A atmosfera marciana é muito diferente da da Terra. Mas essa pequena quantidade de vapor de água ainda desempenha um papel pronunciado no clima.
A NASA está muito interessada na atmosfera, tempo e clima de Marte. Quanto mais eles souberem sobre Marte, mais efetivamente poderão planejar missões. E entender os dias atuais de Marte pode nos ajudar a entender a história do Sistema Solar, como os planetas evoluem e como era o clima de Marte no passado antigo.
A NASA tem uma equipe inteira dedicada a entender o clima marciano. Chama-se Centro de Modelagem Climática de Marte. Seu trabalho se concentra nos três componentes críticos da atmosfera marciana: vapor de água, dióxido de carbono e poeira. Na simulação abaixo, as nuvens de água e gelo se formam e se dispersam ao longo do dia.
As nuvens marcianas são muito mais finas que as nuvens na Terra. Mas eles se comportam da mesma forma. A simulação acima mostra um dia de verão no hemisfério norte. As nuvens se formam sobre o equador à noite e são mais espessas logo antes do nascer do sol. À medida que o Sol aquece a atmosfera durante o dia, eles se dissipam e, ao entardecer, começam a se formar novamente.
A simulação vem do Mars Climate Modeling Center e mostra que, embora as nuvens sejam mais finas que as da Terra, elas desempenham um papel vital nos sistemas eólicos do planeta. E isso significa que eles também ajudam a moldar o movimento da água ao redor do planeta.
O Climate Modeling Center usa supercomputadores poderosos para criar essas simulações. Uma atmosfera planetária é extremamente complexa e são necessários computadores poderosos e modelos sofisticados para entendê-la. No Modeling Center, eles confiam nos Modelos de Circulação Geral (GCM) para grande parte de seu trabalho.
Um impulso do trabalho do Centro é entender o atual ciclo da água em Marte. No site do Centro, diz: "Desejamos determinar se o ciclo da água observado é apenas o resultado de trocas com o limite residual norte, ou se são necessárias outras fontes, como um regolito ativo". Atualmente, eles estão modelando Marte com a calota polar do norte como a única fonte de água. Suas simulações estão dando bons resultados, mas ainda há problemas.
O Modeling Center também está tentando entender Marte antigo, e como ele poderia ter um ambiente quente e úmido bilhões de anos atrás, quando o Sol estava mais fraco. Uma possibilidade é que Marte tenha uma atmosfera de CO2 muito mais espessa que retenha mais calor. Outra possibilidade envolve mudanças climáticas geradas por impacto.
Outro foco do Centro é a poeira marciana. É claro que a poeira desempenha um papel enorme em Marte, mas não é bem compreendida. No site do Climate Modeling Center, diz: "... está ficando cada vez mais claro que as parametrizações usadas nos GCMs para levantamento de poeira não capturam a física envolvida em todos os eventos de criação de poeira".
Periodicamente, o planeta é envolvido por tempestades globais de poeira que podem persistir por meses. É necessário entender essas tempestades para missões bem-sucedidas no planeta. A NASA sabia de antemão que o InSight chegaria a Marte perto do final de uma tempestade de poeira, e eles se prepararam de acordo. Graças à modelagem climática, a NASA sabia que durante tempestades de poeira a atmosfera superior esquenta, enquanto a atmosfera inferior esfria. Os engenheiros da missão prepararam o InSight para operar nessas condições.
O Climate Modeling Center é apenas uma das maneiras pelas quais a NASA usa supercomputadores. Na Conferência Internacional de Supercomputação (SC 19), em Denver, de 18 a 22 de novembro, eles exibiram 38 de seus projetos computacionais, incluindo o avião X-57 elétrico, uma simulação de como as galáxias iniciais co-evoluem com o gás ao seu redor e um esforço para mapear e quantificar árvores na África Subsaariana.
Mais:
- Press Release: Uma noite marciana nublada, através dos olhos de um supercomputador
- Press Release: O que é o Centro de Modelagem Climática da NASA?
- Centro de Modelagem Climática da NASA Ames Mars
