Jelikož u poslední bouře měli vědci k dispozici data z družic na oběžné dráze i ze sond na povrchu, mohli v nich hledat rozdíly a souvislosti. Díky tomu se naskytla možnost najít odpovědi na staré otázky, ale zároveň vyvstaly otázky nové.

V současné době máme k dispozici mnoho důkazů o tom, že Mars měl před miliardami let řeky, jezera a možná i oceány kapalné vody. Dávné příběhy nám vypráví dnes již vyschlá koryta, nebo materiály uložené na povrchu. Ale proč se ta voda ztratila a jak? „Odpověď nám mohou přinést globální prašné bouře,“ říká Geronimo Villanueva, expert na vodu na Marsu z Goddardova střediska. Ten spolupracoval s kolegy z Evropské kosmické agentury i s odborníky z ruské agentury Roskosmos, aby nakonec přišel se zajímavým zjištěním. Masivní globální prašné bouře mohou podle všeho vynést vodní páru z její klasické výšky kolem 20 kilometrů nad povrchem do mnohem větších výšek (nejméně 80 kilometrů). Zhruba před měsícem jsme o těchto objevech psali v tomto článku, který byl věnován poznatkům z evropsko-ruské sondy TGO. Nyní se ukazuje, že podobné informace naznačovaly i údaje ze sondy MRO, která sledovala prašnou bouři v roce 2007.

Vyvržením vodní páry do vyšších vrstev atmosféry může globální bouře ovlivnit planetární vodní cyklus. Voda totiž nedostane možnost zkondenzovat a spadnout k povrchu. Na Zemi voda padá ve formě deště či sněhu a na Marsu mohl podobný proces fungovat také – jen před miliardami let. Ve větších výškách, kde je už atmosféra hodně slabá, je výrazný vliv kosmického záření. Jeho vlivem snadno dojde k rozpadu vodních molekul a jejich odfouknutí do kosmického prostoru mnohem snáze.

Jak jsme psali již minulý měsíc, Villanueva a jeho kolegové publikovali své poznatky 10. dubna v časopise Nature. Jejich zpráva byla založena na měřeních vodní páry v atmosféře ze sondy TGO. Ta sbírala informace o rozložení vodní páry v atmosféře v různých výškách už před loňskou bouří a pak i po ní. Vůbec poprvé mohli vědci sledovat i rozdíly mezi lehkou a těžkou vodou, které se dostaly do únikové oblasti ve vyšších vrstvách. Šlo o důležitý objev, který ukazuje, jak se může voda z Marsu ztrácet. Villanueva říká, že teď musí vědci zahrnout nové informace do svých předpovědí, kolik vody kdysi na Marsu bylo a jak dlouho jí trvalo, než zmizela.

Odborníci, kteří sledují pohyby písečných dun také dokázali využít vlivu globální prašné bouře – v jejich případě šlo o výzkum vzorů, které na Marsu vytváří vítr. Pouze silnější poryvy větru během globální bouře dokáží pohnout s rozsáhlými dunami – tak by se dala shrnout dřívější domněnka. Ta byla založena na tom, že Mars má extrémně řídkou atmosféru, jejíž hustota u povrchu dosahuje pouze setinového tlaku atmosféry pozemské. Proto i vítr o rychlosti 160 km/h byste cítili jako trochu silnější vánek. Avšak snímky z družic na oběžné dráze i z landerů pořízené v průběhu desítek let prokázaly, že písek je na Marsu v neustálém pohybu, což by znamenalo, že ke svému pohybu nepotřebuje žádné silné poryvy větru. To bylo pro vědce překvapení.

Nyní dostali vědci možnost sledovat globální bouři a její projevy přímo z povrchu. Posloužil jim k tomu rover Curiosity, který nebyl bouří výrazně ovlivněn – elektrickou energii mu totiž nevyrábí fotovoltaické panely, ale radioizotopový generátor. Snímky z palubních kamer ukázaly zajímavé věci. Silné nárazy větru podle všeho nepřesouvají písek více než normální vítr. „Je to nová záhada z oboru chování větru na Marsu,“ říká Mariah Baker, studentka z Johns Hopkins University v Baltimore, stát Maryland, která pomáhá sledovat změny vln marsovského písku.

Momentálně probíhá analýza celého povrchu Marsu, která má odhalit, zda podmínky v kráteru Gale, kde vozítko Curiosity funguje, byly výjimečné či nikoliv. Jádro loňské bouře bylo prakticky nad vozítkem Opportunity, což je téměř na druhé straně planety od Curiosity. Aby toho nebylo málo, tak vítr se v kráteru Gale opravdu může chovat jinak. „Byli jsme v chráněném území? Je to možné,“ říká Guzewich.

Pokud se ukáže, že se písečné duny během bouře nějak extra neposouvají, mohl by k tomu být i dobrý důvod. „Vítr vířící prach všude v atmosféře možná nemusí být stejný jako vítr, který vane na povrchu,“ spekuluje Mariah Baker. Podle některých vědců je možné, že když se při globální bouři zvedne do atmosféry prach, dojde k blokování slunečního světla, které se nedostane k povrchu. O tom, že se skutečně může den změnit v noc, se přesvědčil i rover Opportunity. Nedostatek světla může způsobit zastavení procesů, které vytváří proudění atmosféry u povrchu. Ty jsou za normálních podmínek vynucené rozdíly teplot mezi atmosférou a povrchem.

Ať už je příčinou cokoliv, porozumění tomuto chování písečných dun nám může pomoci lépe pochopit dávné klimatické podmínky na Marsu. „Můžeme se podívat na pískovce, které byly formovány větrem, pak na duny, které se nyní pohybují a říct – OK, co nám to říká o podmínkách, které tu byly před miliardami let, kdy se tyhle duny pohybovaly a dnes jsou tyhle informace zkamenělé jako záznamy dávné historie?“

Třetím oborem, který může těžit z dat nasbíraných při globální prašné bouři je výzkum atmosférických vírů – rotujících válců plynu a prachu. Tahle malá tornáda jsou na Marsu docela běžná. Vznikají ve chvíli, kdy teplejší plyny stoupají od povrchu a vytváří proud, který se postupně zformuje do tvaru rotujícího válce. Historie nám už několikrát ukázala, že tyhle víry jsou velmi užitečné při čištění fotovoltaických panelů od prachu. Je proto důležité zjistit, jak často se objevují.

Díky odlišným zdrojům energie mohl rover Curiosity fungovat i když Opportunity vstoupil do hibernace kvůli minimálnímu množství světla, která dopadalo na jeho panely. Curiosity nám ale prozradila, že se při prašné bouři tyto víry prakticky úplně vytratí – tedy zrovna ve chvíli, kdy jsou potřeba nejvíce. Jejich absence navíc nekončí s ukončením bouře, ale trvá ještě několik měsíců. I tohle podle všeho souvisí s výše zmíněným přerušením procesů, které vytváří proudění plynů u povrchu a které jsme zmiňovali už u pohybu písečných dun. Guzewich dodává, že je důležité pochopit důsledky marsovských bouří na tyto víry kvůli plánování budoucích marsovských misí. „Musíte být připraveni na to, že než se objeví nějaký další vír, aby vás očistil, tak že to bude trvat trošičku déle,“ dodává.

Zdroje informací:
https://www.nasa.gov/

Zdroje obrázků:
https://live.staticflickr.com/4897/45940079074_484614f196_b.jpg
https://www.youtube.com/watch?v=fIKxdRFx2Wo
http://www.esa.int/…/TGO_watches_evolution_of_dust_storm_on_Mars.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/sand_dunes.jpg