Плотность атмосферы марса


Атмосфера и климат Марса

Атмосферное давление у поверхности Марса в 160 раз меньше земного.

Атмосфера Марса в основном состоит из углекислого газа (95,32%), также в составе присутствуют азот, аргон, кислород, водяной пар, угарный газ и другие компоненты.

Среднее атмосферное давление на Марсе составляет 0,4-0,87 кПа.

Климат на Марсе, как и на нашей планете, носит сезонный характер из-за угла наклона оси 25,2 градуса.

Для северного полушария Марса характерны мягкая зима и прохладное лето, при этом в южном полушарии зима более холодная, а лето более жаркое.

Северная и южная полярные шапки Марса состоят из двух компонентов: сезонного углекислого газа и векового водяного льда.

Для Марса характерны пыльные бури, в том числе охватывающие планету целиком, как в 2018 году.

Исследование Марса

Марс является наиболее исследованной (после Земли) планетой Солнечной системы.

Советские исследования Марса включали в себя программу «Марс», в рамках которой с 1962 по 1973 год были запущены автоматические межпланетные станции четырех поколений, а также программу «Фобос» – две автоматические межпланетные станции, предназначенные для исследования Марса и его спутника Фобоса.


«ExoMars» (Экзомарс) – это совместная программа Европейского космического агентства (ESA) и российской госкорпорации «Роскосмос» по исследованию Красной планеты, основной целью которой является поиск доказательств существования в прошлом и настоящем жизни на Марсе.

В настоящее время на поверхности Марса работают марсоходы NASA «Opportunity» и «Curiosity», исследовательский посадочный модуль «InSight», а на орбите непрерывно трудится несколько орбитальных аппаратов различных космических агентств.

Интересные факты о Марсе

Объект, весящий на Земле 100 килограмм, на Марсе будет весить 37,8 килограмм.

Марсианский потухший вулкан гора Олимп – самая высокая известная гора на планетах Солнечной системы.

Из-за низкого давления вода не может существовать в жидком состоянии на большей части (около 70%) поверхности Марса.

Идея, что Марс населен разумными существами, широко распространилась в конце XIX века.

Иногда Марс называют «Красной планетой» из-за красноватого оттенка поверхности, придаваемого ей оксидом железа.

Источник: in-space.ru

Общие сведения


Атмосфера Марса открыта была еще до полета автоматических межпланетных станции к планете. Благодаря противостояниям планеты, которые случаются раз в три года и спектральному анализу, астрономы уже в 19 веке знали, что она имеет весьма однородный состав, более 95% которого составляет CO2.

Плотность атмосферы марса

Цвет марсианского неба с посадочного модуля Viking Lander 1. На 1742 сол (марсианский день) видна пылевая буря.

В 20 веке, благодаря межпланетным зондам мы узнали, что атмосфера Марса и его температура сильно взаимосвязаны, ведь благодаря переносу мельчайших частичек оксида железа возникают огромные пылевые бури, которые могут охватить половину планеты, попутно подняв ее температуру.

Примерный состав

Газовая оболочка планеты состоит из состоит из 95% углекислого газа, 3% азота, 1,6% аргона, и следовых количеств кислорода, водяного пара и других газов. Кроме того, она очень сильно наполнена мелкими частицами пыли (в основном из оксида железа), которые придают ей красноватый оттенок. Благодаря сведениям о частичках оксида железа, ответить на вопрос какого цвета атмосфера, совсем не трудно.

Углекислый газ


Плотность атмосферы марса

Темные дюны — результат сублимации замерзшей углекислоты, которая весной растаяла и вырвалась в разряженную атмосферу, оставив после себя вот такие следы.

Почему атмосфера красной планеты состоит из углекислого газа? На планете нет тектоники плит вот уже в течение миллиардов лет. Отсутствие движения плит позволило вулканическим точкам извергать магму на поверхность миллионы лет подряд. Углекислый газ также является продуктом извержения и это единственный газ, которым постоянно пополняется атмосфера, собственно это фактически единственная причина, почему она существует. К тому же планета лишилась своего магнитного поля, что способствовало тому, что более легкие газы уносились солнечным ветром. Из-за непрерывных извержений, появилось множество больших вулканических гор. Гора Олимп, является крупнейшей горой в Солнечной системе.

Плотность атмосферы марса


Заход Солнца, снято марсоходом Curiosity

Ученые считают, что Марс растерял всю свою атмосферу, из-за того, что потерял свою магнитосферу около 4 миллиардов лет назад. Когда-то газовая оболочка планеты была плотнее и магнитосфера защищала от солнечного ветра планету. Солнечный ветер, атмосфера и магнитосфера сильно взаимосвязаны. Солнечные частицы взаимодействует с ионосферой и уносит из нее молекулы, снижая плотность. Это и является разгадкой на вопрос куда делась атмосфера. Эти ионизированные частицы были обнаружены космическими аппаратами, в пространстве позади Марса. Это приводит к тому, что на поверхности давление в среднем 600 Па, по сравнению со средним давлением на Земле 101300 Па.

Метан

Относительно большое количество метана было обнаружено сравнительно недавно. Эта неожиданная находка показала, что атмосфера содержит метан в пропорции 30 частей на миллиард. Этот газ появляется из разных районов планеты. Данные позволяют предположить, что существует два основных источника метана.

Плотность атмосферы марса

Закат Солнца, голубой цвет неба обусловлен, отчасти, наличием метана


Считается, что Марс производит около 270 тонн метана в год. В соответствии с условиями на планете метан разрушается быстро, примерно за 6 месяцев. Для того, чтобы метан существовал в обнаруженных количествах, должны быть активные источники под поверхностью. Вулканическая активность и серпентинизация являются наиболее вероятными причинами образования метана.

Кстати, метан это одна из причин почему атмосфера планеты голубая на закате. Метан лучше рассеивает голубой цвет, нежели другие цвета.

Метан является побочным продуктом жизни, а также является результатом вулканизма, геотермальных процессов, и гидротермальной деятельности. Метан является неустойчивым газом, поэтому на планете должен быть источник, который постоянно пополняет его. Он должен быть очень активным, потому что исследования показали, что метан разрушается меньше чем за год.

Количественный состав

Плотность атмосферы марса

Циркуляция газов в марсианской атмосфере

Химический состав атмосферы: она состоит из более 95% углекислого газа, 95,32%, если быть точным. Газы распределены следующим образом:

Диоксид углерода 95,32%
Азот 2,7%
Аргон 1,6%
Кислород 0,13%
Окись углерода 0,07%
Водяной пар 0,03%
Оксид азота 0,0013%

Строение


Атмосфера делится на четыре основных слоя: нижний, средний, верхний и экзосфера. Нижние слои это теплая область (температура около 210 К). Она нагревается от пыли в воздухе (пыль 1,5 мкм в поперечнике) и теплового излучения от поверхности.

Следует учесть, что, несмотря на очень большую разрежённость, концентрация углекислого газа, в газовой оболочке планеты, примерно в 23 раза больше, чем в нашей. Поэтому, не такая уж и дружелюбная атмосфера Марса, нельзя дышать в ней не только людям, но и другим земным организмам.

Плотность атмосферы марса

Атмосфера планеты, рисунок

Средняя — похожа на Земную. Верхние слои атмосферы нагревается от солнечного ветра и там температура гораздо выше, чем на поверхности. Это тепло заставляет газ покидать газовую оболочку. Экзосфера начинается примерно в 200 км от поверхности и не имеет четкой границы. Как видите, распределение температуры по высоте, достаточно предсказуемо для планеты земной группы.

Погода на Марсе


Прогноз на Марсе, как правило, очень плохой. Посмотреть прогноз погоды на Марсе можно тут. Погода меняется каждый день и иногда даже каждый час. Это кажется необычным для планеты, которая имеет атмосферу составляющую всего 1% от Земной. Несмотря на это, климат Марса и общая температура планеты так же сильно влияют друг на друга как и на Земле.

Температура

Летом дневная температура на экваторе может доходить до 20 °С. Ночью, температура может опускаться до -90 С. 110 градусов разницы в один день, может создать пылевые смерчи и пылевые бури, которые охватывают собой всю планету на несколько недель. Зимние температуры крайне низки -140 C. Углекислый газ замерзает и превращается в сухой лед. Марсианский Северный полюс имеет метровый слой сухого льда в зимнее время, в то время как Южный полюс покрыт постоянно восемью метрами сухого льда.

Облака

Плотность атмосферы марса

Анимация движения облаков в атмосфере, полученная зондом Curiosity

Так как излучение Солнца и солнечного ветра постоянно бомбардируют планету, жидкая вода не может существовать, поэтому дождя на Марсе нет. Иногда, однако, появляются облака и начинает падать снег. Облака на Марсе очень маленькие и тонкие.


Плотность атмосферы марса

Curiosity снял облака на фоне роботизированной мачты

Ученые считают, что некоторые из них состоят из мелких частиц воды. Атмосфера содержит водяной пар  в незначительных количествах. С первого взгляда может показаться, что облака не могут существовать на планете.

Плотность атмосферы марса

Анимация движения облаков, фотографии с аппарата Феникс

И все же на Марсе, есть условия для формирования облаков. На планете так холодно, что вода в этих облаках никогда не выпадает в виде дождя, но идет в виде снега в верхних слоях атмосферы. Ученые наблюдали это несколько раз, и нет никаких доказательств, что снег не достигает поверхности.

Пыль


Плотность атмосферы марса

Пыль осевшая на марсоходе

Как влияет атмосфера на температурный режим увидеть довольно легко. Наиболее показательным событием являются пылевые бури, которые локально нагревают планету. Они происходят из-за перепада температур на планете, а поверхность покрыта легкой пылью, которую поднимает даже такой слабый ветер.

Плотность атмосферы марса

Поверхность планеты, очищенная щеткой марсохода от пыли

Эти бури запыляют панели солнечных батарей, что делает невозможным долгосрочное исследование планеты. К счастью, бури чередуются с ветром, который сдувает накопленную пыль с панелей. Но атмосфера Куриосити помешать не в состоянии, передовой американский марсоход оснащен ядерным термогенератором и ему, перебои с солнечным светом не страшны, в отличие от другого марсохода Opportunity, работающего на солнечных батареях.


Плотность атмосферы марса

Такому марсоходу не страшны никакие пылевые бури

Углекислый газ

Как уже говорилось, газовая оболочка красной планеты на 95 состоит из углекислого газа. Он может замерзать и выпадать на поверхность. Примерно 25% атмосферного углекислого газа конденсируется в полярных шапках в виде твердого льда (сухой лед). Это происходит из-за того, что Марсианские полюса не подвергаются воздействию солнечного света в течение зимнего периода.

Когда на полюса вновь падает солнечный свет, лед переходит в газообразную форму и испаряется обратно. Таким образом, происходит значительное изменение давления за год.

Пылевые смерчи

Плотность атмосферы марса

Пылевой смерч высотой 12 километров и 200 метров в диаметре

Если вы когда-либо были в пустынной местности, то видели крошечные пылевые смерчи, которые, как будто возникают из ниоткуда. Пылевые смерчи на Марсе немного более зловещи, чем на Земле. В сравнении с нашей, атмосфера краснйо планеты имеет плотность в 100 раз меньшую. Поэтому, смерчи больше похожи на торнадо, возвышающиеся на несколько километров в воздухе и имеющие сотни метров в поперечнике. Это отчасти объясняет то, что в сравнении с нашей планетой, атмосфера красная – пылевые бури и мелкодисперсная пыль из оксида железа. Также цвет газовой оболочки планеты может менять и на закате, когда садится Солнце, метан рассеивает голубую часть света сильнее чем остальные, поэтому закат на планете голубой.

Возникновение

Летом на Марсе температура может колебаться от -90°С ночью до 20°С днем. 110 градусов разницы создают условия, необходимые для возникновения пылевых смерчей. Смешение теплого и холодного воздуха основное условие, необходимое для формирования торнадо, происходят именно вблизи поверхности. Основным отличием является то, что атмосферное давление на Марсе значительно ниже, что позволяет буре развиваться более быстро и вырасти больше. Атмосфера днём сильнее прогревается, особенно на экваторе, но, не смотря на это, она не пригодна для жизни, в первую очередь из-за состава, а потом из-за низкого давления.

Формирование бурь


Формирование бури в атмосфере, по данным зонда NASA Mars Reconnaissance Orbiter

Давайте взглянем на то, что ученые думают об условиях внутри одной из этих бурь. Буря формируется быстро, и внезапно вы окажетесь не в состоянии видеть больше, чем несколько сантиметров перед собой. Ветер достигает 30 м/с, в кратчайшие сроки поднимает огромное количество оксида железа. Что еще хуже — трение пыли в воздухе создает электричество.

Поскольку не существует эрозии на поверхности Марса, Марсоходам удалось сфотографировать следы на поверхности планеты, которые были оставлены предыдущими смерчами.

Пылевые смерчи на Марсе будут серьезной проблемой для астронавтов, которым придется с ними столкнуться по прибытии на планету.

Плотность атмосферы марса

Пылевой смерч в кратера Гусева

Газовая оболочка создает большое количество препятствий для освоения человеком планеты. Это невозможность существования жидкой воды на поверхности и высокие уровни радиации.


Замечательно видео о пылевых смерчах

Будущие исследования

Несмотря на большой объем знаний, нам еще много предстоит узнать об атмосфера планеты, для ее детального исследования 18 ноября 2013 года был запущен космический аппарат MAVEN основной задачей которого будет детальное изучение газовой оболочки и протекающих в ней процессов.

Источник

Поделиться ссылкой:

Источник: hikosmos.ru

Из каких слоев состоит атмосфера Марса

Местный воздух до высоты примерно 11 км является однородным, а затем показатели его давления и плотности начинают меняться.

Ученые предлагают несколько классификаций атмосферы по ее слоям:

  • тропосфера, стратомезосфера, термосфера и экзосфера, верхние границы которых располагаются соответственно на высоте 20-30, 100, 200, 500 км;
  • гомосфера и гетеросфера, граница между которыми называется турбопаузой и проходит на высоте 120-140 км;
  • верхняя и нижняя атмосфера с границей на высоте около 80 км.

Верхняя атмосфера

Эта область начинается на нижней границе термосферы.

Здесь достаточно холодно (до -200°С), а затем с ростом высоты температура начинает повышаться, достигая своих максимальных значений (до +75°С) на высоте примерно 200 км от поверхности, по линии контакта термосферы и экзосферы.

Выше простирается экзосфера, не имеющая четкой верхней границы — она постепенно сливается с окружающим космическим пространством.

Нижняя атмосфера

Непосредственно около поверхности планеты расположена тропосфера, характеризующаяся линейной зависимостью температуры от высоты: чем выше, тем холоднее. Ее верхняя граница называется тропопаузой и проходит на расстоянии 20-30 км от Марса — на это значение влияет сезон года.

Выше расположилась стратомезосфера, это «холодная» область, средняя температура здесь составляет — 133°С.

Химический и количественный состав

Газовая оболочка Марса состоит из углекислого газа (его здесь 95%), азота (3%), аргона (примерно 1,5%). Оставшиеся 0,5 процента — это следы водяного пара, кислорода и некоторых других веществ.

Одна из последних находок — метан, обнаруженный тут в сравнительно большом количестве: его выделяется до 270 т ежегодно.

Весь этот объем разрушается примерно за полгода из-за специфических условий в космосе, однако постоянное присутствие метана в марсианской атмосфере наводит на мысль о наличии активного, постоянно действующего его источника.

Этот газ найден в разных районах планеты, а появился он, возможно, в результате следующих процессов:

  • глубинная вулканическая активность;
  • серпентинизация (процесс замещения одних компонентов горных пород другими, более насыщенными влагой);
  • геотермальные;
  • гидротермальная деятельность.

Метан — это побочный продукт жизнедеятельности многих организмов, что дает возможность рассуждать о наличии на Красной планете живых существ.

В атмосфере Марса также рассеяно достаточное количество взвешенных твердых веществ, среди которых преобладают частицы оксида железа, придающего воздуху красноватый цвет. На закате это небесное тело приобретает голубой оттенок. Отвечает за это метан, который рассеивает волны голубой области лучше, чем любой другой цвет.

Радиация, пыльные бури и другие особенности Марса

Погода на Марсе преимущественно плохая, причем меняется она каждый день, а иногда и ежечасно.

Температура

Температурные показатели на экваторе Красной планеты в летний день доходят до +20°С, ночью они опускаются до -90°С.

Такой перепад приводит к созданию мощного ветра, пылевых смерчей и пыльных бурь, охватывающих на несколько недель весь Марс.

Зимой местная погода еще более сурова — температура на полюсах достигает -140°С, а на экваторе колеблется в интервале -80…-125°С. Углекислый газ в таких условиях замерзает, превращаясь в сухой лед.

По этой причине на южном полюсе Марса в зимний сезон такого льда собирается до 8 м, на северном — до 1 м.

Облака

Жидкой воды марсианская атмосфера не имеет, как и дождей, из-за солнечных ветра и излучения, однако облака здесь нередкое явление. Они тонкие и полупрозрачные, но могут вызвать некоторое подобие снегопада в верхних слоях атмосферы.

Доказательств того, что этот снег достигает поверхности, ученые пока не получили.

Что случилось с атмосферой Марса в прошлом

В древности местная атмосфера содержала достаточное количество влаги, и сомнений в том, что на Красной планете когда-то была вода, у ученых сегодня нет. На тверди видны отчетливые очертания океанов, морей и рек (это подтверждают видео, полученные с марсоходов).

Существование водоемов подтверждают и химические анализы грунта из их бывших долин. Сегодня любая влага моментально испарилась бы с поверхности из-за слишком низкого давления, но когда-то условия здесь были иными и атмосфера была похожа на земную с долей кислорода до 15-20%.

Пик развития Марса пришелся на Гесперийскую эру. Примерно 3 млрд лет назад на планете имелся соленый океан, сопоставимый по площади с Северным Ледовитым, что делало вероятность существования жизни высокой. Однако этот период был не настолько долгим для того, чтобы дать возникнуть сложной и тем более разумной жизни.

По мнению ряда ученых, Красная планета утратила полноценную атмосферу из-за того, что последняя улетучилась из-за потери Марсом своей магнитосферы. Магнитное поле делало газовую оболочку плотной, защищая поверхность от солнечного ветра.

Однако небольшие габариты этого небесного тела не давали шанса гравитации и магнитным показателям держаться на нужном уровне, солнечные частицы начали взаимодействовать с атмосферой, унося из нее молекулы веществ и снижая плотность. Солнечный ветер буквально «срезал» в газовой оболочке слой за слоем.

И в результате климатические и атмосферные изменения стали катастрофическими. Испарение жидкости и перепады температуры — только часть этих негативных последствий.

Постепенно около поверхности Марса скопилось критическое количество тяжелого углекислого газа. Этот воздушный слой образуется, когда остальные элементы перемещаются в верхние зоны атмосферы или улетучиваются в космос. Планета превратилась в безжизненную пустыню, не подходящую для полноценной жизни людям.

Источник: o-kosmose.ru

Из чего состоит атмосфера Марса?

Ныне климат Марса суров и отвергает даже возможность обитания здесь живых существ. Марсианская погода формируется множеством факторов, среди которых цикличный рост и таяние ледяных шапок, водяные пары в атмосфере и сезонные пылевых бури. Порой, гигантские пылевые бури охватывают сразу всю планету и могут длиться месяцами, окрашивая небо в густой красный цвет.

Атмосфера Марса примерно в 100 раз тоньше, чем у Земли, а на 95 процентов состоит углекислого газа. Точный состав марсианской атмосферы таков:

  • Углекислый газ: 95,32 %
  • Азот: 2,7 %
  • Аргон: 1,6 %
  • Кислород: 0,13 %
  • Окись углерода: 0,08 %

Кроме того, в незначительных количествах встречаются: вода, оксиды азота, неон, тяжелый водород, криптон и ксенон.

Как возникла атмосфера Марса? Так же, как и на Земле — в результате дегазации — выхода газов из недр планеты. Однако сила тяжести на Марсе значительно меньше, чем на Земле, поэтому большая часть газов улетучивается в мировое пространство, и лишь незначительная их часть способна удержаться вокруг планеты.

Что случилось с атмосферой Марса в прошлом?

На заре существования Солнечной системы, то есть 4,5-3,5 миллиарда лет назад, Марс обладал достаточно плотной атмосферой, благодаря чему на его поверхности вода могла находится  в жидком виде. Орбитальные фотографии показывают контуры обширных речных долин, очертания древнего океана на поверхности красной планеты, а марсоходы уже не однократно находили образцы химических соединений, которые доказывают нам, что глаза не врут – все эти привычные человеческому глазу детали рельефа на Марсе, сформировались в таких же условиях, как и на Земле.

Вода на Марсе была без сомнений, вопросов здесь нет. Вопрос только в том, почему она в итоге исчезла?

Основная теория на этот счет выглядит примерно так: когда-то давно у Марса было планетарное магнитное поле, эффективно отражающее солнечную радиацию, однако со временем оно начало слабеть и около 3,5 млрд. лет назад практически сошло на нет (отдельные локальные очаги магнитного поля, причем по мощности вполне сравнимого с земным, есть на Марсе и сейчас). Так как размеры Марса почти вдвое меньше земных, его гравитация значительно слабее, чем у нашей планеты. Сочетание этих двух факторов (потеря магнитного поля и слабая гравитация) привели к тому. что солнечный ветер стал “выбивать” легкие молекулы из атмосферы планеты, постепенно истончая её. Так, в считанные миллионы лет, Марс оказался в роли яблока, с которого ножом аккуратно срезали кожицу.

Ослабевшее магнитное поле уже не могло эффективно “гасить” космическую радиацию, и солнце из источника жизни превратилось для Марса в убийцу. А истонченная атмосфера не могла уже удерживать тепло, поэтому температура на поверхности планеты упала до среднего значения в -60 градусов по Цельсию, лишь летним днем на экваторе, достигая +20 градусов.

Хотя атмосфера Марса сейчас примерно в 100 раз тоньше земной, она все еще достаточно толстая, чтобы на красной планете активно проистекали процессы погодообразования, выпадали осадки, возникали тучи и ветры.

Радиация, пыльные бури и другие особенности Марса

Радиация у поверхности планеты представляет опасность, однако по данным НАСА, полученным из сбора анализов марсоходом “Curiosity”, следует, что даже за 500-дневный период прибывания на Марсе (+360 дней в пути), астронавты (с учетом защитного снаряжения) получили бы “дозу” радиации равную 1 зиверту (~100 рентген). Эта доза опасна, однако безусловно не убьет взрослого человека “на месте”. Считается, что полученный 1 зиверт облучения, на 5% увеличивает риск астронавта на развитие рака. По мнению ученых, ради науки можно пойти и на большие лишения, тем более, первый шаг на Марс, даже если он и сулит проблемы со здоровьем в будущем… Это определенно шаг в бессмертие!

На поверхности Марса, сезонно, бушуют сотни  пылевых дьяволов (торнадо) поднимающие в атмосферу пыль из железных окислов (ржавчину, по простому) которая обильно покрывает марсианские пустоши. Марсианская пыль очень мелкая, что в сочетании с малой силой тяжести приводит к тому, что в атмосфере всегда присутствует её значительно количество, достигающее особенно больших концентраций осенью и зимой в северном, и весной и летом – в южном полушариях планеты.

Пылевые бури на Марсе – крупнейшие в солнечной системе, способные покрывать всю поверхность планеты и порой идти месяцами. Основные сезоны пылевых бурь на Марсе – весна и лето.

Механизм таких мощных погодных явлений изучены не до конца, но с большой долей вероятности объясняется следующей теорией: когда большое число частичек пыли поднимается в атмосферу, это приводит к её резкому прогреву на большую высоту. Теплые массы газов устремляются в сторону холодных областей планеты, порождая ветер. Марсианская пыль, как уже отмечалось, очень легкая, поэтому сильный ветер поднимает в верх ещё больше пыли, что в свою очередь ещё сильнее нагревает атмосферу и порождает ещё более сильные ветры, которые в свою очередь поднимают ещё больше пыли… ну и так далее!

Дождей на Марсе нет, да и откуда им взяться на морозе в -60 градусов? А вот снег иногда идет. Правда состоит такой снег не из воды, а из кристалликов углекислого газа, да и по свойствам больше напоминает туман, а не снег (слишком малы “снежинки”), однако будьте уверены – это самый настоящий снег! Просто с местной спецификой.

Вообще, “снег” идет почти по всей территории Марса, причем процесс этот цикличный – ночью углекислый газ замерзает и превращается в кристаллы, выпадая на поверхность, а днем оттаивает и снова возвращается в атмосферу. Однако на северном и южном полюсах планеты, в зимний период, царит мороз до -125 градусов, поэтому единожды выпав в виде кристаллов, газ уже не испаряется, и лежит пластом до весны. Учитывая размер снежных шапок Марса, надо ли говорить, что зимой концентрация углекислого газа в атмосфере падает на десятки процентов? Атмосфера становится ещё более разреженной, и как следствие задерживает ещё меньше тепла… Марс погружается в зиму.

Спустя несколько месяцев, планета оказывается ближе к солнцу, начинается процесс активного таяния снеговых шапок, атмосфера насыщается углекислым газом, становится плотнее, и тогда наступает настоящее марсианское лето!

Южная шапка Марса не истаивает полностью даже в самые “жаркие” годы, а вот северная полярная шапка летом может растаять совсем, обнажая под толщей “сухого льда” (углекислого) настоящий водяной лед.

Источник: starcatalog.ru

     Характеристики: Атмосфера Марса более разряжена, чем воздушная оболочка Земли. По составу она напоминает атмосферу Венеры и на 95% состоит из углекислого газа. Около 4% приходится на долю азота и аргона. Кислорода и водяного пара в марсианской атмосфере меньше 1% (Точный состав см здесь). Среднее давление атмосферы на уровне поверхности около 6,1 мбар. Это в 15000 раз меньше, чем на Венере, и в 160 раз меньше, чем у поверхности Земли. В самых глубоких впадинах давление достигает 10 мбар.
     Средняя температура на Марсе значительно ниже чем на Земле, — около -40° С. При наиболее благоприятных условиях летом на дневной половине планеты воздух прогревается до 20° С — вполне приемлемая температура для жителей Земли. Но зимней ночью мороз может достигать до -125° С. При зимней температуре даже углекислота замерзает, превращаясь в сухой лед. Такие резкие перепады температуры вызваны тем, что разреженная атмосфера Марса не способна долго удерживать тепло. Первые измерения температуры Марса с помощью термометра, помещённого в фокусе телескопа-рефлектора, проводились ещё в начале 20-х годов. Измерения В. Лампланда в 1922 г. дали среднюю температуру поверхности Марса -28°С, Э. Петтит и С. Никольсон получили в 1924 г. -13°С. Более низкое значение получили в 1960г. У. Синтон и Дж. Стронг: -43°С. Позднее, в 50-е и 60-е гг. были накоплены и обобщены многочисленные измерения температур в различных точках поверхности Марса, в разные сезоны и времена суток. Из этих измерений следовало, что днём на экваторе температура может доходить до +27°С, но уже к утру до -50°С.

Карта температур
Пылевая буря на Марсе

     На Марсе существуют и температурные оазисы, в районах «озера» Феникс (плато Солнца) и земли Ноя перепад температур составляет от -53° С до +22° С летом и от -103° С до -43° С зимой. Итак, Марс — весьма холодный мир, однако климат там ненамного суровее, чем в Антарктиде. Когда первые фотографии с поверхности Марса, сделанные “Викингом”, были переданы на Землю, ученые были очень сильно удивлены, увидев, что Марсианское небо не черное, как это предполагалось, а розовое. Оказалось что пыль, висящая в воздухе, поглощает 40% поступающего солнечного цвета, создавая цветной эффект.
     Пылевые бури: Одним из проявлений перепада температур являются ветры. Над поверхностью планеты часто дуют сильные ветры, скорость которых доходит до 100 м/с. Малая сила тяжести позволяет даже разреженным потокам воздуха поднимать огромные облака пыли. Иногда довольно обширные области на Марсе бывают охвачены грандиозными пылевыми бурями. Чаще всего они возникают вблизи полярных шапок. Глобальная пылевая буря на Марсе помешала фотографированию поверхности с борта зонда «Маринер-9». Она бушевала с сентября 1971 по январь 1972 г., подняв в атмосферу на высоте более 10 км около миллиарда тонн пыли. Пылевые бури чаще всего бывают в периоды великих противостояний, когда лето в южном полушарии совпадает с прохождением Марса через перигелий. Продолжительность бурь может достигать 50-100 суток. (Раньше меняющийся цвет поверхности объяснялся ростом марсианских растений).
     Пылевые дьяволы: Пылевые смерчи — еще один пример процессов на Марсе, связанных с температурой. Такие смерчи очень частые проявления на Марсе. Они поднимают в атмосферу пыль и возникают из-за разниц температур. Причина: днем поверхность Марса достаточно нагревается (иногда и до положительных температур), но на высоте до 2х метров от поверхности атмосфера остается такой же холодной. Такой перепад вызывает нестабильность, поднимая в воздух пыль — образуются пылевые дьяволы.
     Водяной пар: Водяного пара в марсианской атмосфере совсем немного, но при низких давлении и температуре он находится в состоянии, близком к насыщению, и часто собирается в облака. Марсианские облака довольно невыразительны по сравнению с земными. В телескоп видны только самые большие из них, но наблюдения с космических кораблей показали, что на Марсе встречаются облака самых разнообразных форм и видов: перистые, волнистые, подветренные (вблизи крупных гор и под склонами больших кратеров, в местах, защищенных от ветра). Над низинами — каньонами, долинами — и на дне кратеров в холодное время суток часто стоят туманы. Зимой 1979 г. в районе посадки «Викинга-2» выпал тонкий слой снега, который пролежал несколько месяцев.
     Времена года: На сегодняшний момент известно, что из всех планет Солнечной системы Марс наиболее подобен Земле. Он сформировался приблизительно 4,5 млрд. лет назад. Ось вращения Марса наклонена к его орбитальной плоскости приблизительно на 23,9°, что сравнимо с наклоном земной оси, составляющим 23,4°, а потому там, как и на Земле, происходит смена сезонов. Ярче всего сезонные изменения проявляются в полярных областях. В зимнее время полярные шапки занимают значительную площадь. Граница северной полярной шапки может удалиться от полюса на треть расстояния до экватора, а граница южной шапки преодолевает половину этого расстояния. Такая разница вызвана тем, что в северном полушарии зима наступает, когда Марс проходит через перигелий своей орбиты, а в южном — когда через афелий. Из-за этого зима в южном полушарии холоднее, чем в северном. И продолжительность каждого из четырех марсианских сезонов разнится в зависимости от его удаления от Солнца. А потому в марсианском северном полушарии зима коротка и относительно «умеренна», а лето длинное, но прохладное. В южном же наоборот — лето короткое и относительно теплое, а зима длинная и холодная.
     С наступлением весны полярная шапка начинает «съеживаться», оставляя за собой постепенно исчезающие островки льда. В то же время от полюсов к экватору распространяется так называемая волна потемнения. Современные теории объясняют ее тем, что весенние ветры переносят вдоль меридианов большие массы грунта с различными отражательными свойствами.

Разрастание полярной шапки Марса
Нахождение марсианской воды

     По-видимому, ни одна из шапок не исчезает полностью. До начала исследований Марса при помощи межпланетных зондов предполагалось, что его полярные области покрыты застывшей водой. Более точные современные наземные и космические измерения обнаружили в составе марсианского льда также замерзший углекислый газ. Летом он испаряется и поступает в атмосферу. Ветры переносят его к противоположной полярной шапке, где он снова замерзает. Этим круговоротом углекислого газа и разными размерами полярных шапок объясняется непостоянство давления марсианской атмосферы.
     Марсианский день, называемый сол, составляет 24,6 часа, а его год — 669 сол.
     Влияние климата: Первые попытки разыскать в марсианской почве прямые свидетельства наличия основы для жизни — жидкой воды и таких элементов, как азот и сера, не принесли успеха. Экзобиологический эксперимент, проведенный на Марсе в 1976 году после посадки на его поверхность американской межпланетной станции «Викинг», несшей на своем борту автоматическую биологическую лабораторию (АБЛ), не принес доказательств существования жизни. Отсутствие органических молекул на изученной поверхности могло быть вызвано интенсивным ультрафиолетовым излучением Солнца, так как у Марса нет защитного озонового слоя, и окисляющим составом почвы. Поэтому верхний слой марсианской поверхности (толщиной около нескольких сантиметров) — бесплоден, хотя существует предположение, что в более глубоких, подповерхностных, слоях сохранились условия, которые были миллиарды лет назад. Определенным подтверждением этих предположений стали недавно обнаруженные на Земле на глубине 200 м микроорганизмы — метаногены, питающиеся водородом и дышащие углекислым газом. Специально же проведенный учеными эксперимент доказал, что подобные микроорганизмы могли бы выжить и в суровых марсианских условиях. Гипотеза о более теплом древнем Марсе с открытыми водоемами — реками, озерами, а может, и морями, а также с более плотной атмосферой — обсуждается уже более двух десятилетий, так как «обживать» столь негостеприимную планету, да еще при отсутствии воды, было бы очень сложно. Для того чтобы на Марсе могла существовать жидкая вода, его атмосфера должна была бы очень сильно отличаться от нынешней.


Переменчивый марсианский климат

Источник: galspace.spb.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

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