Облака на марсе


Согласно выводам американских планетологов из Колорадского университета в Боулдере, марсианские облака, периодически возникающие в верхних слоях атмосферы Марса, могут иметь инопланетное происхождение. Ученые считают, что своим существованием они обязаны метеоритам, чьи сгоревшие останки помогают водяному пару конденсироваться и превращаться в мелкие льдинки. Об исследовании планетологов сообщается в новой статье журнала Nature Geoscience.

Облака на марсе

Загадка марсианских облаков

Если сравнивать атмосферу Марса с другими планетами Солнечной системы, то она окажется очень жалкой. Она очень разряжена, плотность составляет менее 1 процента от земной. Однако атмосфера Красной планеты не всегда была такой слабой. У ученых имеются основания полагать, что когда-то она была настолько плотной, что позволяла воде в жидкой форме находиться на поверхности планеты.


Несмотря на свое нынешнее состояние, атмосфера Марса способна удивлять, например, порождением мощнейших пылевых бурь, покрывающих всю планету. Один из таких штормов похоронил маросход аэрокосмического агентства NASA «Оппортьюнити», который перестал переходить на связь после 10 июня 2018 года. Ученые отмечают, что вместе с возможностью убивать беззащитных роверов, атмосфера Красной планеты защищает поверхность от метеоритных ударов, а также способна формировать облака.

Облака не возникают сами по себе – для их формирования нужно что-то, что поможет воде конденсироваться. Для этого необходимы «зародыши» конденсации — частицы, на которые «налипают» первые молекулы воды, которые затем притягивают к себе остальные и формируют каплю. На Земле в роли подобных зародышей могут выступать микрочастицы пыли, микробы, или частички сажи и копоти из выбросов вулканов и выхлопов машин. За последние несколько десятилетий физики нашли свидетельства в пользу этого, но им не удавалось объяснить, как облака появляются там, где нет пыли, автомобилей или вулканов — над океанами и лесами.

Более того, недавно некоторые ученые даже начали подозревать, что в рождении некоторых типов облаков напрямую замешаны космические лучи, помогающие подобным каплям воды расти. Другие зародыши конденсации могут попадать в атмосферу из космоса, в виде частиц межзвездной пыли, или же благодаря своеобразному «дыханию» планктона.

Как появляются облака в атмосфере Марса?


Но как объяснить появление облаков над Марсом? Какой процесс запускает их формирование в средних слоях (30-60 километров) Красной планеты, если на ее поверхности нет ни воды, ни жизни? Вопрос усложняется тем, что воздушная прослойка Марса настолько разрежена, что вода в ней может существовать почти всегда только в виде микроскопических кристалликов льда. Так с чем же они взаимодействуют для образования облаков?

Согласно новому исследованию, ответ на этот вопрос может лежать не на поверхности планеты, а в межпланетарном пространстве. Наблюдения, проведенные космическим аппаратом NASA MAVEN, который в настоящий момент кружит над Красной планетой, указывают на то, что ежедневно через атмосферу Марса проходит от 2 до 3 тонн «космического мусора» в виде метеоритов. При этом инструменты зонда обнаружили в атмосфере Марса крайне необычный набор ионов металлов, которые ученые впоследствии связали со сгоранием метеоритов и формированием так называемого «метеоритного дыма».

Ученые решили выяснить, а не являются ли частицы этого «метеоритного дыма» теми сами «зародышами» конденсации по аналогии с тем, как возникают светящиеся серебристые облака в мезосфере Земли. Для проверки своего предположения ученые использовали сложное компьютерное моделирование, предназначенное для имитации динамических атмосферных процессов Марса. Добавив в симуляцию данные о количестве метеоритной пыли, которую зафиксировал MAVEN, ученые получили нужный результат. Облака действительно сформировались.

Кадр компьютерной симуляции, демонстрирующий облака на средних высотах атмосферы Красной планеты

«Наши климатические модели просто не могли объяснить то, как они могли формироваться на подобной высоте в атмосфере Марса. Когда мы добавили туда метеоритный дым, все проблемы исчезли и облака появились», — говорит Виктория Хартвик из университета Колорадо в Боулдере.


Что интересно, появление облаков в компьютерной модели Марса крайне необычным образом повлияло на погоду и климат планеты, а также на поведение приполярных регионов ее атмосферы. Например, их исчезновение или появление приводит к понижению или повышению температуры воздуха на десять градусов Цельсия или даже более высокие значения, а также резко изменяет высоту воздушной прослойки Марса в окрестностях его полюсов.

Исследователи считают, что выводы их работы позволят пролить свет на эволюцию атмосферы Красной планеты, а также, в частности, пояснить вопрос, связанный с тем, как планета в прошлом могла поддерживать наличие воды в жидкой форме на своей поверхности.

«Все больше климатических моделей показывают, что Марс мог подогреваться высотными облаками в ту эпоху, когда по его поверхности текли реки, а в их водах могла существовать жизнь. Вполне вероятно, что и наше открытие станет одной из частей объяснения того, как Марс стал теплым и обитаемым», — подытоживает Брайан Тун, коллега Хартвик по университету.


Обсудить новость можно в нашем Telegram-чате.

Источник: Hi-News.ru

Облака на марсе

Марс представляет собой планету-пустыню — воды в его атмосфере на два порядка меньше, чем в самых сухих регионах Земли. Зимой водяные пары в ней практически отсутствуют, появляясь лишь весной и летом. Максимальное содержание воды (100 мкм осажденной воды, равные 0,2 объемных процента) было зафиксировано летом над темным районом, опоясывающим северную остаточную полярную шапку.

В это время года атмосфера надо льдом полярной шапки обычно близка к насыщению.

Общее содержание пара в атмосфере планеты эквивалентно 1,3 км3 льда. Для сравнения – общее количество воды в атмосфере Земли превышает это марсианское достижение более чем в 100 миллионов раз. И тем не менее, на Марсе бывают облака, которые образуются из частичек водяного льда. Впрочем, в отличие от Земли, облака на Марсе образуются не только из воды, но и при конденсации углекислого газа.


Облака на марсе

Как правило, водяные облака формируются над марсианской поверхностью на высотах менее 20 км. Замечено, что многие из этих облаков образуются при поднятии воздушных масс по наветренным склонам крупных форм рельефа.

Мелкие обломки космических тел служат центрами для конденсации облаков высоко в разреженной атмосфере Красной планеты.

Облака на марсе

В сравнении с атмосферами Венеры или Земли марсианская выглядит довольно несерьезно. Масса ее в сотни раз меньше, чем у нашей, давление у поверхности — 1/170 атмосфер. Тем не менее она способна поднимать с грунта мелкие частицы, создавая вихри «пылевых дьяволов» и даже целые бури, которые иногда охватывают практически всю Красную планету. Появляются в ней и облака, причем на высоте стратомезосферы, в 30 и более километрах над поверхностью.


Облака в атмосфере Земли образуются при конденсации водяного пара на пылинках, песчинках, кристаллах соли — частицах, поднятых достаточно высоко в воздух. В чрезвычайно разреженной атмосфере Марса на высотах в десятки километров этот механизм действовать не может. Ученые из Университета штата Колорадо в Боулдере связывают появление облаков на Марсе с пылью, поступающей в атмосферу с противоположной стороны — из космоса. Статья профессора Брайана Туна (Brian Toon) и его коллег опубликована в журнале Nature Geoscience.

По словам авторов работы, каждый день в атмосферу Марса падает две-три тонны мелких метеоров, которые разрушаются и рассеиваются в ее верхних слоях. Компьютерное моделирование показало, что заметная часть этих частиц может оставаться высоко в атмосфере и служить центрами конденсации влаги. Разумеется, они не достигают привычной нам плотности, однако и образование оказывает заметное влияние на состояние марсианской атмосферы, вызывая локальные изменения температуры в пределах 10 °С.

Облака на марсе


Фотографии «Кьюриосити» сделанные на 1758 марсианский день пребывания марсохода на планете. Ролик составлен из восьми фотографий, снятых ранним утром одной из навигационных камер. Облака напоминают земные перистые облака, которые обычно состоят из замерзшей воды. «Эти марсианские облака, — комментируют в агентстве, — состоят из кристаллов водного льда, которые конденсируются на пылевые гранулы в марсианской атмосфере».

В NASA говорят, что облака могут быть частью погодного паттерна, происходящего из эллиптической орбиты планеты. Но само по себе их движение на этой безжизненной планете по‑настоящему завораживает.

Облака на марсе

Одно из интересных и редких на Марсе атмосферных явлений было обнаружено «Викингом-1» при фотографировании северной полярной области в 1978 г. Это циклонические структуры, четко отождествляемые на фотографиях по вихревидным системам облаков с циркуляцией против часовой стрелки. Они были обнаружены в широтном поясе 65 — 80° с. ш. в течение «теплого» периода года, с весны до начала осени, когда здесь устанавливается полярный фронт. Его возникновение обусловлено существующим в это время года резким контрастом температур поверхности между краем ледяной шапки и окружающими равнинами.


Связанные с таким фронтом волновые движения воздушных масс и приводят к появлению столь знакомых нам по Земле циклонических вихрей. Обнаруженные на Марсе системы вихревидных облаков по размеру колеблются от 200 до 500 км, скорость их перемещения около 5 км/ч, а скорость ветров на периферии этих систем около 20 м/с. Длительность существования отдельного циклонического вихря колеблется от 3 до 6 суток. Величины температур в центральной части марсианских циклонов свидетельствуют о том, что облака состоят из кристалликов водяного льда.

Облака на марсе

На Марсе ночью идет снег

Моделирование марсианской атмосферы показало, что ночью на Марсе могут возникать снежные штормы. При некоторых условиях снег может долетать даже до поверхности планеты.
На Марсе бывают не только облака, но и осадки. Из облаков, состоящих из углекислого газа, могут падать снежинки сухого льда. А в 2008 году космический аппарат Phoenix зарегистрировал на Марсе привычный нам снег из замерзшей воды. Снег шел из облаков на высоте около 4 км и испарялся, не долетая до поверхности планеты.


Чтобы понять, при каких условиях на Марсе могут возникать такие водно-ледяные осадки, ученые смоделировали погоду в разных регионах Марса. Они выбрали вулканическое нагорье Фарсида, где часто можно встретить облака, и безоблачную равнину Амазонию.

Моделирование показало, что там, где часто образуются облака из воды и льда, ночью могут возникать штормы. Из-за сильного понижения температуры слои облака начинают перемешиваться, и снег вместе с сильным нисходящим порывом ветра падает вниз. Эти штормы напоминают возникающие на Земле микрошквалы. При микрошквале поток воздуха со скоростью в десятки метров в секунду опускается из грозового облака на Землю вместе с дождем или снегом.

Облака на марсе

На Марсе большая часть таких штормов не достигает поверхности планеты. Именно такое явление, скорее всего, и зарегистрировал марсоход Phoenix. Моделирование показало, что только в случае, если облака находятся на высоте в 1−2 км, снег может долететь до поверхности Марса.

Изучение и моделирование подобных явлений необходимо, чтобы понять, как происходит круговорот воды на Марсе и насколько этот цикл стабилен. Исследование опубликовано в журнале Nature Geoscience. Ранее другая группа ученых описала, какие дожди могли идти на Марсе миллиарды лет назад.


[источники]
Источники:
yandex.ru/turbo?d=1&utm_referrer=https%3A%2F%2Fyandex.ru%2Fnews&text=https%3A%2F%2Fnaked-science.ru%2Farticle%2Fastronomy%2Fpoyavlenie-oblakov-na-marse
popmech.ru/technologies/news-381892-letyashchie-oblaka-na-marse-taymleps-ot-kyuriositi/
shvedun.ru/mars-oblaka.htm
tass.ru/nauka/6817064

Это копия статьи, находящейся по адресу http://masterokblog.ru/?p=46579.

Источник: masterok.livejournal.com

Автоматическая межпланетная станция ExoMars-TGO совместной миссии Европейского космического агентства (ЕКА) и Роскосмоса сфотографировала облака, расположившиеся над вулканическим плато Фарсида (Tharsis Bulge) — в районе марсианского экватора. Снимок был сделан еще год назад — когда станция подлетела к Марсу. ЕКА обнародовало фото лишь на днях.

Изображение с разрешением в 20,35 метра на пиксель охватывает местность раскинувшуюся на 58 километров. Облака, проплывающие над ней, выглядят бело-голубой дымкой и, как полагают специалисты, состоят из микроскопических крупинок водяного льда.

Снимок был сделан с высоты 1791 километр, станция при этом неслась со скоростью 1953 километра в час. Сами облака висели примерно в 10 километрах от марсианской поверхности.

Cтанция ExoMars-TGO должна была решить две задачи. Первая: оставить на орбите аппарат TGO. Он предназначен для изучения атмосферы и для связи с марсоходами и научными платформами, которые предстоит отправить на Красную планету в ближайшем будущем. Вторая задача: мягко посадить на поверхность Марса демонстрационный десантный модуль «Скиапарелли».

С TGO все прошло успешно, хотя процесс торможения зонда в разреженной атмосфере Марса еще не закончился. А вот «Скиапарелли» разбился из-за ошибки в программном обеспечении. Подробнее об этом — в материале «Скиапарелли» неправильно себя понял . По данным NASA, «Скиапарелли» упал на Марс с высоты 4 километра.

Облака, но куда более высотные, попали в объектив и другой европейской станции Mars Express, которая сейчас находится на орбите Марса. Станция сделала несколько снимков. Некоторые слои облаков, запечатленные на них, протянулись аж на 1500 километров. До этих слоев — 50-80 километров.

Из чего состоят высотные облака? Специалисты пока не готовы ответить. Возможно, слои сформированы частичками льда, как и более низкие их собратья. А возможно, наверху — пыль. Или даже замерзшая углекислота.

А В ЭТО ВРЕМЯ

Ночами на Марсе метет метель

Как полагают французские геофизики из Национального центра научных исследований Франции в Париже (Centre National de la Recherche Scientifique in Paris), марсианские облака не только украшают местный пейзаж. Временами они становятся источниками осадков. Конкретно — снега, который выпадает в основном ночами.

Климатические модели, которыми воспользовались французы, прояснили механизм явления.

Ночами на Марсе становится холоднее. Охлаждаются и облака, которые в результате опускаются ниже. Ближе к поверхности они встречаются с более теплыми восходящими потоками, частички водяного льда в облаках теряют стабильность и выпадают снегом. Ветер, скорость которого на Марсе иной раз достигает 10 метров в секунду, поднимает метель. Своего максимума она достигает к двум часам ночи.

Как уверяет руководитель исследования доктор Эймерик Спига (Dr Aymeric Spiga), марсианские снежные бури отнюдь не безобидны. Они способны навредить будущим покорителям соседней планеты — осложнить передвижение по поверхности и создать проблемы при посадке.

Источник: www.kp.ru

Источник появления облака

Самое простое предположение, что облако является результатом работы проснувшегося вулкана, оказалось неверным. Исследователи из Европейского космического агентства утверждают, что это не более чем совпадение. Вулканическая активность Арсия прекратилась десятки миллионов лет назад и пока никаких предпосылок к его пробуждению не отмечено. Чем же является это облако?

По официальной версии, опубликованной на сайте ЕКА, подобные облака уже были замечены над марсианской поверхностью. Орбитальный космический зонд над Марсом и более ранние аппараты отмечали образование объектов, напоминающих облако, как минимум трижды. Общим во всех случаях является время года, когда появлялись облака. И это, в отличие от места появления объекта, уже нельзя считать простым совпадением.

По данным ученых, в облаке есть значительное количество замерзшей воды. В ЕКА предполагают, что источником его образования стало движение воздушных потоков вдоль спящего вулкана. Такую облачность называют орографической – она образуется в процессе преодоления воздушными массами препятствий, таких как горный рельеф. В процессе этого движения могут, появляется облака чечевицеобразного вида. Нисходящие потоки воздуха остаются «чистыми», а восходящие наполняются облаками.

облако над вулканом марса
Облако рядом с вулканом Арсия

Как ведет себя облако?

Согласно наблюдениям ученых, облако становится больше в первой половине дня по марсианскому времени, растягиваясь по направлению экватора. Возможно, на его размеры также оказывает влияние пыль, которой на настоящий момент обильно наполнена марсианская атмосфера. Источником пыли стали глобальный шторм на Марсе. Последствия его привели не только к значительной запыленности атмосферы, но и к потере связи с работавшим на планете марсоходом Opportunity.

Есть ли связь между появлением облака и гибелью марсохода?

Если между двумя этими событиями и есть какая-то связь, то очень косвенная. Как сообщалось выше, наиболее вероятной причиной гибели марсохода стал глобальный пылевой шторм, прошедший на Марсе несколько месяцев назад. Уже четыре месяца связь с Марсоходом «Оппортьюнити» отсутствует.

Марсоход работал на Красной планете более 13 лет, но этим летом попал под воздействие пылевой бури и перестал отвечать на любые сигналы. Хотя последствия глобального погодного явления на Марсе постепенно сходят на нет и прозрачность атмосферы улучшилась в разы, восстановить связь с устройством до сих пор не удалось. Ученые, занимавшиеся взаимодействием с марсоходом, по большей части уже не рассчитывают на его восстановление. Пока в НАСА продолжают вызывать Opportunity ежедневно, но уже скоро – в ближайшие несколько недель – кампанию придется прекратить. Если пропажа марсохода и связана с появлением облака, то лишь тем, что на облако также могли оказать влияние последствия пылевой бури.

Тем временем в конце ноября состоится высадка миссии InSight, деятельность которой, возможно. Прольет свет на обстановку на Марсе и причины происходящих там сегодня явлений.

 

Источник: MarsPlaneta.ru

Начиная с 13 сентября межпланетная автоматическая станция Европейского космического агентства (ЕКА) «Марс-экспресс» наблюдала странное белое облако, образовавшееся рядом с Горой Арсия (Arsia Mons) — потухшим щитовым вулканом Красной планеты. Сейчас специалисты агентства объяснили причину образования облака.

 

Высота Горы Арсии составляет почти 19 километров, ее диаметр — 435 километров. Над ней парит облако, растянувшееся в длину на полторы тысячи километров. Оно настолько массивное, что его смогли разглядеть при помощи земных телескопов. Обычно такие облака образуются при извержении вулкана, коим Гора Арсия и является, но Марс не видел извержений уже несколько миллионов лет, поэтому нет ни малейшего шанса, что облако образовалось вследствие активности вулкана. Сотрудники ЕКА утверждают, что такое совпадение — оптическая иллюзия.

 

Феномен, который наблюдали ученые, называется орографической облачностью. Когда плотные воздушные потоки стараются преодолеть возвышения горного рельефа с наветренной стороны и попадают в область пониженной температуры, образующаяся влажность конденсируется на частицах пыли, после чего и появляются такие облака.

 

Облака на марсе

 

Специалисты ЕКА заявляют, что орографическая облачность характерна для большей части марсианского года, но постепенно исчезает с приближением зимнего солнцестояния. Ее можно наблюдать с периодичностью в несколько земных лет. Так, «Марс-экспресс» фиксировала ее в 2009, 2012 и 2015 годах. Поэтому появление облака в 2018-м не стало для ученых сюрпризом.

 

Летом Красную планету окутала самая масштабная пылевая буря последних лет. Из-за нее пришлось перевести марсоход Opportunity в кризисный режим, из которого он до сих пор не вышел. Специалисты NASA считают, что его солнечные панели накрыла осевшая пыль. В сентябре его заметила с орбиты планеты межпланетная станция Mars Reconnaissance Orbiter. Попытки по налаживанию связи планируют вести до февраля 2019 года. Анализ орографических облаков, в том числе того, что наблюдал «Марс-экспресс», позволит ученым лучше понять, как пыль поднимается и оседает на поверхности Марса, чтобы предотвратить в будущем инциденты, подобные тому, что случился с ровером Opportunity.

Источник: naked-science.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.