Jest zima! Ale na Marsie. Sroga i zjawiskowa

Na Marsie, podobnie jak na północnej Ziemi, trwa teraz zima. Ale trudno byłoby komuś z nas, Ziemian, przetrwać tam nawet chwilę. Na Czerwonej Planecie zima jest rzeczywiście sroga, ale też zachwycająca. Zobaczmy.

Ponieważ Mars jest oddalony od Słońca o 1,52 odległości Ziemi od naszej gwiazdy, pory roku trwają na nim niemal dwa razy dłużej niż u nas. Rok marsjański to 687 dni ziemskich. Czyli zima na Marsie trwa nie circa trzy miesiące, lecz ponad sześć (a to i tak niewiele, gdyż np. na Saturnie czy Tytanie, jego największym księżycu, pory roku trwają... po siedem ziemskich lat). Wszystko zależy od oddalenia od Słońca. Im obiekt jest dalej od naszej gwiazdy, tym dłużej trwają na nim wszystkie zjawiska zależne od słonecznego oddziaływania. A pory roku oczywiście są takimi zjawiskami.

Zima na Marsie

Oś obrotu Marsa jest podobnie jak oś obrotu Ziemi pochylona względem płaszczyzny orbity wokół Słońca (to w obu przypadkach dwadzieścia kilka stopni), w związku z tym pory roku na obu planetach są podobne, niemal tak samo następujące po sobie, tyle że na Marsie wszystkie trwają niemal dwa razy dłużej.

I teraz na Marsie też mamy zimę. Tam to jest jednak prawdziwa zima. Z racji oddalenia od Słońca powierzchnia Czerwonej Planety otrzymuje tylko ok. 40 proc. jego promieniowania padającego na powierzchnię Ziemi, czyli generalnie jest tam dość zimno. Latem na równiku w dzień nie jest zbyt zimno, ale zimą i w okolicy biegunów, zwłaszcza nocą, temperatura spada poniżej –130 st. C. Na naszej pięknej Ziemi nigdzie, nawet w najzimniejszych rejonach Antarktydy, nie ma tak niskich temperatur. Całe szczęście. Przy –130 st. C. bez specjalnego (kosmicznego) kombinezonu człowiek nie mógłby przetrwać ani chwili. Nawet Elon Musk. Czyli ciepło teraz na północnym Marsie zdecydowanie nie jest, ale... bywa tam o tej porze pięknie.

Na Marsie pada śnieg?

Tak, pada śnieg, choć trudno ten fenomen dostrzec. Ale można zjawisko opadów śnieżnych wykryć. Otóż na Marsie istnieją dwa rodzaje lodu: suchy, czyli zamrożony dwutlenek węgla, i wodny, znany nam dobrze na Ziemi. Niezwykle rozrzedzona i cienka atmosfera Marsa o bardzo małej gęstości (1 proc. atmosfery ziemskiej) składa się głównie z dwutlenku węgla (95 proc.), a poza tym azotu, argonu oraz śladowo tlenu i wody. Kiedy w zimnej atmosferze Marsa tworzą się kryształki lodu i suchego, i wodnego, zaczynają opadać na powierzchnię jako śnieg, jednak ten dociera do niej tylko pod postacią suchego lodu. Płatki śniegu utworzone z wody (pary wodnej) sublimują do postaci gazowej, nim jeszcze osiągną powierzchnię. To właśnie z powodu bardzo niskiego ciśnienia atmosferycznego woda w stanie płynnym na Marsie nie może istnieć, chociaż na krótko może się pojawiać w najniższych zagłębieniach i kraterach okołorównikowych, gdzie ciśnienie jest nieco wyższe. Może ona istnieć głownie jako lód głęboko w regolicie marsjańskim, pod czapami biegunowymi lub jako para wodna w atmosferze. Śnieg na Marsie pada głównie w okolicach biegunów planety i nocą, stąd kamery orbiterów marsjańskich nie mogą tego zjawiska obserwować. A jednak przyrząd o nazwie Mars Climat Sounder, zainstalowany na pokładzie sondy Mars Reconnaissance Orbiter – może.

I używając kamery na podczerwień, wykrył już nie raz zjawisko opadania śniegu suchego lodu. Nie ma go na Marsie dużo, z wyjątkiem kraterów i klifów, przy których może się gromadzić na pochyłościach pod wpływem wiatrów. Co ciekawe, płatki śniegu utworzonego z suchego lodu mają inny kształt niż wodne drobiny śnieżne. Kryształki dobrze znanego nam śniegu wodnego mają po sześć identycznych ramion i są symetryczne. Tymczasem drobiny śniegu suchego lodu zawsze wiążą się w struktury o czterech bokach. Mają więc kształt maleńkich sześcianów.

JPL-Caltech / University of Arizona/NASALód wodny zamarzł w marsjańskiej glebie, dzieląc ją na charakterystyczne wielokąty. Zdjęcie z kamery HiRISE.

Szron w kosmosie

I marsjański lód wodny, i suchy lód tworzą często zimą szron na zboczach kraterów i wzniesień planety, z którego ten pierwszy sublimuje, co dość dobrze widać w porannym Słońcu na Marsie. Z końcem zimy zamrożony w glebie lód wodny często dzieli powierzchnię Marsa na charakterystyczne wielokąty. Przykrywają go półprzezroczyste warstwy zamrożonego suchego lodu i przez nie promienie słoneczne dostają się do środka. Lód wodny zaczyna wówczas sublimować, a wydostające się na zewnątrz gazy tworzą charakterystyczne pióropusze.

Zima na Marsie zupełnie nie przypomina tej naszej. Jednak badacze atmosfery i klimatu Czerwonej Planety twierdzą, że jest zjawiskowa. Na pewno. Ale to wszystko nic. Zapewne zdziwilibyśmy się naprawdę, gdyby dane nam było zaobserwować zimę na wspomnianym Tytanie z temperaturami mocno poniżej –200 st. I z jeziorami oraz morzami płynnego metanu, które falują tam pod wpływem tytanowych wiatrów. To dopiero byłoby nieprawdopodobne zimowe doznanie.