Mars atmosferi Dünya'nınkinden çok farklı. %95'in üzerinde karbondioksittir ve yalnızca eser miktarda oksijen ve su buharı içerir. Ancak bu eser miktardaki su buharı hala iklimde belirgin bir rol oynamaktadır.
NASA, Mars'ın atmosferi, hava durumu ve iklimi ile çok ilgileniyor. Mars hakkında ne kadar çok şey bilirlerse, görevleri o kadar etkili bir şekilde planlayabilirler. Ve günümüz Mars'ını anlamak, Güneş Sistemi'nin tarihini, gezegenlerin nasıl geliştiğini ve eski geçmişte Mars'ın ikliminin nasıl olduğunu anlamamıza yardımcı olabilir.
NASA'nın kendini Mars iklimini anlamaya adamış bir ekibi var. buna denir Mars İklim Modelleme Merkezi . Çalışmaları Mars atmosferindeki üç kritik bileşene odaklanıyor: su buharı, karbondioksit ve toz. Aşağıdaki simülasyonda, su-buz bulutları gün boyunca oluşur ve dağılır.
Bu simülasyon, bir gün boyunca Mars'taki bulut yaşam döngüsünü gösterir. Açıkça görülebilen, Tharsis Montes'teki üç volkanik zirvenin yanı sıra Olympus Mons. Resim Kredisi: NASA/Ames Araştırma Merkezi/D. Ellsworth
Mars bulutları, Dünya'daki bulutlardan çok daha incedir. Ama aynı şekilde davranıyorlar. Yukarıdaki simülasyon, kuzey yarımkürede bir yaz gününü göstermektedir. Bulutlar geceleri ekvator üzerinde oluşur ve gün doğumundan hemen önce en yoğundur. Güneş, gündüzleri atmosferi ısıtırken dağılırlar, daha sonra alacakaranlıkta yeniden oluşmaya başlarlar.
Simülasyon, Mars İklim Modelleme Merkezi'nden geliyor ve bulutların Dünya'nınkinden daha ince olmasına rağmen, gezegenin rüzgar sistemlerinde hayati bir rol oynadıklarını gösteriyor. Ve bu, gezegenin etrafındaki suyun hareketini şekillendirmeye de yardımcı oldukları anlamına gelir.
İklim Modelleme Merkezi, bu simülasyonları oluşturmak için güçlü süper bilgisayarlar kullanır. Gezegensel bir atmosfer son derece karmaşıktır ve onu anlamak için güçlü bilgisayarlar ve karmaşık modeller gerekir. Modelleme Merkezinde şunlara güveniyorlar: Genel Sirkülasyon Modelleri (GCM) çalışmalarının çoğu için.
NASA'nın Mars Global Surveyor'u tarafından çekilen Mars'ın kuzey kutup buz örtüsü. Bazı araştırmacılar, erirse, kutuptaki buzulun 1,5 metrelik suda Mars'ı kaplayacak kadar su oluşturacağı sonucuna vardı. Kredi: NASA/JPL-Caltech/MSSS
Merkezin çalışmalarının bir itici gücü, Mars'taki günümüz su döngüsünü anlamaktır. Merkezin web sitesinde, 'Gözlemlenen su döngüsünün yalnızca kuzey kalıntı kapağıyla değişimin sonucu olup olmadığını veya aktif bir regolit gibi başka kaynakların gerekli olup olmadığını belirlemek istiyoruz' diyor. Şu anda, tek su kaynağı olarak kuzey kutup başlığıyla Mars'ı modelliyorlar. Simülasyonları iyi sonuçlar veriyor, ancak hala sorunlar var.
Modelleme Merkezi aynı zamanda antik Mars'ı ve milyarlarca yıl önce Güneş'in daha sönük olduğu zamanlarda nasıl sıcak ve ıslak bir ortama sahip olabileceğini anlamaya çalışıyor. Bir olasılık, Mars'ın daha fazla ısıyı hapseden çok daha kalın bir CO2 atmosferine sahip olmasıdır. Diğer bir olasılık, etki kaynaklı iklim değişikliğini içerir.
Etki kaynaklı iklim değişikliği, Mars'ın erken dönemdeki ılık, ıslak ortamının olası bir nedenidir. İmaj Kredisi: Colaprete ve diğerleri, 2004.
Merkezin bir diğer odak noktası da Mars tozu. Tozun Mars'ta büyük bir rol oynadığı açık, ancak bu iyi anlaşılmadı. İklim Modelleme Merkezi'nin web sitesinde, '... GCM'lerde toz kaldırma için kullanılan parametreleştirmelerin, tüm toz yükseltme olaylarında yer alan fiziği kapsamadığı giderek daha açık hale geliyor' diyor.
Periyodik olarak, gezegen aylarca sürebilen küresel toz fırtınalarıyla sarılır. Bu fırtınaları anlamak, gezegene yapılan başarılı görevler için gereklidir. NASA, InSight uzay aracının bir toz fırtınasının sonuna doğru Mars'a varacağını önceden biliyordu ve buna göre hazırlandılar. İklim modellemesi sayesinde NASA, toz fırtınaları sırasında üst atmosferin ısındığını, alt atmosferin ise soğuduğunu biliyordu. Görev mühendisleri, InSight'ı bu koşullarda çalışması için hazırladı.
İklim Modelleme Merkezi, NASA'nın süper bilgisayarları kullanmasının yalnızca bir yoludur. 18-22 Kasım tarihlerinde Denver'da düzenlenen uluslararası Süper Bilgi İşlem Konferansı'nda (SC 19), kendi hesaplama projelerinden 38'ini sergilediler. elektrikli X-57 uçak , ne kadar erken bir simülasyon galaksiler gazla birlikte evrimleşir onları çevreleyen ve haritalama ve Sahra Altı Afrika'daki ağaçları ölçmek .