Белые полярные шапки на полюсах имеются у


О появлении марсианских шапок на обоих полюсах было известно еще в XVII веке. Но более точные данные получены в XX-XXI веке, благодаря новым технология, позволяющие делать более детальные исследования. Что в себе таят белоснежные образования, предстоит еще изучить, ведь вопрос о присутствии воды на планете является приоритетным для многих ученых.

полярные шапки марса

Откуда мы знаем, что у Марса есть полярные шапки

Исторически отмечен факт, что впервые про полярные шапки планеты Марса стало известно еще в 1666 году. Наблюдая за планетой, астроном Джованни Доменико Кассини обнаружил белое пятно на одном из полюсов Марса. В 1672 году другим ученым Христианом Гюйгенс была зафиксирована белоснежная область Южного полюса, которая состояла, как предполагали, из снега и льда. А уже в 1704 году Жаком Филиппом Маральди были проведены регулярные наблюдения снежного покрова Южной шапки, им было удостоверено, что она изменяется в ходе вращения планеты.


Более подробно удалось рассмотреть природное явление на полюсах Марса в конце 20 века. Этому способствовали более мощные телескопы и орбитальные станции над планетой.

первый снимок полярной шапки марса
Изображение Северной полярной шапки Марса, полученное Маринер-9 12 октября 1972 года

Полярные шапки и их особенности

Белоснежный покров на Марсе, это уникальное образование. Помимо этого, он предопределен некоторыми особенностями, которые интригуют ученых, подталкивая к более тщательному их изучению. К примеру, известно, что:

  •  Снежные пласты состоят из водяного льда (нижний пласт) и замороженного сухого льда (СО2).
  •  Заснеженный покров в зависимости от сезона может менять форму, увеличиваясь или уменьшаясь.
  •  Примечателен тот факт, что когда в Южном полушарии зима в Северном лето и наоборот.
  •  Южная остаточная шапка полностью идентична по составу льда с Северным полярным покровом.
  •  Одинаковым является и сама плотность льда, она находится на значении 1220 кг/м3.

С наступлением лета на верхний белый слой, стоящий из замороженного сухого льда превращается в углекислый газ. Газообразная субстанция благодаря сильнейшим ветрам (могут достигать сотни метров в секунду) перенаправляется с одного полушария на другой.

 

движение северного полюса марса

Уникальность залежей льда в том, что они имеют ярко выраженные спиралевидные борозды, которые расходятся непосредственно из ее центра. Учеными было выдвинуто несколько гипотез, которые могли бы объяснить причудливые формы, образованные белоснежным покровом:

  • По одной из гипотез утверждалось, что лед, находящийся ближе к центру борозды при вращении небесной звезды движется намного медленнее, чем ледяные образования, расположенные дальше. В результате этого проистекает трение между разными слоями и появляются большие разломы.
  • Вторая гипотеза, выдвинутая Джеком Хольтом говорит о том, что причиной такого явления могут быть катабатические ветра, которые расходятся непосредственно от полюса. На поверхности возможно действует сила Кориолиса, делая вихревые образования, происходящие в процессе вращения небесного тела вокруг своей оси.

Об заснеженных марсианских территориях, сведения были получены учеными, благодаря передаче данных с орбиты зондом SHARAD (Shallow Radar) в 2006 году. Этот аппарат позволил ученым заглянуть под слои льда и понять, по какому принципу разрасталось и развивалось это образование с момента его возникновения. А также, что находится под ледяными слоями полюсов, которые расположены по обеим сторонам Красной планеты.

Состав


Полярные залежи на Марсе, это постоянные явления, которые при смене сезонов либо увеличиваются, либо уменьшаются. Но состав двух слоев, нижнего основного и верхнего остается константным. Снежный покров Красной планеты состоят из:

  • двуокиси углерода, имеющие примеси пыли;
  • замерзшей воды в небольшом количестве;
  • газогидрата, являющийся промежуточным составом льда.

Последний разлагается при температуре меньше -148 градусов на углекислоту и воду. С наступлением более теплого периода, состоящая ледяная масса из газогидрата преобразуется в газообразное состояние, но пропустив при этом жидкую фазу. Поэтому из двух слоев нижний константный все время, а верхний видоизменяется и зависит от погодных условий, происходящие при смене времен года.

Южная полярная шапка

На южном полюсе Красной планеты отображена заснеженная территория. Если ее измерить в километрах, то в поперечнике своего Южного полюса она распространяется на 400 километров.

южная полярная шапка марса
Южная полярная шапка Марса, снимок Mars Global Surveyor (27 апреля 2000 года)

Особенность снежного образования в том, что Южная полярная шапка планеты Марса:


  •  Проходит зимой самый удаленный участок от своей орбиты к Солнцу, а летом наоборот.
  •  Южное полушарие в зимний период находится в тени планеты, а в летний повернуто к Солнцу.
  •  Южная полярная шапка считается самой холодной и полностью состоит из затвердевшей углекислоты.
  •  Зимой может разрастаться до половины Южного полушария.

Одним из отличий считается размер Южного снежного покрова, так как он намного меньше того, что на северном полушарии Марса. Но даже с учетом того, что размер остаточной южной полярной шапки меньше по размеру, в летнее время она не исчезает. Подобное явление вызвано тем, что южное полушарие в летний период находится ближе к Солнцу. А именно планета Марс находится непосредственно на близком расстоянии от небесного светила (Солнца) в перигелии.

полярные шапки марса

В ходе исследования поверхности Марса в 1969 году КА «Маринер 6,7» были сделаны не только качественные снимки, но и производились замеры на южной полярной шапке. Согласно данным аппарата здесь была зафиксирована достаточно низкая температура, она составляла -125, но может достигать -153 градусов. Причиной такой низкой температуры в том, что южное полушарие находится на большем расстоянии от Солнца и полностью в тени самой планеты и соответственно на его поверхность не попадают солнечные лучи.


Учеными отмечено, что Южный полюс имеет более глубокие ледяные залежи. Так как лед заложен еще на 3,7 километров в глубину, а на северной стороне лед скрывается на глубине 1,7 км. Северное полушарие отличается от противоположной стороны, тем, что на нем не образуются пятна, замеченные на Южном полюсе Марса.

Северная полярная шапка

В зимнюю пору снежное образование Северной полярной шапки Марса может разрастаться более чем на полторы тысячи километров в поперечнике. С наступление весны верхний слой, в силу повышения температуры постепенно происходит процесс испарения. Даже при наличии относительного тепла, диаметр снежного покрова на северном полушарии остается в пределах 1100 километров, он называется остаточной шапкой. По мнению ученых, этот пласт ледника, по толщине примерно 100 метров и состоит из обыкновенной замерзшей воды с пылевыми примесями. Исследователи говорят, что этот твердый лед образовывался тысячелетиями и предпосылок его таяния нет.


северная полярная шапка марса
Северная полярная шапка Марса, снимок орбитальной станции Mars Global Surveyor (13 марта 1999 года)

Особенность снежного образования Северной полярной шапки Марса:

  • Проходит летом самый удаленный участок от своей орбиты к Солнцу, а зимой наоборот.
  • Северное полушарие в зимний период находится в тени планеты, а в летний повернуто к Солнцу.
  • Северная шапка зимой может разрастаться до третьей части Северного полушария.

Верхний слой значительно меньше нижнего и представлен всего метровой высотой. Основной состав, это сухой лед, образованный замерзшей углекислотой. Зимой происходит накопление верхнего слоя из-за замерзания углекислоты после того, как она с наступлением лета превратилась в газообразное состояние. Таким образом, зимой получается обратный процесс сублимации и нижний ледяной пласт обрастает сухим льдом. Площадь замерзлой территории на Северном полушарии может увеличиваться в зависимости от суровости зимы и может достигать 500 и больше градусов по широте. Это явление еще практически не изучено, поэтому нет достоверной информации о том, как они появляются, и что этому способствует.

На Марсе, в его северной части средние температурные показатели воздуха не подымаются выше -70 градусов. А на поверхности Северной шапки измерение температурных показателей производилось в мае 1971 года после запуска на планету КА «Марс 2,3» и «Маринер 9». Ими зафиксировано температуру ниже -110 градусов.


Полярные шапки, это уникальное явление, которое было обнаружено не так давно, поэтому мало изучено, поскольку требует немало затрат на оборудование, которым производится их обследование. Но ученые не останавливаются на достигнутом и продолжают исследования снежных образований на одной из загадочных планет Солнечной системы.

Источник: MarsPlaneta.ru

Слои песка расступаются на полюсах Красной планеты и лишь робко покрывают собой гигантские ледяные щиты – любопытные объекты исследования учёных, ведь подобные образования дают надежду на существование жизни и рождают многочисленные гипотезы о том, что Марс когда-то был очень похож на Землю и имел все шансы быть обитаемым.


Немного истории

Ещё в далёком XVII веке итальянский астроном Джованни Кассини и нидерландский учёный Христиан Гюйгенс наблюдали Марс в свои телескопы и заметили белые пятна на полюсах, и именно в это время было выдвинуто предположение о том, что эти загадочные области состоят изо льда и снега. Чуть позже, в 1704 году, французский астроном Жак Маральди изучал Марс более тщательно и в ходе своих непрерывных наблюдений установил, что размеры полярных шапок изменяются в различные периоды вращения, что было ещё одним подтверждением мысли о ледяной структуре «шапок»: ведь их площадь сокращается из-за сезонных изменений!

Однако более детальное изучение полярных областей планеты началось лишь в конце XX – н. XXI веков при помощи мощных орбитальных телескопов, марсоходов и автоматических межпланетных станций.


Что это за шапки такие?

Области северного и южного полюсов планеты содержат огромное количество водяного льда, углекислого газа, смешанных с пылью, и представляют собой мощные слоистые отложения. В периоды оттепели (весной и летом) часть льда испаряется, а постоянный слой вечной мерзлоты остается неизменным. Северная полярная шапка по толщине льда и площади намного превосходит южную, так как южное полушарие в летнее время расположено значительно ближе к Солнцу. Так, в поперечнике северная полярная шапка занимает около 1500 км, тогда как южная – всего 400 км. Интересно, что примерная толщина льдов составляет от 1 до 3,5 км. Учёные отмечают сходство узоров полярных шапок с годичными кольцами, какие мы видим на срубах деревьев, изучение которых поможет восстановить картину о прошлом Красной планеты.


Источник: zen.yandex.ru

Структура

Полярные шапки — белые пятна на глобусе Марса и в буквальном, и в переносном смысле слова, это очень заметные детали даже с Земли, меняющие свои очертания в зависимости от времен года на Марсе — то разрастающиеся, то почти исчезающие. Когда на одном полушарии планеты на смену осени приходит зима, соответствующая шапка начинает расти, на другом полушарии в это время лето и там протекает обратный процесс. При этом в южном полушарии зимой холоднее, но зато летом теплее, чем в северном. С приходом весны полярная шапка начинает уменьшаться и к концу марсианского июля почти исчезает на южном полюсе, северная же шапка намного больше. Такая картина повторяется из года в год. В середине зимы полярные шапки занимают поверхность до 50° по широте. Не тающие, остаточные части шапок сформированы из мощных слоистых отложений. На снимках, сделанных издалека, они выглядят как вихреобразные образования, которые на более детальных снимках превращаются в систему уступов, террас и депрессий.

Северная остаточная шапка Марса в настоящее время гораздо крупнее (около 1000 км в поперечнике) своего южного аналога (около 300 км), поскольку южное полушарие в летний период находится в перигелии, то есть заметно ближе к Солнцу. Также этому могло способствовать более низкое положение поверхности северного полушария. Здесь расположены обширные низменности, в которых в течение миллионов лет могли накапливаться мощные толщи тонкозернистого материала, сносимого с материковых возвышенностей южного полушария. Такие осадочные отложения в условиях сурового климата Марса и могли стать наиболее крупным потенциальным резервуаром для накопления льда.

Полярные шапки Марса состоят из двух слоев. Нижний, основной слой, с толщиной, оцениваемой в сотни метров, образован обычным водяным льдом, смешанным с пылью, который сохраняется и в летний период. Это постоянные шапки. Наблюдаемые сезонные изменения полярных шапок происходят за счёт верхнего слоя толщиной менее 1 метра, состоящего из твердой углекислоты, так называемого «сухого льда». Покрываемая этим слоем площадь быстро растет в зимний период, достигая параллели 50 градусов, а иногда и переходя этот рубеж. Весной с повышением температуры этот слой испаряется и остается лишь постоянная шапка.

Изучение

Группе учёных из под руководством Марии Зубер удалось определить состав южной полярной шапки, используя данные о ее топографии и гравитационных потенциалах, собранные аппаратами Mars Global Surveyor и Mars Reconnaissance Orbiter. Они вычислили толщину и массу южного ледяного щита и определили его среднюю плотность, которая оказалась равна 1220 кг/м3. Известно, что плотность водяного льда составляет около 900 кг/м3, а сухого льда — 1600 кг/м3. Сопоставив эти данные, учёные пришли к выводу, что марсианский ледяной щит, скорее всего, состоит из водяного льда с примесью различных силикатов. Что касается сухого льда, то он присутствует лишь на самой поверхности шапки, и в целом его массовая доля очень незначительна.

Вплоть до настоящего момента ученых сильно озадачивал тот факт, что многие области южной полярной шапки отражают значительно меньше света, чем должна отражать покрытая льдом поверхность. Однако выяснилось, что в затемнённых областях шапка также состоит из льда, просто сверху его покрывает тонкий слой темной пыли. По какой причине пыль покрывает лишь некоторые участки шапки — до сих пор неясно.

«Методика нашего эксперимента весьма проста, однако все измерения должны были осуществляться с высокой степенью точности», — отметила Мария Зубер. В будущем она планирует провести аналогичное исследование северной полярной шапки. В отличие от южной, ее не затемняют пылевые пятна, зато она упирается в поля дюн, которые также могут содержать в себе значительное количество водяного льда.

Между тем лишь недавно учёным удалось объяснить происхождение огромных залежей льда в марсианской почве: по их мнению, причиной этого являются сильные колебания оси планеты, порождающие в ней быструю череду ледниковых периодов. Данные, собранные космической станцией Mars Global Surveyor, позволили определить, как меняются во времени размеры и плотность ледяных шапок. Результаты последних исследований говорят, что вдобавок к сезонным изменениям южная полярная шапка Марса в течение последних нескольких лет сократилась в размерах, что является ярким свидетельством изменения марсианского климата. При измеренной скорости уменьшения полярной шапки рост содержания углекислого газа в атмосфере может заметно увеличить атмосферное давление Марса, удвоив его за время порядка сотен или тысяч марсианских лет.

Интересные факты

Ледяное «озеро» на Южном полюсе Марса настолько огромно, что если растопить вес лёд, то поверхность планеты покроется 11-метровым слоем воды.

См. также

Северная полярная шапка Марса — северный аналог Южной полярной шапки Марса.

Источник: dic.academic.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.