Decennia lang hebben wetenschappers geprobeerd het mysterie van de weerpatronen van Mars te doorbreken. Hoewel de atmosfeer van de planeet veel dunner is dan de onze - met minder dan 1% van de luchtdruk die op aarde op zeeniveau heerst - zijn er periodiek wolken te zien in de lucht boven het oppervlak. Daarnaast zijn er in de loop der jaren periodieke sneeuwbuien gespot, voornamelijk in de vorm van kooldioxidesneeuw (d.w.z. droog ijs).
Volgens een nieuwe studie van een team van Franse en Amerikaanse astronomen ervaart Mars echter sneeuwval in de vorm van water-ijsdeeltjes. Deze sneeuwval komt alleen 's nachts voor en valt samen met een daling van de temperatuur op aarde. De aanwezigheid van deze stormen en de snelheid waarmee ze de oppervlakte bereiken, dwingt wetenschappers om de weerpatronen van Mars te heroverwegen.
De studie, getiteld "Snow Precipitation on Mars Driven by Cloud-Induced Night-Time Convection", verscheen onlangs in het tijdschrift. Nature Geosciences. Onder leiding van Aymeric Spiga, een vaste docent aan de Université Pierre et Marie Curie en een onderzoeker aan de Laboratoire de Météorologie Dynamique in Parijs, voerde het team numerieke simulaties uit van de bewolkte gebieden van Mars om aan te tonen dat daar plaatselijke convectieve sneeuwstormen kunnen voorkomen.
Decennia lang geloofden wetenschappers dat Mars sneeuwde in de vorm van bevroren kooldioxide (ook bekend als droog ijs), vooral rond de zuidpool. Maar pas de afgelopen jaren is er direct bewijs verkregen. Op 29 september 2008 heeft de Feniks lander nam foto's van sneeuw die uit wolken viel die 4 km (2,5 mijl) boven de landingsplaats bij de Heimdal-krater lagen.
In 2012 heeft de Mars Reconnaissance Orbiter onthulde aanvullend bewijs van kooldioxide-sneeuwvlokken op Mars. En er is de afgelopen jaren ook bewijs geweest van laag vallende sneeuw, die het Marslandschap lijkt te hebben vormgegeven. Deze omvatten een relatief jong geulventilatorsysteem in het Promethei Terra-gebied van Mars, waarvan onderzoekers van de Brown University hebben vastgesteld dat ze zijn gevormd door smeltende sneeuw.
Verder zijn in 2014 gegevens verkregen van de ESA'sMars Express sonde toonde aan hoe het Hellas Basin (een enorme krater) ook werd verweerd door smeltende sneeuw. En in 2015, de Nieuwsgierigheid Rover bevestigde dat de Gale-krater (waar hij in 2012 landde) ooit werd gevuld door een stilstaand water. Volgens de bevindingen van het wetenschapsteam werd dit oude meer afgevoerd door het smelten van sneeuw op de noordrand van de krater.
Al deze bevindingen waren nogal verbijsterend voor wetenschappers, omdat men dacht dat Mars niet een voldoende dichte atmosfeer had om dit condensatieniveau te ondersteunen. Om deze meteorologische verschijnselen te onderzoeken, combineerden Dr. Spiga en zijn collega's gegevens van verschillende Marslander- en baanmissies om een nieuw atmosferisch model te creëren dat het weer op Mars simuleerde.
Wat ze ontdekten was dat tijdens de nachten dat de atmosfeer van Mars koud genoeg werd, water-ijsdeeltjes wolken konden vormen. Deze wolken zouden instabiel worden en water-ijsneerslag afgeven, die snel naar de oppervlakte valt. Het team vergeleek deze resultaten vervolgens met lokale weersverschijnselen op aarde, waar koude, dichte lucht resulteert in regen of sneeuw die snel uit wolken valt (ook bekend als "microbursts").
Zoals ze in hun studie aangeven, kwam deze informatie overeen met de gegevens van de Marslander- en orbitermissies:
“In onze simulaties komen convectieve sneeuwstormen alleen voor tijdens de nacht van Mars en zijn ze het gevolg van atmosferische instabiliteit door stralingskoeling van water-ijswolkdeeltjes. Dit veroorzaakt sterke convectiepluimen binnen en onder wolken, met snelle sneeuwneerslag als gevolg van de krachtig dalende stromingen. ”
De resultaten waren ook in tegenspraak met de lang bestaande overtuiging dat laaggelegen wolken alleen langzaam en voorzichtig sneeuw op het oppervlak zouden afzetten. Dit werd verondersteld het geval te zijn op basis van het feit dat Mars een dunne atmosfeer heeft en daarom geen gewelddadige winden heeft. Maar zoals hun simulaties aantoonden, zouden water-ijsdeeltjes die tot sneeuwstormen met micro-uitbarstingen leiden, de grond binnen enkele minuten bereiken, in plaats van uren.
Deze bevindingen geven aan dat sneeuwstormen op Mars ook een diepgaande invloed hebben op het wereldwijde transport van waterdamp en seizoensgebonden variaties van ijsafzettingen. Zoals ze verder verklaren:
"Nachtelijke convectie in Martiaanse water-ijswolken en de bijbehorende sneeuwneerslag leidt tot transport van water zowel boven als onder de menglagen, en zou dus de watercyclus van Mars verleden en heden beïnvloeden, vooral onder de hoge schuine omstandigheden geassocieerd met een intensere waterkringloop. '
Zoals Aymeric Spiga uitlegde in een interview met de AFP, zijn deze sneeuw niet helemaal wat we hier op aarde gewend zijn. 'Het is niet zo dat je een sneeuwpop of ski kunt maken', zei hij. "Als je op het oppervlak van Mars staat, zou je geen dikke deken van sneeuw zien - meer een royale laag vorst." Desalniettemin wijzen deze bevindingen erop dat ze enkele overeenkomsten vertonen tussen de meteorlogische verschijnselen van de aarde en Mars.
Met bemande missies naar Mars gepland voor de komende decennia - met name NASA's "Journey to Mars", gepland voor de jaren 2030 - helpt het om precies te weten welke soorten meteorologische verschijnselen onze astronauten zullen tegenkomen. Hoewel sneeuwschoenen of ski's uitgesloten zijn, kunnen astronauten in ieder geval uitkijken naar de mogelijkheid om verse sneeuw te zien als ze wakker worden in hun leefomgeving!
