Marte: Ondas em Ar Rarefeito com Amplas Consequências

A compreensão de um tipo de ondas na atmosfera de Marte aperfeiçoa a meteorologia do planeta vermelho, segundo um novo estudo liderado pelo Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço.terça-feira, 17 de março de 2020

Por National Geographic

O conhecimento sobre Marte continua a aprofundar-se. Desta vez, o aperfeiçoamento da meteorologia no planeta vermelho oferece pistas sobre impactos globais.

Com uma atmosfera com quase um centésimo da densidade da atmosfera terrestre e a gravidade a exercer pouco mais de um terço da força que sentimos no nosso planeta, Marte possui condições muito diferentes daquelas em que habitamos. Daí podem resultar fenómenos com consequências tão amplas como tempestades de poeira globais.

Um novo estudo, publicado na revista científica Journal of Geophysical Research, poderá melhorar a forma como se descreve e prevê o tempo em Marte. Liderado por Gabriella Gilli, investigadora do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço e da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa, o estudo sugere que ondas ascendentes que se movem através do ar rarefeito de Marte, e provocadas por perturbações no próprio ar, podem ter um grande impacto na atmosfera como um todo. Compreender este processo poderá explicar algumas das disparidades entre o que missões espaciais têm observado no planeta vermelho e as simulações realizadas por computadores que os cientistas estão a utilizar para decifrar o funcionamento da sua atmosfera.

As ondas de gravidade atmosféricas são pequenas flutuações na densidade e temperatura do ar, que se propagam através da atmosfera. Podem ser produzidas por diferentes processos, sejam interações entre ar quente e ar frio ou o fluxo de ar sobre montanhas, e todas perturbam a estabilidade das camadas em que a atmosfera está estratificada. Ao transportarem e libertarem energia, as ondas conduzem à aceleração dos ventos, ou à sua atenuação para brisas ligeiras. Daí resulta o seu papel na circulação global da atmosfera na Terra, assim como em Marte e Vénus.

“Concentrámo-nos na comparação entre as nossas simulações tridimensionais da atmosfera, e as observações feitas pelo instrumento Mars Climate Sounder a bordo do satélite Mars Reconnaissance Orbiter”, esclarece Gabriella Gilli. “A inclusão no nosso modelo de ondas de gravidade produzidas por convecção oferece uma explicação física plausível para algumas das divergências que persistem entre as observações e as simulações.”

De acordo com a nova investigação, estas ondas parecem interagir com as oscilações periódicas da atmosfera como um todo, designadas marés diurnas, criadas pelas diferenças de temperatura entre a noite e o dia. Em Marte, estas marés são muito mais acentuadas devido ao seu envelope atmosférico fino. O estudo demonstra que o impacto das ondas de gravidade nas marés diurnas de Marte tende a abrandar os ventos em altitudes acima dos 50 km, mais em acordo com o que de facto é observado em Marte.

Os autores utilizaram um modelo tridimensional desenvolvido pelo Laboratoire de Météorologie Dynamique, em Paris. Este modelo está em constante e continua atualização com vista a uma representação o mais fiel possível do clima marciano. O trabalho da equipa de Gilli é uma destas atualizações - uma representação computacional das ondas de gravidade provocadas pela convecção do ar. As propriedades específicas destas ondas podem ser afinadas ao mesmo tempo que se verifica se a simulação do estado do tempo que é reproduzida, nomeadamente velocidades de ventos e oscilações de densidades e temperaturas, se aproxima dos dados registados pelas missões espaciais.

Gabriella Gilli, especialista na atmosfera de Vénus, afirma que os modelos para estes planetas são uma chave para compreender as diferenças e semelhanças entre estes mundos e a Terra, e para compreender a evolução do nosso próprio planeta.

“Vamos continuar a trabalhar nos modelos climáticos dos nossos planetas vizinhos e com novos dados vindos de futuras missões, como a Exo-Mars e a Mars2020”, afirma a investigadora. “É também crucial aplicar estes modelos a planetas extra-solares semelhantes à Terra, de modo a que possamos prever o que nos será possível observar com os instrumentos que estão a ser planeados para os próximos anos no estudo desses mundos distantes.”

Para futuras missões a Marte, é importante compreender o envelope gasoso do planeta e prever os seus ‘estados de humor’.

 

Este artigo foi escrito com o contributo do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço e da especialista Gabriella Gilli, cujo trabalho de investigação se foca no estudo da atmosfera superior de Vénus e Marte.

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