Esta imagem de uma tempestade de poeira em Marte foi tirada em 2007 pela Mars Reconnaissance Orbiter, da NASA. Nuvens de gelo de água são visíveis perto da região polar, com sulcos produzidos por oscilações de pressão ou temperatura que são características das ondas gravitacionais. Essas ondas provavelmente foram causadas pelo vento que sopra sobre a cratera de uma cratera. Créditos:NASA / JPL-Caltech / MSSS
Marte tem uma atmosfera muito fina, com quase um centésimo da densidade da nossa na Terra, e a gravidade puxa com pouco mais de um terço da força que sentimos em nosso planeta. Como resultado, tempestades de poeira podem se tornar globais. Para futuras missões a Marte, é importante entender o envelope aéreo do planeta e prever seus estados de espírito.
Um novo estudo, liderado por Gabriella Gilli, do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) e da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa (Ciências ULisboa), publicado no Journal of Geophysical Research , pode melhorar a maneira como descrevemos e prevemos o clima marciano. Este estudo sugere que as ondas se movendo para cima no ar rarefeito de Marte, e causado por perturbações do ar, pode ter um forte impacto na atmosfera como um todo.
A compreensão desse processo pode explicar algumas das diferenças entre o que as missões espaciais observaram no planeta vermelho e as simulações de computador que os cientistas estão usando para descobrir como sua atmosfera funciona.
As ondas de gravidade atmosférica são pequenas flutuações na densidade do ar e na propagação da temperatura pela atmosfera. Eles podem ser produzidos por vários processos, como interações de ar quente e frio, ou o fluxo de ar sobre as montanhas, todos eles perturbando as camadas estáveis da atmosfera.
À medida que essas ondas transportam e liberam energia, eles fazem com que os ventos acelerem, ou para desacelerar para brisas suaves. Assim, eles são conhecidos por terem um papel na circulação atmosférica global na Terra, bem como em Marte e Vênus.
A atmosfera marciana tem quase um centésimo da densidade da nossa na Terra. É visível como uma camada translúcida nesta imagem obtida pela missão Viking 1, da NASA, em 1976. Créditos:NASA / Viking 1
"Nós nos concentramos na comparação entre nossas simulações tridimensionais da atmosfera e as observações do instrumento Mars Climate Sounder a bordo do Mars Reconnaissance Orbiter, "diz Gabriella Gilli." A inclusão no modelo de ondas gravitacionais produzidas por convecção dá uma explicação física plausível para algumas das divergências restantes entre as observações e as simulações. "
De acordo com o presente estudo, essas ondas parecem interagir com as oscilações periódicas da atmosfera como um todo, chamadas marés diurnas, causada pelo contraste de temperatura entre o dia e a noite. Em Marte, essas marés são muito mais fortes do que na Terra devido ao seu envelope fino.
O estudo mostra que o impacto das ondas gravitacionais nas marés diurnas marcianas tendem a desacelerar os ventos em altitudes acima de 50 km, mais de acordo com o que é de fato observado em Marte.
Os autores usaram um modelo tridimensional desenvolvido pelo Laboratoire de Météorologie Dynamique (LMD), em Paris. O modelo é continuamente atualizado para uma representação mais fiel do clima marciano. Esse trabalho da equipe de Gilli é uma dessas atualizações.
As variações de densidade atmosférica específicas das ondas gravitacionais podem deixar rastros nas nuvens, como a impressão digital visível neste deck de nuvens sobre o Oceano Índico, registrado em uma imagem coletada pela missão Terra, da NASA, em 2003. Créditos:NASA / GSFC / LaRC / JPL, Equipe MISR
É uma representação computacional das ondas gravitacionais causadas por convecção. Suas propriedades específicas podem ser ajustadas ao verificar se a saída do tempo simulado, ou seja, as velocidades do vento e as oscilações de densidade e temperatura, aproxime-se dos dados registrados pelas espaçonaves.
Gilli, que é um especialista na atmosfera do nosso próximo vizinho, Vênus, diz que os modelos para esses planetas são a chave para também compreender as diferenças e semelhanças entre esses mundos e a Terra, e entender a evolução do nosso próprio planeta.
“Continuaremos trabalhando nos modelos climáticos de nossos planetas vizinhos e com novos dados provenientes de missões futuras como Exo-Mars e Mars2020, "Gabriella Gilli diz." Também é crucial aplicar esses modelos a planetas extra-solares semelhantes à Terra, para que possamos prever o que seremos capazes de observar com os instrumentos planejados para os próximos anos para o estudo de mundos distantes. "
