ما هو المناخ على المريخ؟
المناخ، كما هو الحال على الأرض، موسمي. زاوية ميل المريخ بالنسبة للمستوى
يمر الحضيض المريخي في أعماق الشتاءنصف الكرة الشمالي والصيف في الجنوب، الأوج - خلال ذروة الشتاء في نصف الكرة الجنوبي، وبالتالي الصيف في الشمال. ونتيجة لذلك، يختلف مناخ نصفي الكرة الشمالي والجنوبي.
يتميز نصف الكرة الشمالي بأنه أكثر ليونةالشتاء والصيف البارد. في نصف الكرة الجنوبي ، يكون الشتاء أكثر برودة والصيف أكثر سخونة. في موسم البرد ، يمكن أن يتشكل الصقيع الخفيف على السطح حتى خارج الأغطية القطبية. سجلت المركبة الفضائية فونيكس تساقط ثلوج ، لكن رقاقات الثلج تبخرت قبل أن تصل إلى السطح.
حسب وكالة ناسا (2004) متوسط درجة الحرارة~ 210 كلفن (-63 درجة مئوية). وفقًا لمركبة الهبوط Viking ، تتراوح درجة الحرارة اليومية من 184 كلفن إلى 242 كلفن (-89 إلى -31 درجة مئوية) (فايكنغ -1) ، وسرعة الرياح 2-7 م / ث (الصيف) ، 5 -10 م / ث (الخريف) ، 17-30 م / ث (عاصفة ترابية)
انخفاض الصدمة Hellas هو أعمق مكان على سطح المريخ ، حيث يمكن تسجيل أعلى ضغط جوي
وفقًا لمسبار الهبوط Mars-6 ، فإن المتوسطتبلغ درجة حرارة طبقة التروبوسفير للمريخ 228 كلفن ، وتنخفض درجة الحرارة في طبقة التروبوسفير بمعدل 2.5 درجة لكل كيلومتر ، وتبلغ درجة حرارة طبقة الستراتوسفير الواقعة فوق التروبوبوز (30 كم) تقريبًا 144 كلفن.
باحثون من مركز كارل ساجان فيفي الفترة 2007-2008، توصلوا إلى استنتاج مفاده أن عملية الاحترار قد حدثت على المريخ في العقود الأخيرة. وأكد متخصصو ناسا هذه الفرضية بناءً على تحليل التغيرات في بياض أجزاء مختلفة من الكوكب. ويعتقد خبراء آخرون أنه من السابق لأوانه استخلاص مثل هذه الاستنتاجات.
في مايو 2016 ، باحثون من الجنوب الغربينشر معهد الأبحاث في بولدر بولاية كولورادو مقالًا في مجلة Science ، قدم دليلاً جديدًا على استمرار الاحترار المناخي (استنادًا إلى تحليل البيانات من Mars Reconnaissance Orbiter). في رأيهم ، هذه العملية طويلة ومستمرة ، ربما ، منذ 370 ألف عام.
هناك اقتراحات بأن الجو في الماضييمكن أن يكون أكثر كثافة ، والمناخ دافئ ورطب ، والمياه السائلة موجودة على سطح المريخ وتهطل. دليل على هذه الفرضية هو تحليل النيزك ALH 84001 ، والذي أظهر أنه منذ حوالي 4 مليارات سنة كانت درجة حرارة المريخ 18 ± 4 درجة مئوية.
السمة الرئيسية للدوران العام للغلاف الجويالمريخ عبارة عن انتقالات طورية لثاني أكسيد الكربون في الأغطية القطبية ، مما يؤدي إلى تدفقات خطية كبيرة. تشير النمذجة العددية للدوران العام للغلاف الجوي للمريخ إلى تباين سنوي كبير في الضغط بحد أدنى اثنين قبل فترة قصيرة من الاعتدال ، وهو ما أكدته أيضًا الملاحظات من برنامج Viking.
كشف تحليل بيانات الضغط السنوية ودورات نصف سنوية. ومن المثير للاهتمام، كما هو الحال على الأرض، أن الحد الأقصى للتقلبات نصف السنوية في سرعة الرياح المناطقية يتزامن مع الاعتدالات. تكشف النمذجة العددية أيضًا عن دورة مهمة للمؤشر بفترة تتراوح من 4 إلى 6 أيام أثناء الانقلابات. اكتشف فايكنغ تشابهًا مع دورة المؤشر على المريخ مع تقلبات مماثلة في أجواء الكواكب الأخرى.
من أين يأتي الماء والجليد على سطح المريخ؟
يشبه المريخ إلى حد كبير الأرض في كثير من النواحي، مما أجبر العلماء في القرن التاسع عشر وأوائل القرن العشرين على الاعتراف بوجود حياة وماء سائل عليه.
مع تزايد كمية البيانات المجمعة حول الكوكب،وباستخدام طرق مختلفة، على سبيل المثال، باستخدام القياسات الطيفية، أصبح من الواضح أن كمية الماء في الغلاف الجوي للمريخ لا تذكر، لكنها لا تزال موجودة.
بادئ ذي بدء، تم لفت انتباه الباحثين إلىالقمم القطبية للمريخ، حيث كان من المفترض أنها يمكن أن تتكون من جليد مائي قياسًا على القارة القطبية الجنوبية أو جرينلاند على الأرض، ولكن تم الافتراض أيضًا أنها عبارة عن ثاني أكسيد الكربون الصلب.
وكان هذا الأخير مدعوما بنتائج واحدة منأول التجارب العددية عام 1966 على حاسوب IBM 7074 لمحاكاة التغيرات اليومية والسنوية في درجات الحرارة على سطح المريخ اعتماداً على خط العرض والديناميكيات المقابلة للقبعات القطبية للحالات التي تتكون فيها من H2O وCO2. توصل مؤلفو هذا العمل إلى استنتاج مفاده أن التباين السنوي في حجم القبعات القطبية التي حصلوا عليها في الحالة الثانية أقرب بكثير إلى ما تم رصده.
سمت منطقة متساوية لامبرتإغاثة سطح المريخ من القطب الشمالي إلى خط الاستواء ، تم تصويره بواسطة مقياس الارتفاع MOLA [ar]. تشبه حدود الأراضي المنخفضة الشمالية بشدة ساحل المحيط ، والذي ربما غطى هذه المنطقة في العصور القديمة.
احتياطيات المياه على كوكب المريخ
- جليد
حاليا مفتوحة وموثوقةتتركز كميات المياه الموجودة على المريخ بشكل رئيسي في ما يسمى بالغلاف الجليدي - وهي طبقة قريبة من السطح مكونة من التربة الصقيعية يبلغ سمكها عشرات ومئات الأمتار.
معظم هذا الجليد موجود تحتهسطح الكوكب، لأنه في ظل الظروف المناخية الحالية لا يمكن أن يوجد بثبات، وبمجرد ظهوره على السطح، يتبخر بسرعة؛ فقط في المناطق شبه القطبية تكون درجة الحرارة منخفضة بما يكفي لوجود الجليد بشكل مستقر على مدار العام - وهذه هي القبعات القطبية.
الحجم الإجمالي للجليد على السطح وفيتقدر الطبقة القريبة من السطح بـ 5 ملايين كيلومتر مكعب (وفي الطبقات العميقة ، من المحتمل أن تتركز احتياطيات أكبر بكثير من المياه المالحة تحت الصقيع ، ويقدر حجمها بـ 54-77 مليون كيلومتر مكعب). في الحالة المنصهرة ، ستغطي سطح المريخ بطبقة من الماء بسمك 35 مترًا.
- سائل
وفي 25 يوليو 2018، صدر تقرير عن الاكتشاف،بناءً على أبحاث الرادار MARSIS. وأظهر العمل وجود بحيرة تحت جليدية على سطح المريخ، تقع على عمق 1.5 كيلومتر تحت جليد الغطاء القطبي الجنوبي، ويبلغ عرضها حوالي 20 كيلومترا. أصبح هذا أول جسم مائي دائم معروف على سطح المريخ.
استكشاف منطقة يبلغ عرضها حوالي 200 كيلومتروأظهر استخدام MARSIS أن سطح القطب الجنوبي للمريخ مغطى بعدة طبقات من الجليد والغبار وبعمق حوالي 1.5 كيلومتر. تم تسجيل زيادة قوية بشكل خاص في انعكاس الإشارة تحت الرواسب ذات الطبقات داخل منطقة طولها 20 كيلومترًا وعلى عمق حوالي 1.5 كيلومتر.
بعد تحليل خصائص الإشارة المنعكسة ووبعد دراسة تركيبة الرواسب ذات الطبقات، بالإضافة إلى ملف درجة الحرارة المتوقع تحت سطح هذه المنطقة، خلص العلماء إلى أن الرادار اكتشف جيبًا من الماء السائل تحت السطح.
لم يتمكن الجهاز من تحديد مدى العمققد تكون هناك بحيرة، ولكن يجب أن يكون عمقها عدة عشرات من السنتيمترات على الأقل (يجب أن تكون طبقة الماء بحيث يمكن لـ MARSIS رؤيتها).
كيف تغير المناخ على المريخ؟
يختلف مظهر المريخ اعتمادًا كبيرًا علىمن الموسم. بادئ ذي بدء ، التغييرات في القبعات القطبية مذهلة. إنها تنمو وتتقلص ، مما يخلق ظواهر موسمية في الغلاف الجوي وعلى سطح المريخ. يمكن أن تصل الأغطية القطبية عند أقصى توسعها إلى خطوط عرض تبلغ 50 درجة. يبلغ قطر الجزء الدائم من الغطاء القطبي الشمالي 1000 كم. مع انحسار الغطاء القطبي في أحد نصفي الكرة الأرضية في الربيع ، تبدأ تفاصيل سطح الكوكب في التغميق.
تتكون القبعة القطبية الشمالية والجنوبية من اثنتينالمكونات: الموسمية - ثاني أكسيد الكربون والعلمانية - جليد الماء. ووفقا لبيانات القمر الصناعي Mars Express، يمكن أن يتراوح سمك الأغطية من 1 متر إلى 3.7 كيلومتر. اكتشف مسبار Mars Odyssey ينابيع ماء حارة نشطة في الغطاء القطبي الجنوبي للمريخ. ووفقا لخبراء وكالة ناسا، فإن نفاثات ثاني أكسيد الكربون مع ارتفاع درجة حرارة الربيع تنفجر إلى ارتفاعات كبيرة، حاملة معها الغبار والرمال.
بيانات من مركبة استطلاع المريخجعل من الممكن اكتشاف طبقة كبيرة من الجليد تحت الصخور الصخرية عند سفح الجبال. ويغطي النهر الجليدي، الذي يبلغ سمكه مئات الأمتار، مساحة آلاف الكيلومترات المربعة، ويمكن أن توفر دراسته الإضافية معلومات حول تاريخ مناخ المريخ.
وفي عام 2018، أظهر رادار MARSIS المثبت على مسبار Mars Express وجود بحيرة تحت جليدية على سطح المريخ، تقع على عمق 1.5 كيلومتر تحت جليد الغطاء القطبي الجنوبي (علىبلانوم australe)، بعرض حوالي 20 كم.
كيف حدثت العصور الجليدية على هذا الكوكب؟
لقد تعلم العلماء أيضًا عن هذا بعد الدراسةصور للقبعات القطبية. وتشير الصور إلى أنه منذ حوالي 375 ألف سنة، انتهى العصر الجليدي على الكوكب الأحمر، والذي يخرج منه الكوكب تدريجيا اليوم.
يتغير المناخ على المريخ أكثر بكثير مما هو عليه الآنالأرض، حيث أن محور دورانها "يتأرجح"؛ بشكل ملحوظ أكثر من كوكبنا. لذلك، في الماضي، كان من الممكن أن يبدو المريخ مختلفًا تمامًا عما نراه اليوم.
إسحاق سميث، باحث في معهد أبحاث الجنوب الشرقي في بولدر (الولايات المتحدة الأمريكية).
من خلال تحليل البيانات التي تم جمعها بواسطة أدوات التحقيقأثناء دراسة MRO ، أثناء دراسة رواسب الجليد المائي في القطب الشمالي للكوكب الأحمر ، وجد سميث وزملاؤه أن المريخ كان له عصر جليدي في الماضي القريب نسبيًا ، وبعد ذلك ارتفعت درجة حرارته تدريجياً.
في سياق العمل الجديد ، تحت قيادة علماء الكواكبجوزيف ليفي ، الأستاذ المساعد في جامعة كولجيت (الولايات المتحدة الأمريكية) ، قدم القليل من الوضوح لهذه القضية. في صور مركبة استكشاف المريخ (MRO) ، رأوا أول آثار واضحة لحقيقة أنه بعد اختفاء معظم الغلاف الجوي ، شهد سطح الكوكب عدة فترات من التجلد.
كان العلماء مهتمين بالأشكال الأرضية التي يمكن أن تكونتتشكل على سطح المريخ بسبب حركة الكتل الجليدية. واحدة من الهياكل الأكثر وضوحا من هذا النوع هي ما يسمى هوامش الرواسب الفصوص. وهذا ما يسميه علماء الكواكب تراكمات الحجارة المرصوفة بالحصى وغيرها من شظايا الصخور على المنحدرات السفلية للجبال والتلال، والتي من المفترض أنها وصلت إلى هناك نتيجة لحركة الأنهار الجليدية.
متى كان العصر الجليدي الأخير على سطح المريخ؟
بعد تحليل مئات الصور الرادارية من MRO والصور التي التقطتها مجسات من سلسلة فايكنغ منذ أكثر من 35 عاما، توصل مؤلفو المقال إلى استنتاج مفاده أن المريخ كان في عصر جليدي مؤخرا نسبيا، منذ حوالي 370-375 ألف سنة.
أثناء انحسار الأنهار الجليدية في قطبي المريخ ،وفقًا لحسابات علماء الكواكب ، تراكم أكثر من 87 ألف كيلومتر مكعب من جليد الماء ، وهذا سيكون كافياً لتغطية سطح الكوكب الأحمر بأكمله بطبقة من الماء بسمك 60 سم. جاءت احتياطيات المياه هذه بمثابة مفاجأة للعلماء ، الذين توقعوا رؤية ثلوج أقل بثلاث مرات مما تظهره بيانات أجهزة MRO.
وفقا لمؤلفي المقال، ذوبان الجليديستمر اليوم. ويتجلى ذلك من خلال الآثار المكتشفة حديثا لحركة المياه على سطح الكوكب الأحمر. ويأمل عالم الكواكب أن تساعد الملاحظات الإضافية للأنهار الجليدية في فهم الشكل الذي سيبدو عليه المريخ في المستقبل القريب وكيف ستؤثر هذه التغييرات على قابليته للسكن المحتملة.
قراءة المزيد:
الإجهاض والعلم: ماذا سيحدث للأطفال الذين سينجبون
يعود ثلث الذين تعافوا من مرض كوفيد -19 إلى المستشفى. كل ثمانية - يموت
أطلق عليه اسم نبات لا يخاف من تغير المناخ. يغذي مليار شخص