Le tempeste locali di polvere si verificano frequentemente su Marte. Queste a volte si sviluppano e si uniscono formando dei sistemi regionali, in particolare durante la primavera e l'estate australe quando il pianeta è più vicino al Sole. In rare occasioni, queste tempeste regionali producono una nebbia che circonda il pianeta oscurandone la superficie e, in alcuni casi, diventano fenomeni veramente globali come quello del 1971 che accolse l'orbiter Mariner 9 della NASA. Poter prevedere questi eventi sarebbe sicuramente un vantaggio per le future missioni ma soprattutto per i futuri astronauti.

La tempesta globale più recente si verificò nel 2007 e causò un sensibile calo di energia solare per i rover Spirit e Opportunity che all'epoca erano entrambi operativi.
"La tempesta globale di polvere del 2007 è stata la prima grande minaccia per i rover dall'atterraggio", ha ricordato John Callas, project manager della missione MER al JPL.
"Abbiamo dovuto prendere misure speciali per assicurare la loro sopravvivenza per diverse settimane, tenendoli alimentati con poca luce solare. Ogni rover veniva alimentato solo pochi minuti al giorno, solo per riscaldarlo e poi veniva spento di nuovo senza neppure comunicare con la Terra. Per molti giorni nel corso della tempesta, i rover sono rimasti completamente soli".

Il Pianeta Rosso è stato visto circondato dalla polvere nove volte a partire dal 1924, di cui cinque più recenti nel 1977, 1982, 1994, 2001 e 2007.
Però ora Shirley, che ha pubblicato i risultati del suo studio sulla rivista Icarus, sembra aver trovato un modello per le tempeste globali, relazionato al moto orbitale del Pianeta Rosso.
Altri pianeti hanno effetto sulla quantità di moto di Marte mentre orbita attorno centro di gravità del Sistema Solare. Questo effetto sulla quantità di moto varia con un ciclo di circa 2,2 anni, ossia poco di più del tempo necessario a Marte per completare un periodo di rivoluzione che è circa 1,9 anni. La relazione tra questi due cicli cambia continuamente ma Shirley ha scoperto che le tempeste globali di polvere tendono a verificarsi quando la quantità di moto è in aumento durante la prima parte della stagione delle tempeste (mentre nessuna delle tempeste globali osservate nel corso degli anni si è verificata quando la quantità di moto era in calo, durante la prima fase della stagione delle tempeste).

Il grafico indica una somiglianza tra il 2016 (linea blu scura) ed i cinque anni passati in cui Marte ha sperimentato tempeste di polveri globali (linee e fascia arancione), rispetto agli anni senza tali fenomeni (linee e fascia azzurra).
Crediti: NASA/JPL-Caltech

Lo studio ha anche sottolineato che le condizioni attuali di Marte sono molto simili a quelle degli anni in cui gli eventi su scala globale si sono verificati ma solo le osservazioni dei prossimi mesi potranno confermare o smentire tale previsione.

Solar System dynamics and global-scale dust storms on Mars [abstract]

Global-scale dust storms occur during the southern summer season on Mars in some Mars years but not in others. We present an updated catalog of Mars years including such storms (n = 9) and Mars years without global-scale storms (n = 11) through the year 2013. A remarkable relationship links the occurrence and non-occurrence of global-scale dust storms on Mars with changes in the orbital angular momentum of Mars with respect to the Solar System barycenter (L_Mars). All of the global-scale dust storms became planet-encircling in both latitude and longitude during periods when L_Mars was increasing or near maxima. Statistical significance at the 1% level is obtained for the clustering tendency of L_Mars phases for the 5 mid-season storms with L_s ranging from 208° to 262° (1956, 1971, 1982, 1994, and 2007). The 11 Mars years without global-scale dust storms exhibit mainly decreasing and minimum values of L_Mars during the first half of the dust storm season; this tendency is statistically significant at the 5% level. A systematic progression is present in the phasing of the solar irradiance and L_Mars waveforms for the global-scale storm years. L_Mars phases for the early season global-scale storms of 1977 and 2001 are advanced in phase with respect to those of the mid-season storms, while the phase for the late season storm of 1973 is delayed with respect to those of the mid-season storms cluster. Factors internal to the Mars climate system, such as a spatial redistribution of surface dust from year to year, must be invoked to account for the non-occurrence of global-scale dust storms in five years (1986, 2003, 2005, 2009, and 2013) when the L_Mars phase was otherwise favorable. Our results suggest that the occurrence of increasing or peak values of L_Mars immediately prior to and during the Mars dust storm season may be a necessary-but-not-sufficient condition for the initiation of global-scale dust storms on Mars.