Astrobiology Magazine (PM): Mari kita bicara tentang kertas yang baru saja diterbitkan dalam jurnal Science. Jean-Loup Bertaux (JLB): kertas kami adalah tentang cahaya yang ditemukan di sisi malam Mars. Hingga kini, belum ada deteksi cahaya alami ini, atau "udara bercahaya." Ini telah dilihat pada hari sisi Mars oleh Mariner 6, 7 dan 9 dalam ultraviolet, tapi tidak ada pengamatan dari sisi malam.
PM: Bagaimana semacam ini cahaya yang dihasilkan?
JLB: Salah satu cara adalah melalui emisi diproduksi secara kimiawi. Yang terjadi dalam atmosfir bumi, dan telah dilihat di atmosfer Venus, dan kami telah menemukan untuk pertama kalinya itu terjadi di atmosfer Mars.
PM: Jadi cahaya malam ini disebabkan oleh reaksi kimia yang terjadi di atmosfer.
JLB: Ya. Ada beberapa mekanisme, tapi yang saya bicarakan adalah emisi yang dihasilkan ketika satu atom nitrogen menggabungkan dengan satu atom oksigen untuk membentuk molekul baru yang disebut nitric oksida, NO. Ketika recombines, itu memancarkan satu foton.Foton ini mungkin memiliki beberapa panjang gelombang yang berbeda, tetapi panjang gelombang foton ini cukup khas dari molekul oksida nitrat ini.
Ada pengamatan serupa dari planet Venus pada 1980-an, pertama dengan International Ultraviolet Explorer teleskop, oleh Paul Feldman dan koleganya di Johns Hopkins, dan dengan spektrometer UV Pioneer Venus, oleh Charlie Barth dan rekan-rekannya di University of Colorado. Mekanisme menghasilkan spektrum yang sudah dipahami pada waktu itu, dan sekarang kita melihat hal yang sama terjadi di atmosfer Mars.
Jadi, apa yang terjadi? Mengapa Anda memiliki emisi semacam ini? Itu karena di bagian atas atmosfer Mars, pada hari sisi, Anda memiliki molekul nitrogen, N2. Anda juga telah oksigen molekul, O2. Mereka bukan konstituen utama dari atmosfer, tapi tetap saja, mereka di sana.Mereka kemudian foto-dipisahkan oleh sinar ultraviolet ekstrim ke atom nitrogen dan atom oksigen.
Mereka tidak bergabung kembali sampai mereka tenggelam dalam suasana, karena ketika mereka pergi ke kepadatan meningkat. Peningkatan hasil kerapatan peningkatan dalam jumlah rekombinasi. Dan setiap kali Anda memiliki rekombinasi nitrogen dan oksigen atom, satu foton dipancarkan. Di Mars, kita menemukan bahwa emisi berada pada ketinggian antara 60 dan 80 kilometer. Ini adalah bukti dari udara bergerak turun, tapi tidak hanya di mana saja - hal itu terjadi pada lintang selatan yang tinggi, di tempat yang selalu gelap pada saat kita membuat pengamatan kami.
Ketika kami menemukan emisi ini, saat itu musim dingin di belahan bumi selatan, sehingga seluruh wilayah kutub selatan sama sekali dalam gelap. Hal ini begitu dingin saat ini bahwa atmosfer Mars - karbon dioksida - yang beku dan membentuk lapisan karbon dioksida beku di sekitar Kutub Selatan. Beku ini lapisan karbon dioksida telah diukur sekitar 1 meter tebal.
Anda memiliki semua ini udara karbon dioksida yang datang ke sana dan kondensasi, dan Anda harus memiliki udara masuk untuk menggantikan udara yang terkondensasi. Jadi emisi cahaya menunjukkan ada aliran udara yang turun dari ketinggian tinggi, akan turun tepat di atas Kutub Selatan.
Ini memberi kita cara optik untuk mendeteksi sirkulasi aliran udara Mars. Hal ini tidak begitu mudah untuk memahami sirkulasi atmosfer, karena anda memerlukan beberapa pengukuran angin, dan kita tidak memiliki banyak instrumen pengukuran angin di Mars. Kami memiliki beberapa stasiun di atas tanah, tapi tak ada di latitud tinggi.
Jadi, teknik ini akan memungkinkan kita untuk mempelajari lebih baik sirkulasi atmosfer Mars.Itu sangat penting dari sudut pandang teknologi, karena jika Anda ingin menempatkan sesuatu di tanah yang harus Anda lakukan apa yang disebut Edl - entri, keturunan, dan pendaratan.Penyidikan harus melalui udara dengan menggunakan parasut, dan kemudian tanah.
Anda dapat menggunakan atmosfer sebagai semacam capturer dari pesawat ruang angkasa dengan menggunakan aerocapture atau aerobraking. Tapi kau perlu tahu bagaimana suasana tersebut berfungsi untuk benar-benar menggunakan teknik tersebut.
Kami memiliki model sirkulasi umum atmosfer, tapi aku akan mengatakan model ini tidak sepenuhnya divalidasi. Memang, studi kami adalah salah satu cara untuk memvalidasi model.
PM: Anda mengatakan oksida nitrat yang berasal dari foto-disosiasi molekul O2 tinggi di atmosfer. Mana oksigen berasal? Dari foto-disosiasi air?
JBL: Sedikit, tapi O2 adalah juga diproduksi oleh disosiasi karbon dioksida di bagian atas atmosfer - yang merupakan sumber utama. Jadi Anda memiliki produksi berkelanjutan oksigen atom dan molekul oksigen.
PM: Apakah ada sesuatu yang penemuan Anda memberitahu kita tentang kondisi Mars saat ini atau kondisi masa lalu yang kita tidak tahu sebelumnya? JBL: Kami benar-benar belajar sesuatu tentang kondisi sekarang. Ini membuktikan bahwa ada nitrogen atom, tapi kami sudah tahu itu. Apa yang mengejutkan adalah cara suasana cerah bergerak dari sisi ke sisi gelap.
Rupanya, itu terjadi dalam pola yang berpihak pada turunnya udara di dekat Kutub Selatan.Menurut model, aliran akan jauh lebih besar dalam situasi sebaliknya, ketika musim dingin di Kutub Utara. Jadi kita akan mengharapkan untuk melihat emisi yang jauh lebih besar di Kutub Utara saat musim dingin di sana.
Ada perbedaan antara utara dan selatan musim dingin karena orbit Mars adalah eksentrik.Ketika musim dingin di Kutub Selatan, Mars adalah sangat jauh dari matahari, dan ketika itu musim dingin di Kutub Utara, Mars adalah dekat matahari.
AM: Ketika Anda berbicara tentang perpindahan udara turun, aku membayangkan angin bergegas untuk mengisi kekosongan itu. Hal ini mengingatkan saya pada sistem cuaca di bumi, seperti ketika dua front bertemu dan menghasilkan badai. Adalah sesuatu seperti itu terjadi di Mars?
JBL: Aku benar-benar tidak menggambarkan seperti itu. Model yang menunjukkan bahwa selama musim dingin selatan, misalnya, ada pola angin yang beredar di sekitar tiang pada kecepatan yang agak besar. Ini adalah situasi pusaran, di mana udara beredar cepat di sekitar tiang. Saya memvisualisasikan bahwa mungkin udara dikirim ke semacam situasi berputar, dan ia pergi ke Kutub Selatan, hampir ke tanah, mungkin.
PM: Apakah itu sama sekali berhubungan dengan setan debu Mars?
JBL: Tidak, saya tidak berpikir begitu. Debu setan cukup lokal, saya akan berkata. Dan mereka tidak terjadi di malam musim dingin, mereka diproduksi jika ada matahari dan beberapa situasi partikel debu.
PM: Jadi seperti Bumi, Mars memiliki atmosfer yang dinamis sistem. Hal memperoleh semua mixed up, dan itu bukan dunia mati, dalam arti, seperti sering dijelaskan.
JBL: Tidak, suasana Mars adalah suasana yang hidup. Itu cukup dinamis. Tapi kita masih belum sepenuhnya memahami atmosfer Mars.
PM: Astrobiology Magazine mensponsori sebuah perdebatan tentang terraforming Mars, dan peserta kami menunjukkan bahwa kita harus memahami bagaimana sistem bekerja Mars sebelum kita dapat mulai membahas hal-hal seperti mengubah lingkungan planet. Untuk satu hal, suasana Mars tidak seperti atmosfer Bumi.
JBL: Tidak, itu adalah lebih tipis, kira-kira faktor sekitar 150 kali lebih tipis. Tapi tetap saja, tentang terraforming, aku punya beberapa rencana untuk itu!
PM: Benarkah? Selama perdebatan, Jim Kasting kata dia pikir Mars bisa terraformed bagi tanaman, setelah sekitar 40.000 tahun karbon pemakaman, tapi ia tidak bisa meramalkan Mars yang cocok bagi manusia sampai jutaan tahun kemudian.
JBL: Saya punya rencana yang lebih cepat. Idenya adalah Anda menggali lubang besar, mungkin pada posisi 45 derajat kecenderungan, di kawah Hellas, yang sudah di ketinggian rendah. Mungkin Anda perlu lubang 45 kilometer, yang tidak begitu mudah. Tetapi seluruh atmosfer Mars akan turun ke dalam lubang.
Dua hal yang akan terjadi. Pertama-tama, tekanan di dasar lubang akan menjadi sekitar 1 bar - jauh lebih tinggi daripada di permukaan. Ini juga akan suhu yang lebih hangat, karena ketika Anda pergi ke bawah, tekanan meningkat dan suhu juga naik. Anda akan memiliki cukup CO2 dan air yang cukup mungkin untuk memiliki efek rumah kaca dan air cair.
Air asin cair pada beberapa derajat lebih rendah daripada 0 derajat Celcius, tergantung pada jumlah garam. Bahkan, air asin menuntut jauh lebih kecil daripada air murni dalam hal jumlah pemanasan rumah kaca diperlukan untuk itu tetap cair. Dan kehidupan suka air asin. Mungkin, situasi seperti yang mungkin terjadi di masa lalu di Mars, tanpa memerlukan 45 kilometer dalam lubang! Tetapi kombinasi air asin dan pemanasan rumah kaca mungkin diperlukan di masa depan bagi kita untuk menopang kehidupan apa pun di sana.
PM: Jadi Anda memperkirakan suatu habitat tanaman dan orang-orang daripada upaya untuk terraform seluruh planet.
JBL: Ya, itu benar. Ini akan menjadi lokal, tapi setelah itu mungkin Anda dapat memulai proyek lainnya. Anda menanam pohon di sana, dan mereka mungkin menghasilkan karbon, dan itu akan menjadi titik awal yang baik.
Sumber: marsdaily.com
0 komentar