Marsovska atmosfera je puno drugačija od Zemljine. Ali ta vodena para u tragovima još uvijek ima izraženu ulogu u klimi.
NASA je jako zainteresirana za Marsovu atmosferu, vremenske prilike i klimu. Što više znaju o Marsu, to učinkovitije mogu planirati misije. A razumijevanje današnjeg Marsa može nam pomoći da razumijemo povijest Sunčevog sustava, kako se planeti razvijaju i kakva je bila Marsova klima u drevnoj prošlosti.
NASA ima čitav tim posvećen razumijevanju marsovske klime. Zove se Centar za modeliranje klime na Marsu. Njihov se rad fokusira na tri kritične komponente marsovske atmosfere: vodenu paru, ugljični dioksid i prašinu. U simulaciji ispod, oblaci vode i leda se formiraju i raspršuju tijekom dana.
Marsovski oblaci su puno tanji od oblaka na Zemlji. Ali ponašaju se slično. Gornja simulacija prikazuje ljetni dan na sjevernoj hemisferi. Oblaci se noću formiraju iznad ekvatora, a najdeblji su neposredno prije izlaska Sunca. Kako Sunce tijekom dana zagrijava atmosferu, oni se rasprše, a u sumrak se počinju ponovno formirati.
Simulacija dolazi iz Marsovog centra za klimatsko modeliranje i pokazuje da iako su oblaci tanji od Zemlje, oni igraju vitalnu ulogu u sustavu vjetrenjača na planeti. A to znači da oni također pomažu oblikovanju kretanja vode oko planete.
Centar za modeliranje klime koristi moćna superračunala za izradu ovih simulacija. Planetarna atmosfera izuzetno je složena, a za razumijevanje je potrebna moćna računala i sofisticirani modeli. Velik dio svog rada u Modelarskom centru oslanjaju se na modele opće cirkulacije (GCM).
Jedan od pokretačkih aktivnosti Centra jest razumijevanje današnjeg vodenog ciklusa na Marsu. Na web mjestu Centra piše: "Želimo utvrditi je li promatrani vodni ciklus isključivo rezultat razmjene sa sjevernom rezidualnom kapom ili jesu li potrebni drugi izvori poput aktivnog regolita." Trenutno modeliraju Mars sa sjevernom polarnom kapom kao jedinim izvorom vode. Njihove simulacije daju dobre rezultate, ali problema i dalje postoje.
Modelarski centar također pokušava razumjeti drevni Mars i kako je mogao imati toplo, vlažno okruženje prije nekoliko milijardi godina, kad je Sunce bilo blijed. Jedna je mogućnost da je Mars imao mnogo gušću atmosferu CO2 koja je oduzela više topline. Druga mogućnost uključuje klimatske promjene izazvane utjecajem.
Drugi fokus Centra je marsovska prašina. Jasno je da prašina igra veliku ulogu na Marsu, ali nije dobro shvaćena. Na web stranici Centra za modeliranje klime piše: "... postaje sve jasnije da parametrizacije koje se u GCM-u koriste za dizanje prašine ne obuhvaćaju fizikalije uključene u sve događaje nakupljanja prašine."
Povremeno je planeta okružena globalnim olujama prašine koje mogu trajati mjesecima. Razumijevanje ovih oluja neophodno je za uspješne misije na planet. NASA je unaprijed znala da će brod InSight stići na Mars pri kraju olujne prašine, i pripremili su se u skladu s tim. Zahvaljujući modeliranju klime, NASA je znala da se tijekom olujnih prašina gornja atmosfera zagrijava, dok se donja atmosfera hladi. Inženjeri misije pripremili su InSight za rad u tim uvjetima.
Centar za modeliranje klime samo je jedan od načina na koji NASA koristi superračunala. Na međunarodnoj konferenciji o superračunalima (SC 19) u Denveru, 18. i 22. novembra, prikazali su 38 svojih računskih projekata, uključujući električni zrakoplov X-57, simulaciju rane galaksije koevoluiraju s plinom koji ih okružuje i napor za mapiranje i kvantificiranje stabala u podsaharskoj Africi.
Više:
- Priopćenje za javnost: Oblačna marsovska noć kroz oči superračunala
- Priopćenje za javnost: Što je NASA-in Mars centar za modeliranje klime?
- NASA-in centar za modeliranje klime na Marsu Ames
