Planetárny obrad jarných prírodných vied o Zemi - Novinky - 2020
predmetov
Výskum na planétach slnečnej sústavy zašiel ďaleko za hranice vedy. Dlhodobé pozorovania planetárnych telies môžu poskytnúť pohľady v priebehu dní, ročných období a rokov.
Jar je tu na severnej pologuli na planéte Zem. Vtáčiky štebotajú, kvety kvitnú a stromy pučia čerstvé listy. Na Marse, ktorého obeh okolo Slnka ako Zeme trvá asi dvakrát dlhšie, je severný prameň stále na dohľad. Povrch, ktorý dynamicky reaguje na meniace sa ročné obdobia, bol sledovaný mnohými kozmickými loďami, ktoré obiehali okolo Marsu nepretržite takmer dve desaťročia. V systéme Saturn, kde je rok zhruba 29 pozemských rokov, sa teraz sezóna pomaly posúva z jari na prvé leto na severnej pologuli, čo bolo pozorované kamerami kozmickej lode Cassini. O planétach si zvyčajne myslíme, že sú to statické krajiny bez akýchkoľvek zmien. Ako ukazujú tri články v tomto čísle, planéty, v ktorých sa nachádza atmosféra, a teda aj klimatické systémy, sú dynamickými svetmi na zemi aj vo výške. Neustále pozorovanie našich planetárnych susedov má veľkú vedeckú hodnotu pre pochopenie toho, ako sa tieto planéty časom menia.
Za posledné desaťročie Cassini počas časti Saturnovho roku poskytoval letmý pohľad na Saturnov mesiac Titan. Radarové snímky ukazovali široké lineárne dunové polia v nižších zemepisných šírkach. Procesy, ktoré tvoria tieto duny, sa pravdepodobne príliš nelíšia od analógových lineárnych dún na Zemi, ktoré sú vyrobené z piesku vetraného vetrom - aj keď na rozdiel od Zeme sú zrná piesku pravdepodobne vyrobené z uhľovodíkových zlúčenín. Rovnako ako na Zemi, aj na Titane sú duny v pohybe.
Obrázok: NASA/JPL-CALTECH/SSI
Mätúce sa zdá, že lineárne duny Titanu migrujú zo západu na východ, zatiaľ čo prevládajúci vietor v nízkych šírkach veje od východu na západ. Odpoveď na tento paradox môže spočívať v sezónach Titanu. Numerické simulácie ukazujú, že tropické metánové búrky, ktoré Cassini pozoroval počas rovnodennosti, môžu generovať poryvy vetra, ktorý fúka zo západu na východ a môžu dominovať v preprave piesku (strana 362). To, že sa tropické búrky vyskytujú iba počas rovnodennosti, znamená, že duny sa vyvíjajú dlho. Ďalšia analýza - zmena orientácie malých dún - vysledovala zdanlivo pomalý vývoj titánových dún na zmeny smeru vetra a dostupnosť sedimentov spôsobených dlhodobými klimatickými cyklami 1. Je zrejmé, že na pochopenie dynamiky dún Titanu je potrebné zvážiť niekoľko časových stupňov, od okamihu, keď sa zrnko piesku zasolí v jedinom nárazovom vetre, až po dlhodobé zmeny na obežnej dráhe (strana 334).
Na rozdiel od pomaly sa meniacej aolskej krajiny Titanu sa zdá, že niektoré duny na rovníkovom Marse sú úplne vysvetlené súčasnými veternými podmienkami 2; Tu sa duny vyvíjajú v časových mierkach, ktoré sú oveľa kratšie ako cykly. Pozorovania polárnych dún na Marse v posledných rokoch však ukazujú, že morfológia dún sa z roka na rok líši. Väčšina zmien sa uskutoční medzi neskorou letnou a zimnou sezónou 3 .
Pred pätnástimi rokmi identifikácia kaňonov na Marse, ktoré sa v priebehu času menili 4, ukázala na sezónnom časovom horizonte aktívny marťanský povrch, aj keď stále nie je jasné, či sú kaňony produktom suchých alebo mokrých prúdov. V poslednej dobe boli pozorované záhadné pruhy, ktoré sa objavujú a rastú dlhšie v svahovitom teréne v stredných zemepisných šírkach a v rovníkových oblastiach počas teplejších období. Pruhy sa zhodujú so sezónnym prietokom slanej vody 5, ale zostáva otvorenou otázkou, ako by mohla byť kvapalná soľanka stabilná v tak nízkych zemepisných šírkach. Analýza environmentálnych údajov modelu Curiosity Rover v rovníkovom kráteri Gale, ktorá je uvedená na strane 357, ukazuje, že odpoveď spočíva v dynamike Marsu: V noci sú teplotné a vlhkostné podmienky postačujúce na vytvorenie soľanky v podpovrchovej vrstve.
Saturn je tiež z roka na rok dynamický. Odkedy boli ďalekohľady vycvičené na Saturne, vypukli na plynného obra obiehajúceho okolo planéty zhruba každých 30 pozemských rokov obrovské búrky. Pravidelný výskyt týchto takzvaných Veľkých bielych škvŕn (obrázok) nie je spôsobený ročnými obdobiami, ale termodynamikou atmosféry Saturn, podľa listu na strane 398. Vodná para v atmosfére Saturn potláča vlhkú konvekciu na celé desaťročia, kým sa troposféra ochladí spúšťa obrovskú búrku. Potom sa cyklus opakuje.
Keď sa misia Cassini skončila, mohli sme už vidieť prvé jarné záblesky severnej pologule Titan, kde boli v mori objavené aktívne povrchové procesy6. Monitorovanie systému Saturn je, bohužiaľ, obmedzené na pol saturnského roka. Napríklad, ako sme sa dozvedeli zo satelitných pozorovaní počasia na Zemi a zmenšujúcich sa ľadových pokrývok, o planetárnom systéme sa dá toho veľa dozvedieť v sezónnom, ročnom a dlhšom časovom meradle. Výhody nepretržitého dlhodobého pozorovania planéty sa na Marse preukázali, ako to dokumentuje zbierka článkov v časopise Icarus 7 začiatkom tohto mesiaca - výsledok dvoch desaťročí sledovania zmien v atmosfére a povrchu Červenej planéty. .
Je bohužiaľ nepravdepodobné, že bude možné udržať nepretržitú prítomnosť kozmických lodí na Titane po celý rok Saturn. Prinajmenšom v súčasnom ročnom cykle preto musí zostať náš obraz sezónneho priebehu Saturnu a jeho mesiacov neúplný.