Luftmiljöforskare använder planeten Mars som laboratorium i nytt projekt

Stoft från sandstormar i ökenområden försämrar luftkvaliteten även på långa avstånd och kan ställa till problem i samhället också på andra sätt. Samtidigt har forskare svårt att studera och beskriva processerna med tillräcklig noggrannhet, eftersom det finns andra aerosoler i luften som stör. Men nu har de hittat en atmosfär med mycket ökendamm som kan fungera som labb: Planeten Mars.

Vy över ett ökenlandskap på planeten Mars
Med data från planeten Mars ska forskare skapa ny kunskap om hur stoftpartiklar sprids i samband med sandstormar på jorden. Foto NASA/JPL-Caltech/Cornell Univ.

Stoft är bland de vanligaste aerosolpartiklarna i atmosfären. Dessa partiklar kan påverka jordens klimat genom att reflektera och absorbera solstrålning, men också genom att påverka molnbildningen. Stoft kan transporteras över stora avstånd i luften och därigenom sprida näringsämnen till ekosystem på land eller i havet. Höga halter av stoftpartiklar kan försämra luftkvaliteten, ge upphov till negativa hälsoeffekter och påverka flygsäkerheten.

Stoft sprids från ökenområden

Huvudkällan för luftburna stoftpartiklar är de stora ökenområdena. Vinden får medelstora sandkorn nära markytan att lyftas upp och färdas kortare sträckor genom luften i något som ser ut som en hoppande rörelse.

– När dessa sandkorn faller ner till marken skjuter de upp små stoftpartiklar som kan hålla sig kvar i luften i flera dygn. Under den tiden kan stoftpartiklarna transporteras långt i luften, berättar Michael Kahnert, forskare inom aerosoler och luftmiljö på SMHI.

Den här utsläppsprocessen kallas för saltation. Den är fysikaliskt invecklad och svår att beskriva i luftkvalitets- och klimatmodeller. När forskarna studerar ökenaerosoler från satellit är stoftpartiklarna blandade med andra typer av aerosoler, främst luftföroreningar från mänskliga utsläpp eller havssaltpartiklar. Detta gör att mätningarna blir mycket svårtolkade.

Sandstorm i ökenområde där stoftpartiklar skapar ett dis i luften
Vid en sandstorm i ett ökenområde sprids stoftpartiklar upp i luften där de kan finnas kvar i flera dygn och transporteras långa sträckor med luftmassan.

Stort ökenlandskap

Nu har Michael Kahnert och hans kollegor hittat en väg framåt för att kunna studera processerna kring stoftpartiklar utan att störas av andra aerosoler: att använda planeten Mars som laboratorium.

– Hela planeten Mars består av ett stort ökenlandskap och där finns inga människor eller havsytor som skulle kunna ge upphov till andra typer av utsläpp som kan störa mätningarna, säger Michael Kahnert.

Under delar av år 2008 var rymdsonden Phoenix placerad på Mars. Sonden genomförde en rad olika mätningar, bland annat med ett lidarinstrument som strålar ut laserpulser och mäter hur mycket laserljus som sprids tillbaka av partiklar. Phoenix hade även vädermätinstrument, bland annat för vindmätningar. Forskarna ska nu göra en analys av dessa data för att belysa sambandet mellan vindhastighet och partikelutsläpp. Kunskapen kan de använda för att utvärdera en matematisk modell för att beräkna utsläppsprocessen. Sedan ska de jämföra modellen med mätningar från lidarinstrumenten på CALIPSO- och EarthCARE-satelliterna för att studera vinddrivna stoftutsläpp på jorden. Forskningen ska användas för att utveckla SMHIs spridningsmodell MATCH för luftföroreningar.

– Så vitt jag vet är det ingen som har använt data från Mars för att studera detta tidigare, så det ska bli spännande, avslutar Michael Kahnert.