Jeśli fizycy z University of California w Berkeley mają obecnie prawidłowe wyobrażenie na temat Jowisza, planeta ta stoi tuż przed ogromną globalną zmianą temperatury, która może spowodować zniknięcie wirów, z których słynie. Jednak miłośnicy Wielkiej Czerwonej Plamy mogą w spokoju czytać dalej – temu wirowi, porównywanemu często do ziemskich huraganów, akurat nic nie grozi, gdyż leży on w strefie równikowej – tak twierdzi Philip Marcus, profesor na UT Berkeley’s Departament of Mechanical Engineering.

Poszukując przykładów wśród znanych wirów, Marcus opiera swoją teorię na podstawach dynamiki cieczy oraz obserwacjach zanikania wirów w powietrzu. “Przewiduję, że wskutek utraty wielu wirów średnia temperatura na Jowiszu zmieni się nawet o dziesięć stopni Celsjusza. Będzie coraz cieplej w okolicach równika, ale chłodniej na biegunach. Wytworzą się nowe, niestabilne wiatry, które będą powodować powstawanie nowych wirów. Będzie to zjawisko, które nawet obserwatorzy amatorzy będą w stanie zauważyć.

Zgodnie z teorią Marcusa są to nieuchronne zmiany sygnalizujące koniec obecnej ery klimatycznej na Jowiszu.

Burzliwa atmosfera Jowisza zawiera wiele prądów powietrznych przemieszczających się w zmiennych kierunkach, od wschodu do zachodu, osiągając prędkości większe od 500 kilometrów na godzinę. Tak jak na Ziemi, jowiszowe wiry z północnej półkuli obracające się w kierunku zgodnym ze wskazówkami zegara to antycyklony, przeciwnie obracające się to cyklony. Na półkuli południowej jest na odwrót.

Wielka Czerwona Plama z półkuli południowej to największy antycyklon Jowisza. Rozciąga się na 20 tysięcy kilometrów, byłaby nawet w stanie pochłonąć Ziemię.

Ziemskie huragany i burze, w przeciwieństwie do tych na Jowiszu są spowodowane spadkami ciśnień i ustają po kilku dniach, tygodniach. W Czerwonej Plamie mamy do czynienia z systemem wysokiego ciśnienia, stabilnym ponad 300 lat, bez widocznych objawów zanikania.

Około 20 lat temu Marcus rozwinął komputerowy model symulujący zachowanie Czerwonej Plamy. To jego wysiłek doprowadził to nakreślenia nadchodzących zmian.

Obecny, siedemdziesięcioletni cykl uformował się dzięki trzem odrębnym antycyklonom – Białym Owalom, które rozwinęły południe Czerwonej Plamy w 1939 roku. “Narodzenie Białych Owali było widoczne przez teleskopy z Ziemi. Wierzymy w ponowienie zjawiska w ciągu najbliższych 10 lat.

Według Marcusa pierwsza faza cyklu klimatycznego to formowanie się prądów wirowych rozciągających się w kierunku zachodnim, z których każde sąsiednie dwa wirują w przeciwnych kierunkach. Większość nich stopniowo słabnie poprzez turbulencje. W drugiej fazie niektóre z nich są na tyle słabe, aby zostać pochłonięte przez zagłębienia między największymi. Kiedy tak się dzieje, wszystkie zaczynają się skupiać, wszystko się powtarza aż do pozostania dwóch ostatecznych wirów.

Ostatni zanik Białych Owali z 1997, 1998 oraz 2000 roku to idealny przykład zaniku wirów w drugiej fazie cyklu, który sygnalizuje początek końca.

Dlaczego pochłonięcie wirów miałoby zachwiać temperaturę? W momencie, gdy zanikną wiry masy powietrza pozostają na swojej szerokości geograficznej. To wytwarza swoistą ścianę uniemożliwiającą przepływ powietrza z równika na bieguny. Powietrze na równiku będzie się stopniowo nagrzewać, zaś biegunowe ochładzać. Jest to trzeci stopień cyklu klimatycznego. Prądy powietrzne zostaną destabilizowane, zaczną się tworzyć ruchy falowe niczym przy plażowym brzegu, co wyróżniamy jako czwartą fazę. Fale zaczną powoli tworzyć nowe wiry, które będą kreować prądy wirowe i rozpoczną nowy cykl.

Słabnięcie wirów jest nieuchronne i zbliża się stopniowo. Szczęśliwie się składa, że Wielka Czerwona Plama znajduje się blisko równika, co uchroni ją przez zniknięciem. Przetrwa ona dzięki pochłonięciu bliskich antycyklonów. Marcus zaznacza, że jego teoria opiera się istnieniu w przybliżeniu równej liczby cyklonów i antycyklonów na planecie. Obecnie odróżniamy je w ten sposób, że antycyklony to jednorodne plamy, zaś chmury cyklonowe tworzą włókniste wzory.

Na tej podstawie musielibyśmy stwierdzić, że na Jowiszu dominują antycyklony, gdyż widzimy bardzo wyraźne zmiany chmur.” Symulacje komputerowe wykazały, że to ciepłe wnętrze i chłodniejszy obwód cyklonów wytwarzają włókniste struktury chmur. Antycyklony są zbudowane odwrotnie. Lodowe kryształy w ich wnętrzach powodują rozrastanie środków na obrzeża, tworząc ciemną plamę z jasną obwódką.

Marcus chce poznać tę planetę w dość niekonwencjonalny sposób. “Opieram swoje przewidywania na prostych prawach fizyki wirów, zamiast używać gigantycznej ilości danych ze złożonych modeli atmosfery.” Uważa on również, że lekcje o klimacie na Jowiszu pozwolą lepiej rozumieć, jak małe zjawiska powodują rozległe zmiany. Jednak bezpośrednio nie będziemy mogli powiedzieć nic o Ziemi opierają się na danych z Jowisza, gdyż są to dwa zupełnie różne światy, a na Ziemi występuje dodatkowy ludzki czynnik.

Jednak dalej jest ważne, aby mieć różnorodność klimatycznych “laboratoriów”. Poznawanie innych światów pomorze z całą pewnością lepiej zrozumieć nasz własny, nawet jeśli nie funkcjonują ściśle analogicznie.

Marcus pracuje dla NASA Origins Program w the National Scence Foundation Astronomy and Plasma Physics Programs oraz w Los Alamos National Laboratory.

Autor

Aleksandra Drozd