Марс температура на поверхности

Марс температура на поверхности

Температура и климат на Марсе

<< К списку новостей | Показать новости:

Опубликовано: 17 Сентября 2012

Планета Марс имеет экваториальный диаметр 6787 км, т. е. 0,53 земного. Полярный диаметр несколько меньше экваториального (6753 км) из-за полярного сжатия, равного 1/191 (против 1/298 у Земли). Марс вращается вокруг своей оси почти так же, как и Земля: его период вращения равен 24 час. 37 мин. 23 сек., что лишь на 41 мин. 19 сек. больше периода вращения Земли. Ось вращения наклонена к плоскости орбиты на угол 65°, почти равный углу наклона земной оси (66°,5). Это значит, что смена дня и ночи, а также смена времен года на Марсе протекают почти так же, как на Земле. Там есть и климатические пояса, подобные земным: тропический (широта тропиков ±25°), два умеренных и два полярных (широта полярных кругов ±65°).

Однако вследствие удаленности Марса от Солнца и разреженности атмосферы климат планеты гораздо суровее земного. Год Марса (687 земных или 668 марсианских суток) почтя вдвое длиннее земного, а значит, дольше длятся и сезоны. Из-за большого эксцентриситета орбиты (0,09) длительность и характер сезонов Марса различны в северном и южном полушариях планеты.

Таким образом, в северном полушарии Марса лето долгое, но прохладное, а зима короткая и мягкая (Марс в это время близок к перигелию), тогда как в южном полушарии лето короткое, но теплое, а зима долгая и суровая. На диске Марса еще в середине XVII в. были замечены темные и светлые области. В 1784 г.

В. Гершель обратил внимание на сезонные изменения размеров белых пятен у полюсов (полярных шапок). В 1882 г. итальянский астроном Дж. Скиапарелли составил подробную карту Марса и дал систему названий деталей его поверхности,; выделив среди темных пятен «моря» (по-латыни mare), «озера» (lacus), «заливы» (sinus), «болота» (palus), «проливы» (freturn), «источники» (fens),, «мысы» (promontorium) и «области» (regio). Все эти термины носили, разумеется, чисто условный характер.

Температурный режим на Марсе выглядит так. В дневные часы в районе экватора, если Марс находится вблизи перигелия, температура может подниматься до +25°С (около 300°К). Но уже к вечеру она падает до нуля и ниже, а за ночь планета выхолаживается еще больше, поскольку разреженная сухая атмосфера планеты не может удержать тепло, получаемое от Солнца днем.

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.

Космический аппарат «Викинг» после посадки на Марс измерил температуру около поверхности. Несмотря на то, что в это время в южном полушарии стояло лето, температура атмосферы близ поверхности температура в утренние часы составляла — 160° С, но к середине дня поднялась до -30°С. Давление атмосферы у поверхности планеты составляет 6 миллибар (т. е. 0,006 атмосферы). Над материками (пустынями) Марса постоянно носятся облака мелкой пыли, которая всегда светлее тех пород, из которых она образуется. Пыль и повышает яркость материков в красных лучах.

Под действием ветров и смерчей пыль на Марсе может подниматься в атмосферу и держаться в ней довольно долго. Сильные пылевые бури наблюдались в южном полушарии Марса в 1956, 1971 и 1973 гг. Как показали спектральные наблюдения в инфракрасных лучах, в атмосфере Марса (как и в атмосфере Венеры) главным компонентом является углекислый газ (С03). Длительные поиски кислорода и водяного пара сперва вообще не давали уверенных результатов, а потом было установлено, что кислорода в атмосфере Марса не более 0,3%.

Вы не долетите

Даже если за более чем полгода полета с вашим космическим кораблем ничего не случится – не будет ни поломок, ни встреч с космическим мусором, — вас ждет гораздо более серьезная опасность – космические лучи (элементарные частицы и ядра атомов, движущиеся с высокими энергиями в космическом пространстве).
Это космическое излучение легко проникает за стенки корабля и, вероятно, будет иметь серьезное влияние на здоровье человека.
Недавнее исследование на мышах показало, что длительное воздействие космических лучей может привести к аномальным изменениям в головном мозге. Ученые заметили, что мыши потеряли много важных синапсов мозга, стали менее любопытными и даже казались испуганными.
Как повлияет длительное воздействие космических лучей на мозг первых путешественников к Марсу, пока остается загадкой. Однако доподлинно известно, что это излучение существенно увеличивает риск возникновения рака.
На МКС космонавтов от вредного воздействия защищает магнитное поле Земли, но при отдалении от нашей планеты эта защита исчезнет. Исследователи NASA считают, что риск возникновения рака во время длительного космического путешествия выше у женщин, что может исключить их из числа первых путешественников к Красной планете.

Вы разобьетесь при посадке

Допустим, вы без проблем перенесли полет и приближаетесь к Марсу. Но пейзаж Красной планеты за иллюминатором может оказаться последним, что вы увидите. Дело в том, что атмосфера Марса примерно в 110 раз менее плотная, чем у Земли, что существенно усложняет приземление (точнее, «примарсение»).
Капсулы, доставляющие астронавтов на Землю, используют как парашюты, так и сопротивление воздуха, а последнего на Марсе будет явно недостаточно для мягкого приземления. Чем тяжелее будет спускаемый модуль, тем быстрее он будет приближаться к поверхности.
Брет Дрейк, эксперт NASA, отметил, что текущие технические возможности позволяют успешно посадить на Марс лишь 1 тонну груза, однако все оборудование, необходимое для первичной колонизации и обеспечения жизнедеятельности поселенцев, будет весить 20-30 тонн.

Систему, которая поможет доставить такой тяжелый груз на Марс, NASA только что испытало, но неудачно. Устройство для торможения со сверхзвуковых скоростей в разреженной атмосфере (LDSD) представляет собой диск, окруженный надувным поясом в форме бублика.
Что касается других марсианских проектов – Mars One и SpaceX, – то здесь и вовсе нет никакой конкретной информации о способе «примарсения».

Вы замерзнете

Добро пожаловать на Марс! Вы все-таки приземлились, и теперь пора познакомиться с погодными условиями вашего нового дома. Средняя температура на Марсе — около -40 °С. При наиболее благоприятных условиях летом на дневной половине планеты воздух прогревается до 20 °С, но зимней ночью температура может достигать -125 °С, а на полюсах и вовсе -170 градусов.

Здесь у человечества, вроде как, уже есть хороший опыт — температура снаружи МКС при нахождении под солнечными лучами примерно 200 °С, на темной стороне – минус 200 °С. Но, как утверждают специалисты, скафандры, в которых люди находятся в космосе, это совсем не то, что нужно людям на Марсе.
Атмосфера на Красной планете довольно тонкая, но она содержит газы, что отличает ее от космического вакуума. А газы будут гораздо быстрее нагревать/охлаждать скафандры поселенцев, чем это происходит в космосе. Точно так же холодный ветер гораздо быстрее охладит вас, нежели просто низкая температура окружающей среды.
«Скафандр в вакууме очень похож на термос, тогда как скафандр на Марсе гораздо больше похож на чашку кофе на столе. А кофе на столе остынет гораздо быстрее, чем в термосе», — рассказал эксперт NASA. Все это требует разработки гораздо более устойчивых к изменениям температуры скафандров, утверждает специалист.

Вы умрете от голода

Жизнь на Марсе будет похожа на жизнь полярников в Антарктике. Но если тем припасы с других континентов доставить довольно просто, то на Марсе так не получится. При случайной порче продуктов следующей доставки продовольствия с Земли первым поселенцам, возможно, придется ждать несколько лет, а потому нужно позаботиться о самообеспечении.
Проект Mars One надеется организовать выращивание растений в закрытом помещении площадью 80 квадратных метров с искусственным освещением. Растительность будет поддерживаться при помощи воды, которая будет найдена на Марсе, и углекислого газа, выделяемого членами экипажа.

По первоначальным расчетам, этого будет достаточно для того, чтобы прокормить половину экипажа, однако исследователи из Массачусетского университета не согласны с такими расчетами.
По словам ученых, углекислоты, выделяемой даже четырьмя людьми, недостаточно, чтобы поддерживать жизнь растений в течение длительного времени. Ее хватит лишь на 12-18 дней. А если увеличить количество людей, то тогда им не будет хватать выращиваемой пищи.
Исправить проблему можно будет при помощи специальных устройств, которые бы поглощали углекислоту из атмосферы Красной планеты. Но пока их разработка находится лишь на начальной стадии.

Вы задохнетесь (или взорветесь)

Выращивание растений на Марсе необходимо не только для питания голодных космонавтов. Они также будут служить важным источником для производства кислорода, необходимого людям. Это гораздо дешевле и удобнее транспортировки сжиженного газа с Земли.
Исследования показали, что земные растения могут жить в марсианской почве, однако культуры никогда не выращивались в условиях марсианской гравитации – для этого нужно провести дополнительные исследования. Но даже если все получится, не факт, что выработка большого количества кислорода будет иметь исключительно положительный эффект.
Слишком много кислорода в замкнутом пространстве может привести к повышенному риску кислородного отравления экипажа и даже к взрыву газа. Для исключения этого кислород должен отводиться из мест проживания людей.
Для этого космонавтам понадобится специализированный метод выделения кислорода из газового потока. На Земле такое уже делают (например, методом криогенной дистилляции), но ни один из способов не был проверен в условиях марсианской среды.
Для возможности выделения кислорода на Марсе понадобятся значительные исследования и вложения, считают эксперты. Существующие аппараты необходимо доработать – уменьшить габариты и стоимость, сделать их более надежными.
Не так давно специалисты NASA озвучили планы по созданию ecopoiesis — экосистемы, которая сможет поддерживать жизнь на Марсе. Идея состоит в том, чтобы отправить на Красную планету особые цианобактерии, которые будут питаться каменистой поверхностью, выделяя при этом кислород. Они и определят места проживания космонавтов. Однако пока не известно, насколько устойчивым процессом будет подобное выделение кислорода.
Есть и еще один вариант получения кислорода на Марсе, для которого не нужны растения или микроорганизмы. Устройство MOXIE, разработанное в Массачусетском технологическом институте, позволяет преобразовывать двуокись углерода из атмосферы Марса в кислород и монооксид углерода.
Этот метод получения кислорода самый реальный и будет опробован уже в 2020 году на Красной планете — уменьшенную версию преобразователя отправят с очередным марсоходом.

Человечеству необходимо решить огромное количество вопросов, связанных с путешествием к Марсу, и часто недостаточно усилий лишь специалистов космических агентств. Именно поэтому NASA запустило конкурс полезных идей, которые помогут людям долететь и выжить на Марсе — Journey to Mars Challenge, три победителя которого получат по 5000 долларов.
В NASA подчеркивают, что, несмотря на усилия частных компаний вроде SpaceX по организации полета на Красную планету, у них вряд ли что-то получится без помощи государственного космического ведомства.
Одно можно сказать практически наверняка: никакие трудности, технические или финансовые, не помешают человечеству в 21-м веке добраться до соседней планеты. Это будет трудное, но захватывающее путешествие.
Читайте также: Три причины, почему не стоит рассчитывать на развитие космического туризма в ближайшие десятилетия
>Какая температура на Марсе?

Почему на Марсе холодно?

Марс — это суровый, холодный мир, условия на котором очень отличаются от привычных нам. Несмотря на то, что Солнце (при взгляде с поверхности Марса) кажется здесь лишь немногим меньше, чем при наблюдении с Земли, на самом деле Марс находится от него на расстоянии 228 миллионов километров, то есть значительно дальше, чем наша планета (149,5 млн. км.). Соответственно, и солнечной энергии этой планете достается на четверть меньше, чем Земле.

Однако расстояние от Солнца — только одна из причин того, почему планета Марс — холодная планета. Вторая причина — это слишком тонкая атмосфера Марса, состоящая на 95% из углекислого газа, и неспособная удержать достаточного количества тепла.

Почему атмосфера так важна? Потому что для нашей (и любой другой) планеты, она служит своего рода «термобельем», или «одеялом», препятствующим слишком быстрому остыванию поверхности. А теперь представьте, что если на Земле, с её весьма плотной атмосферой, в зимние периоды температура падает в отдельных регионах до -50-70 градусов по Цельсию, насколько холодно должно быть на Марсе, чье одеяло-атмосфера тоньше земной в 100 раз!

Снег на Марсе — пейзаж, как его увидел один из марсоходов на поверхности красной планеты. Честно говоря, у нас в Якутии я наблюдал точь в точь такие же пейзажи

Температура на Марсе днем и ночью

Итак, Марс это безжизненная и холодная планета, из-за тонкой атмосферы напрочь лишенная шанса когда-нибудь «согреться». Однако какая температура обычно наблюдается в марсианских условиях?

Средняя температура на Марсе составляет что-то около минус 60 градусов по Цельсию. Чтобы вы понимали насколько это холодно, то вот и пища к размышлению: на Земле средняя температура составляет +14,8 градусов, так что да, на Марсе весьма и весьма «прохладно». Зимой, в районе полюсов, температура на Марсе может опускаться до -125 градусов по Цельсию независимо от времени суток. Летним днем, вблизи экватора, на планете относительно тепло: до +20 градусов, однако ночью столбик термометра снова упадет до -73. Ничего не скажешь — условия просто экстремальные!

С падением температуры, частички двуокиси углерода в атмосфере Марса замерзают и выпадают в виде инея, покрывая поверхность и скалы планеты подобно снегу. Марсианский «снег» мало напоминает земной, ведь его снежинки по размерам не превышают размеров клеток-эритроцитов в человеческой крови. Скорее такой «снег» напоминает разряженный туман, оседающий на поверхность планеты по мере замерзания. Впрочем, как только настанет марсианское утро, и атмосфера планеты начнет прогреваться, углекислый газ вновь превратится в летучее соединение, и снова покроет всё вокруг белым туманом, пока не испарится полностью.

Ледяные шапки Марса в хороший телескоп видны даже с земли

Сезоны (времена года) на Марсе

Как и у нашей планеты, ось Марса несколько наклонена относительно плоскости, что в свою очередь означает, что также как на Земле, на Марсе есть и 4 сезона, или времени года. Однако из-за того, что орбита Марса вокруг Солнца напоминает не ровный круг, а несколько смещена в сторону относительно центра (солнца), длина марсианских времен года тоже неравномерна.

Так, в северном полушарии планеты, самым длинным сезоном является весна, которая длится на Марсе целых семь земных месяцев. Лето и осень примерно шесть месяцев, а вот марсианская зима — самое короткое время года, и длится только четыре месяца.

Во время марсианского лета, полярная ледяная шапка планеты, состоящая в основном диоксида углерода, значительно уменьшается в размерах и может совсем исчезнуть. Впрочем, даже короткой, но необычно холодной марсианской зимы достаточно, чтобы нарастить её снова. Если где-то на Марсе и есть вода, то скорее всего искать её нужно на полюсе, где она заключена в ловушке под слоем замерзшего углекислого газа.

А вот так марсианские ледяные шапки выглядят вблизи (компьютерное моделирование)

Сколько градусов на Марсе днем и ночью?

Быстрый ответ: от 27°С до -125°С.

На сегодняшний день Марс является одной из наиболее изученных планет. Тем не менее, ученые еще многого не знают, а потому продолжают трудиться и упорно работать, что бы получать новые и прежде неизвестные данные.

Чем же Марс так интересен ученым? Дело в том, что хоть климат планеты не столь благоприятен для жителей Земли, однако он все же наиболее близок к земному. Считается, что планетой, которую посетит первая пилотируемая экспедиция, станет именно Марс.

Средняя температура Марса достаточно низкая и составляет -40°С. Но летом при благоприятных условиях температура на экваторе прогревается вплоть до 20°С, а это, согласитесь, вполне комфортная температура для сосуществования. Разумеется, 20 градусов тепла — только днем. Зимой температура существенно меняется и в особо холодные ночи может опускаться вплоть до -125°С. Как видите, температурная разница просто огромна и связано это с тем, что разреженная атмосфера Марса не способна долго удерживать тепло. Впрочем, в пределах экватора все не так плохо: летом температура может доходить до 27°С, зимой падает до -50°С.

Холодно? Смотря как посмотреть. Например, в Антарктиде условия могут быть даже суровее.

Вот если бы на Марсе была вода… Ученые считают, что когда-то в прошлом климат планеты был куда более теплым и влажным, поэтому на поверхности существовала вода и, возможно, даже шли дожди. А при виде из космоса хорошо просматриваются промоины, которые, вероятно, могли быть образованы подобием рек или озер. Впрочем, пока это лишь предположение.

Солнечная система > Система Марс > Планета Марс > Температура на Марсе

Карта распределения температуры на поверхности Марса

Какая температура на Марсе: значение днем и ночью, летом и зимой. Узнайте среднюю температуру атмосферы и поверхности Марса, описание климата и исследования.

Красная планета расположена дальше от Солнца, чем Земля, поэтому планете достается меньше нагрева. Если говорить точнее, то это крайне прохладное место. Исключение наступает лишь в летний период. Но даже в это время температура на Марсе падает ниже 0°C. Летом Красная планета может прогреться до 20°C, а ночью температура падает до -90°C.

Марс перемещается по эллиптическому пути, поэтому показатель температуры поверхности постоянно меняется, но незначительно. По осевому наклону в 25.19 градусов напоминает земной (26.27), а значит обладает сезонами. Прибавим сюда и тонкий атмосферный слой и поймем, почему планете не удается сберечь хотя бы минимальный нагрев. Атмосфера на 96% представлена углекислым газом. Если бы она была плотнее, то образовался бы парниковый эффект и мы получили вторую Венеру.

Ученые выяснили, что частички марсианского углекислого газа практически приравниваются к размерам человеческих эритроцитов. В этой художественной интерпретации марсианский снег виден как туман, оседающий на поверхность

Как менялась температура на Марсе?

А как насчет прошлого? Марсоходы и зонды демонстрируют участки с эрозией, к чему могла привести жидкая вода. Это намекает на то, что ранее Марс был не только теплым, но и влажным. Однако Красная планета уже 3 млрд. лет остается сухой и морозной. Некоторые считают, что процесс остывания запустился 4 млрд. лет назад. Однако следы эрозии не исчезли, потому что нет воды в жидком состоянии или тектоники плит. Присутствует ветер, но его силы не хватает, чтобы трансформировать поверхность.

Исследователям важно отслеживать теплую погоду и жидкую воду, потому что они необходимы для зарождения и эволюции жизни. К тому же, если мы планируем дальнейшее изучение и колонизацию, то нам не обойтись без водных источников. На миссию уйдет минимум несколько лет. До прибытия экипажа можно расплавить водяной лед и очистить его.

Если с температурой Марса еще можно бороться, то вода выступает главным препятствием для колонизации. Осталось лишь разработать технологию, которая безопасно доставит нас туда и обратно. Теперь вы знаете, как температура на Марсе днем и ночью.

Погода

Температура

Средняя температура на Марсе значительно ниже, чем на Земле: −63°С. Поскольку атмосфера Марса сильно разрежена, она плохо сглаживает суточные колебания температуры поверхности. При наиболее благоприятных условиях летом на дневной половине планеты воздух прогревается до 20° С (а на экваторе — до +27 °C) — вполне приемлемая температура для жителей Земли. Максимальная температура воздуха, зафиксированная марсоходом «Спирит», составила +35 °C. Но зимней ночью мороз может достигать даже на экваторе от −80 °C до −125° С, а на полюсах ночная температура может падать до −143 °C. Однако суточные колебания температуры не столь значительны, как на безатмосферных Луне и Меркурии. На Марсе существуют 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. Таким образом, Марс — весьма холодный мир, климат там намного суровее, чем в Антарктиде.

Климат Марса, 4.5ºS, 137.4ºE (с 2012 — до сегодняшнего)
Показатель Янв. Фев. Март Апр. Май Июнь Июль Авг. Сен. Окт. Нояб. Дек. Год
Абсолютный максимум, °C 6 6 1 0 7 23 30 19 7 7 8 8 30
Средний максимум, °C −7 −18 −23 −20 −4 0 2 1 1 4 −1 −3 −5,7
Средний минимум, °C −82 −86 −88 −87 −85 −78 −76 −69 −68 −73 −73 −77 −78,5
Абсолютный минимум, °C −95 −127 −114 −97 −98 −125 −84 −80 −78 −79 −83 −110 −127
Источник: Centro de Astrobiología , Погодный твиттер Марсианской научной лаборатории

Атмосферное давление

См. также: Атмосфера Марса

Атмосфера Марса более разрежена, чем воздушная оболочка Земли, и более чем на 95 % состоит из углекислого газа, а содержание кислорода и воды составляет доли процента. Среднее давление атмосферы у поверхности составляет в среднем 0,6 кПа или 6 мбар, что в 160 меньше земного или равно земному на высоте почти 35 км от поверхности Земли). Атмосферное давление претерпевает сильные суточные и сезонные изменения.

Облачность и осадки

Иней на поверхности Марса (снимок аппарата «Викинг-2»)

Водяного пара в марсианской атмосфере не более тысячной доли процента, однако по результатам недавних (2013 г.) исследований, это всё же больше, чем предполагалось ранее, и больше, чем в верхних слоях атмосферы Земли, и при низком давлении и температуре он находится в состоянии, близком к насыщению, поэтому часто собирается в облака. Как правило, водяные облака формируются на высотах 10-30 км над поверхностью. Они сосредоточены в основном на экваторе и наблюдаются практически на протяжении всего года. Облака, наблюдаемые на высоких уровнях атмосферы (более 20 км), образуются в результате конденсации CO2. Этот же процесс ответствен за формирование низких (на высоте менее 10 км) облаков полярных областей в зимний период, когда температура атмосферы опускается ниже точки замерзания CO2 (-126 °С); летом же формируются аналогичные тонкие образования из льда Н2О

Образования конденсационной природы представлены также туманами (или дымками). Они часто стоят над низинами — каньонами, долинами — и на дне кратеров в холодное время суток.

В атмосфере Марса могут возникать метели. Марсоход «Феникс» в 2008 году наблюдал в приполярных областях виргу — осадки под облаками, испаряющиеся не долетая до поверхности планеты. По первоначальным оценкам, скорость падения осадков в вирге была очень малой. Однако недавнее (2017 г.) моделирование марсианских атмосферных явлений показало, что на средних широтах, где происходит регулярная смена дня и ночи, после заката облака резко охлаждаются, и это может приводить к метелям, скорость частиц во время которых в действительности может достигать 10 м/с. Учёные допускают, что сильные ветра в совокупности с низкой облачностью (обычно марсианские облака формируются на высоте 10-20 км) могут привести к тому, что снег будет выпадать на поверхность Марса. Это явление подобно земным микропорывам — шквалам из нисходящего ветра со скоростью до 35 м/с, часто связанный с грозами.

Снег действительно наблюдался неоднократно. Так, зимой 1979 г. в районе посадки «Викинга-2» выпал тонкий слой снега, который пролежал несколько месяцев.

Пылевые бури и смерчи

Пыльные вихри, сфотографированные марсоходом «Оппортьюнити». Цифры в левом нижнем углу отображают время в секундах с момента первого кадра

Характерная особенность атмосферы Марса — постоянное присутствие пыли, частицы которой имеют размер порядка 1,5 мкм и состоят в основном из оксида железа. Малая сила тяжести позволяет даже разреженным потокам воздуха поднимать огромные облака пыли на высоту до 50 км. А ветры, являющиеся одним из проявлений перепада температур, часто дуют над поверхностью планеты (особенно в конце весны — начале лета в южном полушарии, когда разница температур между полушариями особенно резкая), и их скорость доходит до 100 м/с. Таким образом формируются обширные пылевые бури, давно наблюдаемые в виде отдельных желтых облаков, а иногда в виде сплошной желтой пелены, охватывающей всю планету. Чаще всего пылевые бури возникают вблизи полярных шапок, их продолжительность может достигать 50—100 суток. Слабая желтая мгла в атмосфере, как правило, наблюдается после крупных пылевых бурь и без труда обнаруживается фотометрическими и поляриметрическими методами.

Пылевые бури, хорошо наблюдавшиеся на снимках, сделанных с орбитальных аппаратов, оказались слабозаметными при съемке с посадочных аппаратов. Прохождение пылевых бурь в местах посадок этих космических станций фиксировалось лишь по резкому изменению температуры, давления и очень слабому потемнению общего фона неба. Слой пыли, осевшей после бури в окрестностях мест посадок «Викингов», составил лишь несколько микрометров. Все это свидетельствует о довольно низкой несущей способности марсианской атмосферы.

С сентября 1971 по январь 1972 г. на Марсе происходила глобальная пылевая буря, которая даже помешала фотографированию поверхности с борта зонда «Маринер-9». Масса пыли в столбе атмосферы (при оптической толщине от 0,1 до 10), оцененная в этот период, составляла от 7,8⋅10-5 до 1,66⋅10-3г/см2. Таким образом, общий вес пылевых частиц в атмосфере Марса за период глобальных пылевых бурь может доходить до 108 — 109 т, что соизмеримо с общим количеством пыли в земной атмосфере.

Пылевые смерчи — еще один пример процессов поднятия в воздух пыли, возникающий из-за суточных вариаций температур вблизи поверхности Марса. Из-за очень низкой плотности атмосферы красной планеты смерчи там больше похожи на торнадо, возвышающиеся на несколько километров в высоту и имеющие сотни метров в поперечнике. Они формируются настолько стремительно, что оказавшись внутри неё, гипотетический наблюдатель внезапно не в состоянии был бы видеть больше, чем несколько сантиметров перед собой. Ветер достигает 30 м/с. Пылевые смерчи на Марсе будут серьезной проблемой для астронавтов, которым придется с ними столкнуться по прибытии на планету; дополнительной трудностью является то, что трение пыли в воздухе создает электричество. Из-за отсутствия эрозии на поверхности планеты на ней остаются следы этих явлений, и марсоходам удалось сфотографировать следы, оставленные ранее пылевыми дьяволами.

Вопрос о наличии воды

См. также: Гидросфера Марса Жидкая вода в чистом виде не может стабильно существовать на поверхности Марса при нынешних климатических условиях.

Для стабильного существования чистой воды в жидком состоянии температура и парциальное давление водяного пара в атмосфере должны быть выше тройной точки на фазовой диаграмме, тогда как сейчас они далеки от соответствующих значений. И действительно, исследования, проведённые космическим аппаратом «Маринер-4» в 1965 году, показали, что жидкой воды на Марсе в настоящее время нет, но данные марсоходов НАСА «Спирит» и «Оппортьюнити» свидетельствуют о наличии воды в прошлом. 31 июля 2008 года вода в состоянии льда была обнаружена на Марсе в месте посадки космического аппарата НАСА «Феникс». Аппарат обнаружил залежи льда непосредственно в грунте. Есть несколько фактов в поддержку утверждения о присутствии воды на поверхности планеты в прошлом. Во-первых, найдены минералы, которые могли образоваться только в результате длительного воздействия воды. Во-вторых, очень старые кратеры практически стёрты с лица Марса. Современная атмосфера не могла вызвать такого разрушения. Изучение скорости образования и эрозии кратеров позволило установить, что сильнее всего ветер и вода разрушали их около 3,5 млрд лет назад. Приблизительно такой же возраст имеют и многие промоины.

НАСА 28 сентября 2015 года объявило что на Марсе в настоящее время существуют сезонные потоки жидкой соленой воды. Эти образования проявляют себя в теплое время года и исчезают — в холодное. К своим выводам планетологи пришли, проанализировав высококачественные снимки, полученные научным инструментом High Resolution Imaging Science Experiment (HiRISE) орбитального марсианского аппарата Mars Reconnaissance Orbiter (MRO).

25 июля 2018 года вышел доклад об открытии, основанном на исследованиях радаром MARSIS. Работы показали наличие подлёдного озера на Марсе, расположенного на глубине 1,5 км подо льдом Южной полярной шапки (на Planum Australe), шириной около 20 км. Это стало первым известным постоянным водоёмом на Марсе.

Времена года

Как и на Земле, на Марсе происходит смена времен года из-за наклона оси вращения к плоскости орбиты, поэтому зимой в северном полушарии полярная шапка растет, а в южном почти исчезает, а через полгода полушария меняются местами. При этом из-за достаточно большого эксцентриситета орбиты планеты в перигелии (зимнее солнцестояние в северном полушарии) она получает до 40 % больше солнечного излучения, чем в афелии, и в северном полушарии зима короткая и относительно умеренная, а лето длинное, но прохладное, в южном же наоборот — лето короткое и относительно теплое, а зима длинная и холодная. В связи с этим южная шапка зимой разрастается до половины расстояния полюс-экватор, а северная — только до трети. Когда на одном из полюсов наступает лето, углекислый газ из соответствующей полярной шапки испаряется и поступает в атмосферу; ветры переносят его к противоположной шапке, где он снова замерзает. Таким образом происходит круговорот углекислого газа, который наряду с разными размерами полярных шапок вызывает изменение давления атмосферы Марса по мере его обращения вокруг Солнца. За счёт того, что зимой до 20—30 % всей атмосферы замерзает в полярной шапке, давление в соответствующей области соответственно падает.

Изменения со временем

Изменение угла наклона оси вращения Марса, эксцентриситета его орбиты и поступающего на его поверхность солнечного излучения за последние 10 млн лет.

Как и на Земле, климат Марса претерпевал долгосрочные изменения и на ранних этапах эволюции планеты сильно отличался от нынешнего. Различие состоит в том, что главную роль в циклических изменениях климата Земли играют изменение эксцентриситета орбиты и прецессия оси вращения, притом что наклон оси вращения остаётся примерно постоянным благодаря стабилизирующему воздействию Луны, тогда как Марс, не имея такого большого спутника, может претерпевать существенные изменения наклона оси его вращения. Расчёты показали, что наклон оси вращения Марса, составляющий сейчас 25° — примерно ту же величину, что и у Земли, — в недавнем прошлом был равен 45°, а в масштабе миллионов лет мог колебаться от 10° до 50°.

Марс в ледниковый период 2,1 млн — 400 тыс лет назад, когда ось его вращения предположительно была сильно наклонена к плоскости орбиты. Полярные шапки разрастаются до низких широт порядка 30°.

Историю изменений климата на Марсе можно проследить путём анализа слоистых отложений в полярных шапках, на участках, где они доступны для наблюдения в разломах и трещинах. Полагая, что светлые слои образованы отложением льда, а тёмные — отложением пыли, по их числу и толщине (если знать время нарастания) можно судить о циклических вариациях климата и их корреляции с изменением угла наклона оси вращения и эксцентриситета орбиты Марса. Расчёты показывают, что циклы изменения этих параметров длятся всего 2,5 млн лет.

При сильном (порядка 45°) наклоне оси вращения планеты на полярные области попадает больше солнечного излучения, и они становятся самыми тёплыми участками. Вода и CO2 в полярных шапках из твёрдого состояния переходят в виде газа в атмосферу, становящуюся таким образом более плотной и потому более тёплой и влажной, а атмосферное давление увеличивается до значений, необходимых для существования воды на поверхности Марса в жидкой фазе. Запускается круговорот воды, подобный происходящему на Земле. Водяной пар из атмосферы конденсируется в лёд и снег в низких широтах, где теперь холодно, проникает в почву и замерзает там. Когда же наклон оси вращения уменьшается, в полярных областях снова становится холоднее, а в экваториальных — теплее; вода, замёрзшая в приповерхностных слоях, возвращается в атмосферу в виде пара, перемещается к полюсам и снова конденсируется в ледяные полярные шапки. Большая часть углекислого газа также возвращается в полярные шапки, тем самым делая атмосферу очень разреженной. Такие изменения происходят в масштабах сотен тысяч и даже миллионов лет. По результатам некоторых расчётов, за последние 5 миллионов лет водяной лёд переместился с полюсов к экватору и обратно более 40 раз.

Судя по обнаруженному в кратерах льду на довольно низких (порядка 40°) широтах, где температуры по идее слишком высоки для того, чтобы он был стабилен в течение долгого времени, последний ледниковый период ещё не завершился.

Измерения соотношений изотопов аргона, подтверждающие потерю значительной части атмосферы Марса.

Итак, климат раннего Марса сильно отличался от наблюдаемого сегодня. Присутствие жидкой воды, подтверждённое многочисленными свидетельствами, предполагает существование достаточно плотной атмосферы. Со временем бо́льшая её часть рассеялась — скорее всего, посредством нетермального механизма ионного распыления частицами солнечного ветра, происходящего из отсутствия у планеты магнитного поля. Это подтверждается измерениями соотношений изотопов аргона, проведёнными аппаратами «Викинг» в 1976 году, «Curiosity» в 2013 году и «MAVEN» в 2017 году, с этим согласуются и данные изучения марсианских метеоритов.

> См. также

  • MAVEN
  • Марсианская научная лаборатория
  • Колонизация Марса

Примечания

  1. Williams, David R. Mars Fact Sheet. National Space Science Data Center. NASA (September 1, 2004). Дата обращения 28 сентября 2017.
  2. Extreme Planet Takes Its Toll. Mars Exploration Rover Mission: Spotlight. Jet Propulsion Lab. June 12, 2007
  3. 1 2 3 4 5 6 7 8 Марс — красная звезда. Описание местности. Атмосфера и климат. galspace.ru — Проект «Исследование Солнечной системы». Дата обращения 29 сентября 2017.
  4. 1 2 3 4 5 Максим Заболоцкий. Общие сведения об атмосфере Марса. Spacegid.com (21.09.2013). Дата обращения 20 октября 2017.
  5. 1 2 3 4 Атмосфера Марса (недоступная ссылка). UNIVERSE-PLANET // ПОРТАЛ В ДРУГОЕ ИЗМЕРЕНИЕ. Дата обращения 29 сентября 2017. Архивировано 1 октября 2017 года.
  6. Centro de Astrobiología Архивировано 25 октября 2015 года.
  7. Погодный твиттер Марсианской научной лаборатории
  8. 1 2 3 Mars Pathfinder — Science Results — Atmospheric and Meteorological Properties. nasa.gov. Дата обращения 20 апреля 2017.
  9. В атмосфере Марса много водяного пара, infuture.ru (13 июня 2013). Дата обращения 30 сентября 2017.
  10. 1 2 3 4 5 6 Кузьмин Р. О., Галкин И. Н. Атмосфера Марса // Как устроен Марс. — Москва: Знание, 1989. — Т. 8. — 64 с. — (Космонавтика, астрономия). — 26 953 экз. — ISBN 5-07000280-5.
  11. Nancy Atkinson. SNOW IS FALLING FROM MARTIAN CLOUDS, Universe Today (29 Sep 2008). Дата обращения 30 августа 2017.
  12. Aymeric Spiga, David P. Hinson, Jean-Baptiste Madeleine, Thomas Navarro, Ehouarn Millour, François Forget & Franck Montmessin. Snow precipitation on Mars driven by cloud-induced night-time convection : // Nature Geoscience. — 2017. — DOI:10.1038/ngeo3008.
  13. Королёв, Владимир. На Марсе предсказали снежные метели с микропорывами, N+1 (23 Авг 2017). Дата обращения 30 августа 2017.
  14. M. T. Lemmon et. al. Atmospheric Imaging Results from the Mars Exploration Rovers: Spirit and Opportunity : // Science. — 2004. — Т. 306, вып. 5702 (3 December). — С. 1753-1756. — DOI:10.1126/science.1104474.
  15. 1 2 N. Mangold, D. Baratoux, O. Witasse, T. Encrenaz, C. Sotin. Mars: a small terrestrial planet : // The Astronomy and Astrophysics Review. — 2016. — Т. 24, № 1 (16 December). — С. 15. — DOI:10.1007/s00159-016-0099-5.
  16. CNN, Ashley Strickland,. Evidence detected of lake beneath Mars’ surface, CNN. Дата обращения 28 июля 2018.
  17. Jihad Touma, Jack Wisdom. The Chaotic Obliquity of Mars : // Science. — 1993. — Т. 259, № 5099 (26 February). — С. 1294-1297. — Bibcode: 1993Sci…259.1294T. — DOI:10.1126/science.259.5099.1294. — PMID 17732249.
  18. Laskar, Jacques; Levrard, Benjamin; Mustard, John F. Orbital forcing of the martian polar layered deposits : // Nature. — 2002. — Т. 419, № 6905 (26 September). — С. 375-377. — DOI:10.1038/nature01066.
  19. 1 2 Ice Ages (англ.). Mars Education at Arizona State University. Дата обращения 23 июля 2017.
  20. Марс раскачался: 40 ледниковых периодов за 5 млн. лет (англ.). Популярная механика (18.09.2007). Дата обращения 23 июля 2017.
  21. Composition of the Atmosphere at the Surface of Mars: Detection of Argon-36 and Preliminary Analysis. Owen T. Biemann K. : // Science. — 1976. — Т. 193, вып. 4255. — С. 801–803. — DOI:10.1126/science.193.4255.801.
  22. Sushil K. Atreya, Melissa G. Trainer, Heather B. Franz, Michael H. Wong, Heidi L. K. Manning, Charles A. Malespin, Paul R. Mahaffy, Pamela G. Conrad, Anna E. Brunner, Laurie A. Leshin, John H. Jones, Christopher R. Webster, Tobias C. Owen, Robert O. Pepin, R. Navarro-González. Primordial argon isotope fractionation in the atmosphere of Mars measured by the SAM instrument on Curiosity and implications for atmospheric loss : // Geophysical Research Letters. — 2013. — Т. 40, вып. 21 (6 November). — С. 5605–5609. — DOI:10.1002/2013GL057763.
  23. Wall, Mike. Most of Mars’ Atmosphere Is Lost in Space, Space.com (April 8, 2013). Дата обращения 29 июля 2017.
  24. B. M. Jakosky, M. Slipski, M. Benna, P. Mahaffy, M. Elrod, R. Yelle, S. Stone, N. Alsaeed. Mars’ atmospheric history derived from upper-atmosphere measurements of 38Ar/36Ar : // Science. — 2017. — Т. 355, вып. 6332 (31 March). — С. 1408-1410. — DOI:10.1126/science.aai7721.
  25. Bogard DD, Clayton RN, Marti K, Owen T., Turner G. Martian volatiles: Isotopic composition origin, and evolution // Space Science Reviews. — 2001. — Т. 96, вып. 1-4 (апрель). — С. 425–458. — DOI:10.1023/A:1011974028370 DO.

> Ссылки

  • Лекция «Удивительный Марс» 23.01.2013, лектор Сурдин В. Г. (видео, лекция в Московском планетарии)

Добавить комментарий

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