Πώς είναι ο καιρός στον πλανήτη Άρη;

Ο Άρης αναφέρεται συχνά ως «δίδυμος της Γης», λόγω των ομοιοτήτων που έχει με τον πλανήτη μας. Είναι και οι δύο πλανήτες με έδαφος, έχουν παγωμένους πόλους και ταυτόχρονα και οι δύο διαθέτουν ατμόσφαιρα και υγρό νερό στις επιφάνειές τους. Πέρα από ομοιότητες όμως, έχουν αρκετές διαφορές. Όταν πρόκειται μάλιστα για την ατμόσφαιρα και το κλίμα, ο Άρης διαφέρει από τη Γη πάρα πολύ.

Για παράδειγμα, σε ότι αφορά τον καιρό στον Άρη, η πρόβλεψη είναι αρκετά δραματική. Ο καιρός, ποικίλλει όχι μόνο από μέρα σε μέρα, αλλά μερικές φορές από ώρα σε ώρα. Και αυτό, μοιάζει λίγο ασυνήθιστο για έναν πλανήτη που έχει ατμόσφαιρα που είναι μόλις 1% πυκνή σε σχέση με τη Γη.

Η ατμόσφαιρα του Άρη

Ο Άρης έχει μια πολύ λεπτή ατμόσφαιρα που αποτελείται από 96% διοξείδιο του άνθρακα, 1,93% αργό και 1,89% άζωτο, μαζί με ίχνη οξυγόνου και νερού. Η ατμόσφαιρα είναι αρκετά σκονισμένη, περιέχει σωματίδια διαμέτρου 1,5 μικρομέτρων, κάτι που δίνει στον αρειανό ουρανό το καστανόχρωμο χρώμα του, όταν φαίνεται από την επιφάνεια. Η ατμοσφαιρική πίεση του πλανήτη, κυμαίνεται από 0,4 έως 0,87 kPa, που ισοδυναμεί με περίπου 1% της γης στο επίπεδο της θάλασσας.

Λόγω αυτής της λεπτής ατμόσφαιρας και της μεγαλύτερης απόστασης από τον ήλιο, η θερμοκρασία της επιφάνειας του Άρη είναι πολύ πιο χαμηλή από ό,τι εδώ στη Γη. Η μέση θερμοκρασία του πλανήτη είναι -63 °C, με χαμηλότερη θερμοκρασία -143 °C κατά τη διάρκεια του χειμώνα στους πόλους, και υψηλότερη θερμοκρασία τους 35 °C κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού και του μεσημεριού, στον ισημερινό.

Λόγω των ακραία χαμηλών θερμοκρασιών στους πόλους, το 25-30% του διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα παγώνει και γίνεται ξηρός πάγος που εναποτίθεται στην επιφάνεια. Ενώ τα παγοκρύσταλλα αποτελούνται κυρίως από νερό, ο Βόρειος Πόλος του Άρη έχει ένα στρώμα ξηρού πάγου διαμέτρου 1 μέτρου το χειμώνα. Αντίθετα, ο Νότιος Πόλος καλύπτεται από ένα μόνιμο στρώμα βάθους οκτώ μέτρων.

Ίχνη μεθανίου και αμμωνίας έχουν επίσης ανιχνευθεί στην ατμόσφαιρα. Στην περίπτωση του πρώτου, έχει εκτιμώμενη συγκέντρωση περίπου 30 μέρη ανά δισεκατομμύριο (ppb), αν και το Curiosity rover εντόπισε μια "δεκαπλάσια ακίδα" στις 16 Δεκεμβρίου 2014. Η πηγή αυτής της ανίχνευσης παραμένει μυστήριο. Ομοίως, η πηγή αμμωνίας είναι ασαφής, αν και η ηφαιστειακή δραστηριότητα θεωρείται πιθανή.

Τα μετεωρολογικά φαινόμενα

Ο Άρης είναι επίσης διάσημος για τις έντονες καταιγίδες σκόνης, οι οποίες μπορεί να κυμαίνονται από μικρούς ανεμοστρόβιλους έως φαινόμενα που καλύπτουν ολόκληρο τον πλανήτη! Τα τελευταία συμπίπτουν με τη σκόνη που διοχετεύεται στην ατμόσφαιρα, λόγω της θέρμανσης από τον Ήλιο. Ο θερμότερος, γεμάτος σκόνη, αέρας ολοένα και ανεβαίνει και οι άνεμοι γίνονται ισχυρότεροι, δημιουργώντας «καταιγίδες» που μπορούν να έχουν μήκος έως και χιλιάδες χιλιόμετρα και διαρκούν για μήνες κάθε φορά. Όταν το κάνουν αυτό, μπορούν στην πραγματικότητα να μπλοκάρουν τη θέα στο μεγαλύτερο μέρος της επιφάνειας του γειτονικού πλανήτη...

Βρέχει στον Άρη;

Λόγω της λεπτής ατμόσφαιρας, των χαμηλών θερμοκρασιών και της έλλειψης μαγνητόσφαιρας, δεν πραγματοποιείται καθίζηση υγρού (δηλ. βροχή) στον Άρη. Βασικά, η ηλιακή ακτινοβολία θα προκαλούσε τη διάσπαση του υγρού νερού στην ατμόσφαιρα σε υδρογόνο και οξυγόνο. Επομένως, λόγω της κρύας και λεπτής ατμόσφαιρας, απλά δεν υπάρχει αρκετό υγρό νερό στην επιφάνεια για να διατηρηθεί ένας κύκλος νερού.

Περιστασιακά ωστόσο, λεπτά σύννεφα σχηματίζονται στην ατμόσφαιρα και πέφτει χιόνι! Πρόκειται κυρίως για χιόνι διοξειδίου του άνθρακα, το οποίο έχει παρατηρηθεί στις πολικές περιοχές. Ωστόσο, στο παρελθόν έχουν παρατηρηθεί μικρά ίχνη παγωμένων νεφών που μεταφέρουν νερό στην άνω ατμόσφαιρα του Άρη, παράγοντας χιόνι που περιορίζεται σε μεγάλα υψόμετρα.

Ένα τέτοιο παράδειγμα παρατηρήθηκε στις 29 Σεπτεμβρίου 2008, όταν το διαστημικό σκάφος “Φοίνιξ” τράβηξε φωτογραφίες της χιονόπτωσης από σύννεφα που ήταν 4 χλμ. (2,5 μίλια) πάνω από το σημείο προσγείωσης κοντά στον κρατήρα Heimdal. Ωστόσο, τα δεδομένα που συλλέχθηκαν από το σκάφος έδειξαν ότι η βροχόπτωση εξατμίστηκε πριν φτάσει στο έδαφος.

Το Αρειανό Σέλας (Αurora)

Το Σέλας (Aurora), δηλαδή το εντυπωσιακό ουράνιο φαινόμενο που παρατηρείται στα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας πάνω από τους Πόλους της Γης  και είναι αποτέλεσμα αλληλεπίδρασης μεταξύ μαγνητικών πεδίων και ηλιακής ακτινοβολίας, έχει εντοπιστεί και στον Άρη αλλά όχι αποκλειστικά πάνω από τους πόλους! Παρότι ο Άρης έχει πολύ μικρή μαγνητόσφαιρα, οι επιστήμονες πιστεύουν ότι αυτές οι ουράνιες «αύρες» που παρατηρήθηκαν στο παρελθόν στον Κόκκινο Πλανήτη αντιστοιχούσαν σε περιοχές του πλανήτη που έχουν ισχυρότερο σχετικά μαγνητικό πεδίο. Αυτό επιβεβαιώθηκε με την ανάλυση ενός χάρτη των μαγνητικών ανωμαλιών του φλοιού που συγκεντρώθηκαν με δεδομένα από το “Mars Global Surveyor”.

Ένα αξιοσημείωτο παράδειγμα Σέλαος στον Άρη εμφανίστηκε στις 14 Αυγούστου 2004, και εντοπίστηκε από το όργανο "Spicam" στην αποστολή "Mars Express". Αυτή το Σέλας βρισκόταν στον ουρανό πάνω από το Terra Cimmeria (μια μεγάλη περιοχή του Άρη), σε γεωγραφικές συντεταγμένες 177 ° ανατολικά, 52 ° νότια και εκτιμήθηκε ότι ήταν αρκετά μεγάλο, με μήκος 30 χλμ. και ύψος 8 χλμ. (18,5 μίλια και 5 μίλια ύψος).

Πιο πρόσφατα, ένα Σέλας παρατηρήθηκε στον Άρη από την αποστολή "Maven", η οποία κατέγραψε τις εικόνες στις 17 Μαρτίου 2015, μια μέρα μετά την παρατήρηση αντίστοιχου Σέλαος εδώ στη Γη! Παρατηρήθηκε στα μεσαία βόρεια γεωγραφικά πλάτη του πλανήτη και λόγω της έλλειψης οξυγόνου και αζώτου στην ατμόσφαιρα του Άρη, ήταν μόνο μια αχνή λάμψη σε σύγκριση με το αντίστοιχο φαινόμενο στη Γη.

Οι αποστολές στον Άρη

Μέχρι σήμερα, η ατμόσφαιρα, το κλίμα και οι καιρικές συνθήκες του Άρη έχουν μελετηθεί από δεκάδες διαστημικά σκάφη και rover από αποστολές της NASA, της Roscosmos (Ρωσική Διαστημική Υπηρεσία), της Ευρωπαϊκής Υπηρεσίας Διαστήματος καθώς και της Διαστημικής Υπηρεσίας της Ινδίας. Σε αυτά περιλαμβάνονται ο ανιχνευτής Mariner 4, ο οποίος διεξήγαγε το πρώτο flyby (λειτουργία διαστημικής πτήσης) του Άρη, μια διήμερη επιχείρηση που πραγματοποιήθηκε μεταξύ 14 και 15 Ιουλίου 1965.

Τα ακατέργαστα δεδομένα που έλαβε επεκτάθηκαν από τις μεταγενέστερες αποστολές Mariner 6 και 7 (που πραγματοποίησαν διαστημικές πτήσεις το 1969). Ακολούθησαν οι αποστολές Viking 1 και 2, οι οποίες έφτασαν στον Άρη το 1976 και έγιναν τα πρώτα διαστημικά σκάφη που προσγειώθηκαν στον πλανήτη και έστειλαν πίσω τις εικόνες των επιφανειών.

Από τα τέλη του περασμένου αιώνα, έξι δορυφόροι έχουν τοποθετηθεί σε τροχιά γύρω από τον Άρη για να συλλέξουν πληροφορίες σχετικά με την ατμόσφαιρα: 2001 Mars Odyssey, Mars Express, Mars Reconnaissance Orbiter, Maven, Mars Orbiter Mission και ExoMars Trace Gas Orbiter. Παράλληλα, έχουμε αποστολές rover και διαστημικών σκαφών όπως τα: Pheonix, Spirit, Opportunity, Curiosity και Perseverance.

Στο μέλλον, αρκετές επιπλέον αποστολές προγραμματίζονται να φτάσουν στον κόκκινο πλανήτη, οι οποίες αναμένεται να μας διδάξουν ακόμη περισσότερα για την ατμόσφαιρα, το κλίμα και τις καιρικές συνθήκες. Τα ευρήματα, θα αποκαλύψουν πολλά για το βαθύ παρελθόν του κόκκινου πλανήτη, τη σημερινή του κατάσταση και ίσως ακόμη να βοηθήσουν μελλοντικές αποστολές ανθρώπων εκεί...