新たな研究によると、火星では地球規模の砂嵐が発生すると、広がる塵の塔が高さ50マイル（約80キロメートル）に達することがある。この現象は宇宙エレベーターのように機能し、太古の昔に火星から水がどのようにして流出したのかを説明できるかもしれない。
地球では、嵐は極めて局所的な現象になりがちですが、火星では状況が少し異なります。火星では約10年に一度、地球規模で影響を及ぼす巨大な砂嵐が発生します。惑星周回砂嵐（PEDE）と呼ばれるこれらの嵐は、一度に数ヶ月にわたって火星の天候に影響を与えます。2018年には、このような嵐が発生しました。巨大な地球規模の砂嵐が火星全体を覆い、鈍い黄色の霞に覆われ、NASAの探査車オポチュニティのミッションは終結しました。
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ハンプトン大学と宇宙科学研究所のニコラス・ヘブンズ氏が主導する2つの新しい研究論文（こちらとこちら）は、惑星規模の嵐の際に発生する奇妙な気象現象、すなわち上層大気に舞い上がる巨大な塵の塔（高さ約70キロメートルに達するものもある）について考察しています。Journal of the Atmospheric Sciences誌とJGR Planets誌に掲載されたこれらの新しい論文は、これらの謎めいた塵の塔と、それが火星の水分喪失にどのように寄与したかについて、新たな知見を提供しています。
ヘブンズ氏と彼の同僚たちは、2007年と昨年の2つのPEDE（火星大気圏外縁部）を調査し、NASAの火星探査機（MRO）が収集したデータを用いて、これらのダストタワーについてより深く理解しようとしました。この衛星は、熱を感知する特殊設計の機器、マーズ・クライメート・サウンダーを搭載しており、厚い塵の層を透過することができます。科学者たちはまた、探査機に搭載されたマーズ・コンテキスト・イメージャー（MARCI）が撮影したダストタワーの画像も調べました。
研究によると、ダストタワーは火星の大気中に存在する通常の塵の雲よりも密度が高く、濃度も高く、上昇高度もはるかに高いことが示されています。これらの巨大で渦巻く柱は、火星の通常の気象条件下にも発生する可能性がありますが、今回の研究によると、PEDE（大気圏突入現象）の時期にはより多く形成されるとのことです。
これらの塔は、表面では急速に上昇する塵の領域として始まり、その幅はロードアイランド州ほどに及ぶこともあります。太陽光によってこれらの塵の雲が温められ、煙となって火星の空へと舞い上がります。これは、地球で水蒸気が凝縮して熱が雷雨を引き起こすのと似たプロセスです。高度約50マイル（70キロメートル）に達すると、塔はネバダ州ほどの幅にまで膨張することがあります。NASAのプレスリリースによると、崩壊段階では「地表から35マイル（56キロメートル）上空に塵の層を形成し、その幅はアメリカ合衆国本土よりも広くなることもあります」とのことです。
2007 年に観測された嵐ではダスト タワーが 1 日か 2 日程度続いたのに対し、2018 年の PEDE ではダスト タワーが 4 週間近く続いた。
これは重要な意味を持ちます。なぜなら、塵に閉じ込められた水蒸気も一緒に運ばれてきて、その一部は宇宙に漏れ出ている可能性があるからです。これらの塵の塔は、水蒸気を含む他の物質やガスの輸送システムとして機能している可能性があります。2007年には、科学者たちが水分子が火星の上層大気、そして太陽放射によって水分子が分解され宇宙に漂う高度まで運ばれていることを観測しました。これは、かつて湖や川に溢れていた火星の水がどのようにして失われたのかを解明する手がかりとなる可能性が非常に高いでしょう。
今後、研究者たちはダストタワーとその形成過程、そして火星の大気から水を除去する上でのダストタワーの役割についてさらに詳しく知りたいと考えている。
