Analýza více než tisíce prachových bouří na Marsu ukazuje, že rychlost větru přesahuje 150 km/h.

Prachové víry, které se tvoří a pohybují po povrchu Marsu, již léta přitahují pozornost vědců. Skupina výzkumníků pomocí snímků více než tisíce takových vírů, pořízených sondami ESA Mars Express a ExoMars TGO, zjistila, že marťanské větry jsou rychlejší, než se dosud předpokládalo.

Autoři použili umělou inteligenci (AI) a metody hlubokého učení ke studiu 1039 prachových vírů, které vznikly v období od roku 2004 do roku 2024, a výsledky zveřejnili ve středu v časopise Science Advances . Změřili orbity, velikosti a rychlosti těchto marťanských vírů a na základě získaných údajů dospěli k závěru, který dosud nebyl na Marsu pozorován: chování větrů na globální úrovni a v závislosti na změnách ročních období.

Skupina pod vedením Valentina Bikela z Bernské univerzity (Švýcarsko) poprvé podrobně popsala, jak horizontální větry u povrchu ovlivňují vzestupný pohyb prachu a tvorbu vírů, a také jak se tyto jevy mění v závislosti na ročním období. Tyto informace mohou být užitečné pro výzkum planet.

Při sledování rychlosti prachových vírů vědci zaznamenali rychlost větru až 44 m/s (158 km/h). To převyšuje rychlost jakéhokoli pozemního výzkumného zařízení ( marsovského vozítka) , která byla kdy zaznamenána . Autoři však poznamenávají, že atmosféra Marsu je tak řídká, že člověk by na Marsu sotva zaznamenal vítr o rychlosti 100 km/h.

Ve většině případů se prachové víry pohybovaly po krajině vyšší rychlostí, než předpovídají současné modely marťanského počasí. A v místech, kde je rychlost větru vyšší, než se očekávalo, je možné, že se z povrchu Země zvedá mnohem více prachu, než se dříve předpokládalo.

Zviditelňujeme vítr

Studiem vývoje, trvání a intenzity prachových vírů mohou vědci pracovat retrospektivně, aby se dozvěděli více o dynamice větrů na planetě a předvídali nebezpečí, kterým mohou kosmické lodě čelit.

Prachové víry zviditelňují vítr, který je obvykle neviditelný. Měřením jejich rychlosti a směru jsme začali sestavovat mapu větrů po celé povrchu Marsu.

„Prachové víry zviditelňují vítr, který je obvykle neviditelný,“ vysvětluje Bikel. „Měřením jejich rychlosti a směru pohybu jsme začali sestavovat mapu větrů po celé povrchu Marsu. Dříve to nebylo možné, protože jsme neměli dostatek dat pro provádění takových měření v globálním měřítku.“

Stejně jako na Zemi, i na Marsu existují roční období. Katalog také uvádí, že prachové víry se častěji vyskytují na jaře a v létě ve všech polokoulích. Trvají několik minut a obvykle se vyskytují během dne, přičemž vrcholu dosahují mezi 11:00 a 14:00 místního slunečního času. To je velmi podobné tomu, co pozorujeme na Zemi, kde se prachové víry vyskytují nejčastěji v suchých a prašných oblastech v pozdních ranních a časných večerních hodinách v letních měsících.

Planeta „věčného mlhy“

Ricardo Ueso , profesor fyziky na Univerzitě Peru-Vermont (UPV-EHU) a specialista na planetární vědy, poznamenává, že podobné víry se vyskytují na Zemi podobným způsobem. „Když slunce ohřívá povrch Marsu, rozdíl teplot mezi povrchem a vzduchem vytváří stoupající proudy, které se mohou pohybovat v kruhu a zvedat prach z povrchu,“ vysvětluje. Zajímavé je, že při pozorování pohybu těchto vírů se autorům podařilo změřit rychlost větru na povrchu, která je velmi intenzivní.

„Na přístrojích, jako je Perseverance, je nainstalován snímač větru, v tomto případě meteorologická stanice MEDA vyrobená ve Španělsku,“ zdůrazňuje Ueso. „A tyto senzory větru nikdy nezaznamenaly tak vysoké rychlosti, pouze asi 85 km/h.“ Vzhledem k velmi nízké hustotě atmosféry by tyto větry nemohly odnést marsovský rover, ale přesto mohou způsobit škody tím, že zvedají obrovské množství prachu, říká. „Tento výsledek ukazuje, že podmínky na Marsu jsou příznivé pro prachové větry, a částečně vysvětluje, proč je atmosféra neustále zahalena těmito bouřemi, které z planety dělají jakousi věčnou písečnou bouři.“

Jorge Hernández Bernal, výzkumník ze Sorbonny, který se účastnil misí Mars Express a TGO, se domnívá, že hlavním vědeckým přínosem této studie je měření marťanských větrů v nejrůznějších regionech a v různých ročních obdobích. „Větry jsou jednou z nejdůležitějších proměnných pro kalibraci klimatických modelů, proto jsou data získaná v rámci této studie velmi užitečná,“ říká. Prach naopak hraje klíčovou roli v marťanské atmosféře, protože pohlcuje sluneční světlo a tím reguluje teplotu. „Množství prachu ve vzduchu, jeho výška a rozložení ovlivňují celou dynamiku planety, a to až do té míry, že prachová bouře může mít znatelný vliv na atmosférické podmínky na odvrácené straně planety,“ zdůrazňuje.

José Antonio Rodríguez Manfredi , výzkumník z Astrobiologického centra (INTA-CSIC), který se podílel na vývoji přístrojů pro měření rychlosti marťanského větru z marsovských vozítek , uznává, že satelitní pokrytí, kterého dosáhli autoři této studie, pokrývá velké území, i když malé jevy se ztrácejí. „Je zajímavé, že data jsou doplněna daty z povrchu,“ říká. „Zaznamenávání událostí z povrchu poskytuje mnoho informací o mechanismech jejich vzniku, fyzické dynamice samotné události, odhadech množství vzneseného prachu a velikosti částic… Další výzkum s využitím dat z této práce může být zajímavý.“

Astrofyzik Iñaki Ordóñez-Etxeberria , specialista na marťanské víry, považuje tuto studii za velmi aktuální, protože využívá malé zpoždění mezi různými barevnými kanály kamery k detekci pohybu. „Díky tomuto zpoždění můžeme měřit pohyb prachu na každém snímku a vypočítat rychlost větru na povrchu,“ říká. Souhlasí s Rodriguezem Manfredim v tom, že tento orbitální přístup ideálně doplňuje to, co víme ze Země díky stanicím REMS a MEDA na marsochoďácích Curiosity a Perseverance. „Díky těmto globálním studiím z orbity se obraz stává úplným: přecházíme od jednotlivých případů k globálním zákonitostem, od jednotlivých případů k systému,“ zdůrazňuje.

Na závěr expert zdůrazňuje, že prachové víry, i když jsou krátkodobé a lokální, hrají na Marsu důležitou klimatologickou roli. „Vypouštějí prach do atmosféry, což mění teplotní profily, přispívá k tvorbě mraků a podporuje únik vody do vesmíru,“ říká. „Jedná se o běžné meteorologické jevy na Marsu, které jsou energické a vyskytují se všude po celé planetě, i když, jak ukazuje tato studie, nejsou jednotné. Porozumění jejich povaze je nezbytné pro přesné modelování marťanského klimatu a navíc představují působivou podívanou.“