Um catálogo sem precedentes de mais de 21 000 imagens tiradas por uma webcam no Mars Express da ESA está a provar o seu valor como instrumento científico, fornecendo uma pesquisa global de recursos incomuns de nuvem de alta altitude no Planeta Vermelho.

A câmera de baixa resolução foi originalmente instalada no Mars Express para confirmação visual de que a sonda Beagle-2 havia se separado em 2003. Em 2007, ela foi ligada novamente e usada principalmente para divulgação, educação e ciência cidadã, com imagens postadas automaticamente em uma página dedicada do Flickr, às vezes, apenas 75 minutos depois de ser tirada em Marte.

Ano passado, com novo software, a câmera foi adotada como instrumento de apoio à ciência. Agora, o primeiro artigo foi publicado, em separado, nuvens de alta altitude e tempestades de poeira na borda, ou 'membro', do planeta.

Embora essas nuvens de membros possam ser visualizadas por outros instrumentos ou espaçonaves, não é necessariamente sua tarefa principal - eles geralmente estão olhando diretamente para a superfície com um campo de visão estreito que cobre uma pequena parte do planeta para estudo especializado. Por contraste, a webcam geralmente tem uma visão global de todo o membro.

"Por esta razão, observações de membros em geral não são tão numerosas, e é por isso que nossas imagens são tão valiosas para contribuir para a nossa compreensão dos fenômenos atmosféricos, "diz Agustin Sánchez-Lavega, autor principal do estudo da Universidade del Pais Vasco em Bilbao, Espanha.

"Combinando com modelos e outros conjuntos de dados, fomos capazes de obter uma visão melhor para entender o transporte atmosférico e as variações sazonais que desempenham um papel na geração de recursos de nuvens de alta altitude."

O catálogo de cerca de 21 mil imagens obtidas entre 2007 e 2016 foi examinado e 300 identificadas para o estudo.

Múltiplas imagens separadas por alguns minutos cada foram obtidas para 18 eventos à medida que giravam para a visualização, fornecendo documentação visual dos recursos de diferentes perspectivas.

Em geral, as feições de nuvem capturadas pela câmera têm altitudes máximas na faixa de 50-80 km acima do planeta e se estendem horizontalmente de cerca de 400 km até 1500 km.

Para entender a natureza das nuvens - por exemplo, se fossem compostos principalmente de poeira ou partículas de gelo - a equipe comparou as imagens com as previsões de propriedades atmosféricas detalhadas pelo Mars Climate Database. O banco de dados usa informações de temperatura e pressão para indicar se nuvens de água ou de dióxido de carbono poderiam ser formadas naquele momento e altitude.

A equipe também analisou o relatório meteorológico gerado a partir de imagens do Mars Reconnaissance Orbiter da NASA, e em alguns casos teve observações adicionais correspondentes obtidas de outros sensores no Mars Express da ESA.

Dos 18 estudados em profundidade, a maioria foi considerada como nuvens de água gelada, e um foi atribuído a uma tempestade de areia.

As altas nuvens de gelo de água parecem depender da posição do sol:elas estão presentes no nascer do sol e no início da tarde, quando as temperaturas são mais baixas, permitindo que o gelo de água se condense. No final do dia, conforme a luz do sol aumenta, o gelo de água evapora, e eles se dissipam.

Variabilidade de temperatura e conteúdo de vapor de água de acordo com a estação, bem como a dinâmica atmosférica, também pode desempenhar um papel nas características visíveis das nuvens.

Um evento foi atribuído a uma tempestade de areia local no hemisfério norte, que também foi capturado por imagens tiradas olhando para baixo na superfície pelo Mars Reconnaissance Orbiter. A tempestade evoluiu rapidamente, e assumiu a forma de arco com uma frente de cerca de 1950 km em sua borda externa e 730 km em sua borda interna, e uma largura de 60-130 km. As observações dos membros pela webcam indicaram que a altitude era de cerca de 65 km.

"Este monitoramento de longo prazo nos permitiu detectar e medir a extensão da poeira e das nuvens sobre o limbo do planeta, e estudar alterações com alta cadência de imagens, "diz Dmitri Titov, Cientista do projeto Mars Express da ESA.

"Continuaremos a manter o banco de dados com observações sistemáticas da webcam para fornecer amplas visualizações dos fenômenos atmosféricos."

Exemplo de um evento na nuvem capturado pela câmera de monitoramento visual Mars Express da ESA em 15 de dezembro de 2009 sobre o equador. A formação de nuvens atinge uma altitude máxima de 40 km e se estende por 830 km horizontalmente. Ele mostra recursos interessantes, como os 'blobs', que incluem um elemento inclinado destacado na direção norte-sul, sugerindo que é moldado pela ação dos ventos meridionais. O evento ocorreu perto do equinócio da primavera para o hemisfério norte, sugerindo que é uma nuvem condensada de partículas de gelo.