Het project RoadMap probeert enkele belangrijke en uitdagende vragen te beantwoorden over de rol van stof en ijswolken in de atmosfeer van Mars. In de laboratoria van onze partners in Spanje, Duitsland en Denemarken gebruiken we een analoog voor Martiaans zand en stof om meer te leren over de manier waarop deze in de atmosfeer in suspensie blijven, en hoe ze zonlicht verstrooien en absorberen. Deze nieuwe kennis wordt vervolgens toegepast in onze algoritmen voor de analyse van observaties vanuit de ruimte, alsook in ons globaal klimaatmodel dat gebruikt wordt om deze observaties te interpreteren.
Vanuit het labo…
Met state-of-the-art faciliteiten meten we de verstrooiingseigenschappen van stof om onze kennis van het optisch gedrag in de Marsatmosfeer te verbeteren. De manieren waarop stof opstijgt en in suspensie blijft in de atmosfeer worden geëxploreerd in windtunnels en experimentele kamers; dit levert nieuwe schattingen op van de kritische windsnelheid die nodig is om oppervlaktestof te laten opstijgen. Deze drempelwaarden kunnen dan getest worden in numerieke modellen om cruciale vragen over de globale stofcyclus op Mars te beantwoorden.
… via modellen …
Met de informatie uit de labometingen kunnen we de manier waarop stof wordt beschreven in ons globaal klimaatmodel (Global Climate Model; GCM) bijwerken. Een volledige microfysische berekening van de vorming van ijswolken (water) op stofkernen is een van de nieuwe ontwikkelingen. We onderzoeken hoe nieuwe absorptie- en verstrooiingseigenschappen de gesimuleerde temperaturen in het GCM-model beïnvloeden, en we exploreren tevens verschillende methoden om optimaal het opstijgen, transport en depositie van stof van/op het oppervlak te beschrijven.
… naar de ruimte
We hebben algoritmen ontwikkeld om de samenstelling van de Marsatmosfeer uit satellietmetingen af te leiden. Deze programma’s simuleren de optische weg die het licht aflegt doorheen de atmosfeer, om die vervolgens te vergelijken met de metingen. Langs dit optisch pad wordt licht geabsorbeerd of verstrooid door moleculen, en door stof- en ijsdeeltjes. De labometingen van de interactie tussen stof en licht, en de GCM-resultaten die de veronderstelde atmosferische condities leveren, worden aldus geïmplementeerd in onze analyseprogramma’s om deze te verbeteren.
In RoadMap gebruiken we voornamelijk waarnemingen van de NOMAD-spectrometers aan boord van de ExoMars Trace Gas Orbiter-missie. Voor elke meting gebruiken we onze analyseprogramma’s om de hoeveelheden stof, ijswolken en gassen af te leiden. Door vervolgens de analyseresultaten van de metingen samen te voegen, verkrijgen we ruimtelijke, seizoensgebonden of verticale verdelingen.
References:
- De RoadMap projectwebsite
- Becker, T., Teiser, J., Jardiel, T., Peiteado, M., Muñoz, O., Martikainen, J., Martin, J.C.G., Wurm, G., 2022. Releasing Atmospheric Martian Dust in Sand Grain Impacts. Planet. Sci. J. 3, 195. https://doi.org/10.3847/PSJ/ac8477
