火星の冬のワンダーランド：夜に吹雪が火星を襲う可能性があると研究が主張

近い将来、火星に植民地化するという野心的な計画があることを考えると、実際に火星に住むことがどのようなものなのかについて、私たちがまだ学ばなければならないことがどれほど多いかということに驚くでしょう。たとえば、天気を考えてみましょう。私たちは、火星の気候には激しい変動があること、そして風が強く、時には曇りであることを知っています（ただし、雨が降るには寒すぎて乾燥しています）。でも雪が降るのかな？火星の入植者は赤い惑星が白くなるのを見ることができるでしょうか?新しい研究は驚くべきことにそのことを示唆しています。

火星は明らかに雪が降るほど寒いです。氷が入っていますが、その量は時間の経過とともに大きく変化します。その軸が軌道に対してわずかな角度だけ傾いているとき、その表面には極冠を除いて氷がありません。これが今日の状況であり、その地軸の傾きは 25 度です (地球の自軸の傾きは 23 度であるのと同様です)。しかし、おそらく火星には自転を安定させるための大きな衛星が欠けているため、自転軸が最大 60 度傾いたことがあり、極地の氷冠が広がり、おそらく近くに豊富な氷がある程度まで広がったことがあります。赤道。

NASAのフェニックス火星着陸船では地上に雪が見られませんでした。 NASA/JPL-Caltech/アリゾナ大学/テキサス A&M 大学 火星は、約 40 万年前に最も最近の氷河期から出現しました。それ以来、極冠は小さくなり、赤道付近に残っている氷は塵に埋もれています。

地球の大気は低気圧で非常に乾燥しています。高度数キロメートルで雲が発生する可能性はまだありますが、これまで一般的に、本格的な降雪は地上に到達しないと考えられていました。この雲は地球の巻雲に似ており、大気中の少量の水蒸気が嵐の際に空に舞い上がった塵の粒上に（蒸気から直接氷に）凝縮するときに形成されると考えられています。

雲から落ちる氷の粒の大きさはわずか数マイクロメートルなので、1秒間にわずか約1センチメートルしか落ちません。これにより、氷が地面に到達する前に蒸発するのに十分な時間が確保されます（厳密に言えば、このプロセスは「昇華」と呼ばれる必要があります。氷が最初に溶けずに直接蒸気になるためです）。火星に一晩と季節的に現れる霜は、大気からの凍った二酸化炭素の外側のコーティングによって一時的に大きく重くなったため、水と氷の粒子が急速に落下することで説明されています。

北緯 60 度、火星のクレーター壁の峡谷に見られる季節の霜 (または降雪?)。この眺めは幅約 800 メートルです。 NASA/JPL/アリゾナ大学 研究チームは、2機の周回宇宙船(マーズ・グローバル・サーベイヤーとマーズ・リコネッサンス・オービター)からの測定値を使用して、火星の大気の高度に応じて温度がどのように変化するかを研究しました。研究者らは、氷雲の下層大気が上層よりも密度が低くなるため、夜間には不安定になる可能性があることを発見した。

これにより、空気の急速な下降気流が発生し、その速度は秒速約 10 メートルとなり、氷の結晶が「蒸発」するには速すぎる速度で表面に運ばれる可能性があります。しかし、雪の層はおそらく薄く、昇華して大気中に戻るまでそれほど長くは続かず、そこで新しい雲や降雪が形成される可能性があります。

この現象は、地球上で知られている「マイクロバースト」に似ています。雷雨の下で局地的に時速 60 マイル (97 km/h) の下降気流が発生し、樹木を倒してしまうほど強力になることがあります。同じプロセスが、雪の結晶を爆風で地上に運び、通常なら雪を溶かすのに十分な温度である地表近くの空気層を突き破ることで、特定の場所での激しい降雪の原因となる可能性があります。

火星のユートピア平原にあるバイキング 2 号着陸地点で見られる霜、または軽く舞う雪。ヴァンデンブレック・エリック、CC BY

火星では雪が実際に地上に到達する過程はまだ観測されていませんが、空から雪が降るのは観測されています。 2008年に北緯68度に着陸し、土を削り取る際に地表の下に氷を発見したことで有名になったNASAの着陸船フェニックスは、上空の空も調査した。 LIDAR（レーダーに似ているが、レーザー光線からの反射に依存する）を使用して大気を調査し、少なくとも2晩、雲層の下に降る雪のカーテンが垂れ下がっているのを観察した。

もし十分に強力な下降気流が発生していたら、おそらくある朝、フェニックスはいつもの赤い風景ではなく、冬のワンダーランドに目覚めたでしょう – 少なくとも数時間は。

David Rothery は、オープン大学の惑星地球科学の教授です。この記事はもともと The Conversation に掲載されたものです。