Stuhitë e Marsit mund të luajnë një rol të madh në ciklin e planetit

Stuhitë e pluhurit janë një rrezik serioz në Mars. Ndërsa stuhitë më të vogla dhe tornadot e pluhurit ndodhin rregullisht, ato më të mëdha ndodhin çdo vit (gjatë verës në hemisferën jugore) dhe mund të mbulojnë zona të madhësisë së kontinentit për javë të tëra.

Një herë në çdo tre vjet marsian (rreth pesë vjet e gjysmë Tokë), stuhitë mund të bëhen mjaft të mëdha për të përfshirë të gjithë planetin dhe të zgjasin deri në dy muaj.

Këto stuhi luajnë një rol të madh në proceset dinamike që formojnë sipërfaqen e Marsit dhe ndonjëherë janë të dukshme nga Toka (si stuhia e vitit 2018 që i dha fund misionit të roverit Opportunity).

Kur stuhitë marsiane bëhen veçanërisht të forta, fërkimi midis kokrrave të pluhurit bën që ato të elektrizohen, duke transferuar ngarkesa pozitive dhe negative përmes elektricitetit statik.

Sipas hulumtimit të udhëhequr nga shkencëtari planetar Alian Wang në Universitetin e Uashingtonit në St Louis, kjo forcë elektrike mund të jetë forca kryesore lëvizëse e ciklit të klorit marsian. Bazuar në analizën e tyre, Wang dhe kolegët e saj besojnë se ky proces mund të llogarisë perkloratet e bollshme dhe kimikatet e tjera që misionet robotike kanë zbuluar në tokën marsiane.

Dr Wang drejtoi një ekip ndërkombëtar studiuesish nga Universiteti Teknik i Teksasit, Universiteti i Delaware, Qendra McDonnell për Shkencat Hapësinore (MCSS) dhe Universiteti i Oksfordit. Punimi që përshkruan gjetjet e tyre u shfaq kohët e fundit në Letrat e Kërkimeve Gjeofizike.

Në të, Wang dhe kolegët e saj demonstruan se si shkarkimi elektrik i shkaktuar nga stuhitë e pluhurit mund të jetë përgjegjës për dekompozimin e kripërave të klorurit dhe krijimin e klorit atmosferik dhe përbërjeve të tjera kimike që gjenden në sipërfaqe (klorate, perklorate dhe karbonate).

Në Mars, klori konsiderohet si një nga pesë “elementët e lëvizshëm”, të tjerët janë hidrogjeni, oksigjeni, karboni dhe squfuri. Ashtu si cikli i ujit të Tokës (ose cikli i metanit të Titanit), kjo do të thotë se klori transferohet midis sipërfaqes së Marsit dhe atmosferës në forma të ndryshme.

Ai ekziston në formë të gaztë në atmosferë, ndërsa depozitat e klorurit gjenden në të gjithë sipërfaqen. Këto depozita janë të ngjashme me kripërat që gjenden në të gjithë Tokën, si kripa e Bonneville në Utah, Etosha Pan në Namibi dhe Salar de Uyuni në Bolivi (më e madhja në botë).

Ngjashëm me Tokën, këto depozita kloride ka të ngjarë të jenë mbetjet e thara të njollave të kripura të ujit që ekzistonin në sipërfaqe. Teorizohet se ato u formuan nga ndërveprimet midis sipërfaqes dhe atmosferës gjatë periudhës së Amazonës.

Kjo epokë gjeologjike shtrihet deri në ditët e sotme dhe mendohet se ka filluar me fundin e periudhës Hesperiane (rreth 3 miliardë vjet më parë) kur Marsi ishte ende duke kaluar nga një mjedis më i ngrohtë dhe më i lagësht në atë që shohim sot atje (jashtëzakonisht i ftohtë dhe i tharë ).

Meqenëse nuk ka më shkëmbim midis sipërfaqes dhe atmosferës, shkencëtarët kanë pyetur veten se si mund të lidhen depozitat atmosferike të klorit dhe klorurit.

Në studimin e tyre të ri, Wang (një bashkëpunëtore e fakultetit me MCSS) dhe kolegët e saj demonstruan se shkarkimet elektrike të shkaktuara nga stuhitë e pluhurit janë një mënyrë efikase për shkëmbimin e klorit midis sipërfaqes dhe ajrit. Mundësia që stuhitë e pluhurit mund të jenë një burim i kimisë reaktive në Mars u propozua për herë të parë kur misionet Viking 1 dhe 2 zbarkuan atje në vitet 1970.

Megjithatë, efektet kimike të aktiviteteve të pluhurit ishin të vështira për t’u studiuar pasi anija Schiaparelli e ESA (që do të studionte fenomenin) u rrëzua në sipërfaqe në vitin 2016.

Si rezultat, shkencëtarëve u është dashur t’i përmbahen modelimit të klimës dhe studimeve eksperimentale, duke përfshirë kërkimet që Wang dhe shkencëtarë të tjerë planetarë kanë bërë vitet e fundit.

Këto kanë treguar se kur shkarkimet elektrostatike ndërveprojnë me kripërat e klorit në një mjedis të pasur me dioksid karboni (si atmosfera marsiane), gazi i klorit lirohet dhe mund të gjenerohen perklorate dhe karbonate.

Megjithatë, ky studim i fundit ishte hera e parë që shkencëtarët planetarë u përpoqën të përcaktojnë sasinë se sa nga këto kimikate prodhohen gjatë stuhive të pluhurit marsian.

Kjo u bë përmes një sërë eksperimentesh në Dhomën e Analizës dhe Mjedisit Planetar të Universitetit të Uashingtonit (PEACh), ku ekipi i nënshtroi kripërat minerale të zakonshme të klorurit ndaj shkarkimeve elektrike në kushte të ngjashme me Marsin.

Siç tregoi Wang në një deklaratë për shtyp të Universitetit të Uashingtonit (The Source), rezultatet konfirmuan teorinë e tyre:

“Elektrifikimi me fërkim është një proces i zakonshëm në Sistemin tonë Diellor, me aktivitetet e pluhurit marsian të njohur si një burim i fuqishëm i akumulimit të ngarkesës elektrike. Atmosfera e hollë në Mars e bën shumë më të lehtë që fushat elektrike të akumuluara të shpërbëhen në formën e shkarkimit elektrostatik. Në fakt, është njëqind herë më e lehtë në Mars sesa në Tokë.

“Shpejtësitë e reagimit janë të mëdha. E rëndësishmja, klori i çliruar në një proces të shkurtër shkarkimi elektrostatik me forcë mesatare është në një nivel përqindjeje. Asnjë proces tjetër që dimë nuk mund ta bëjë këtë, veçanërisht me rendimentin sasior të lartë të çlirimit të klorit. “

Gjatë një eksperimenti shtatë-orësh të simuluar të shkarkimit elektrostatik, ata zbuluan se të paktën 1 nga 100 molekula kloruri dekompozuan dhe lëshuan një atom klori.

Përveç kësaj, shkarkimi elektrik llogaritet gjithashtu për përqendrimet shumë të larta globale të komponimeve të perkloratit dhe karbonatit në shtresën e sipërme të tokës marsiane – megjithëse shkalla e formimit ishte pak më e ulët (nivele nën përqindje për mijë). Eksperimenti tregoi gjithashtu se diapazoni i përqendrimit të vëzhguar mund të grumbullohej brenda gjysmës së periudhës Amazoniane.

Së fundmi, rendimentet e larta mund të përbëjnë përqendrimet e larta atmosferike të klorurit të hidrogjenit të vërejtura gjatë stuhive të pluhurit të 2018 dhe 2019. Tha Kevin Olsen, një studiues në Universitetin e Hapur dhe një bashkëautor i studimit të ri:

“Shkalla e çlirimit të lartë të klorit nga kloruret e zakonshme e zbuluar nga ky studim tregon një rrugë premtuese për të kthyer kloruret sipërfaqësore në fazat e gazit që ne shohim tani në atmosferë.

“Këto gjetje ofrojnë mbështetje që aktivitetet e pluhurit të Marsit mund të nxisin një cikël global të klorit. Me Orbiterin e Gazit ExoMars Trace, ne shohim aktivitet të përsëritur sezonal që përkon me stuhitë globale dhe rajonale të pluhurit.”

Një tjetër rezultat interesant nga ky studim ishte se si ekipi teorizoi se si mund të dukeshin shkarkimet elektrostatike në Mars. Sipas Wang, shkarkimi nuk do të dukej si një rrufe (siç është rasti në Tokë).

Në vend të kësaj, tha ajo, do të ishte më e ngjashme me një shkëlqim për shkak të atmosferës së hollë të Marsit.

“Mund të jetë disi si aurora në rajonet polare në Tokë, ku elektronet energjike përplasen me speciet e holluara atmosferike,” tha ajo.

Deri më sot, asnjë mision robotik në Mars, qofshin ato tokëzues, rover apo orbiterë, nuk kanë dëshmuar një shkarkesë elektrike gjatë një stuhie pluhuri. Shkëlqimet ka të ngjarë të errësohen nga përqendrimet e mëdha të pluhurit dhe të mos jenë të dukshme nga orbita.

Ndërkohë, misionet sipërfaqësore që mbështeten në energjinë diellore detyrohen të pezullojnë operacionet në stuhitë e forta për të ruajtur energjinë (siç ishte rasti gjatë sezonit të fundit të stuhisë për helikopterin Ingenuity). Por ndoshta roveri Curiosity ose Perseverance me energji bërthamore mund të marrë një pamje të sinqertë të këtij fenomeni përpara se misionet e tyre të përfundojnë.