Wie ist das Klima auf dem Mars?
Das Klima ist, wie auf der Erde, saisonabhängig. Der Neigungswinkel des Mars zur Ebene
Das Perihel des Mars passiert im tiefsten WinterNordhalbkugel und Sommer auf der Südhalbkugel, Aphel - während des Hochwinters auf der Südhalbkugel und dementsprechend Sommer auf der Nordhalbkugel. Dadurch unterscheidet sich das Klima auf der Nord- und Südhalbkugel.
Die nördliche Hemisphäre zeichnet sich durch eine weichere ausWinter und kühler Sommer; Auf der südlichen Hemisphäre sind die Winter kälter und die Sommer heißer. In der kalten Jahreszeit kann sich auch außerhalb der Polkappen leichter Frost auf der Oberfläche bilden. Das Raumschiff Phoenix verzeichnete einen Schneefall, aber die Schneeflocken verdampften, bevor sie die Oberfläche erreichten.
Laut NASA (2004) ist die Durchschnittstemperaturbeträgt ~ 210 K (-63 ° C). Laut dem Wikingerlander liegt der tägliche Temperaturbereich zwischen 184 K und 242 K (-89 bis -31 ° C) (Viking-1), und die Windgeschwindigkeit beträgt 2-7 m / s (Sommer), 5 -10 m / s (Herbst), 17-30 m / s (Staubsturm)
Die Schockdepression Hellas ist der tiefste Ort auf dem Mars, an dem der höchste Luftdruck gemessen werden kann
Laut der Mars-6-Landungssonde ist der DurchschnittDie Temperatur der Mars-Troposphäre beträgt 228 K, in der Troposphäre sinkt die Temperatur um durchschnittlich 2,5 Grad pro Kilometer, und die Stratosphäre oberhalb der Tropopause (30 km) hat eine nahezu konstante Temperatur von 144 K.
Forscher des Carl Sagan Center inIn den Jahren 2007–2008 kamen sie zu dem Schluss, dass in den letzten Jahrzehnten auf dem Mars ein Erwärmungsprozess stattgefunden hat. NASA-Spezialisten bestätigten diese Hypothese anhand einer Analyse der Veränderungen der Albedo verschiedener Teile des Planeten. Andere Experten meinen, es sei zu früh, solche Schlussfolgerungen zu ziehen.
Im Mai 2016 Forscher aus dem SüdwestenDas Forschungsinstitut in Boulder, Colorado, veröffentlichte einen Artikel in Science, der neue Beweise für die anhaltende Klimaerwärmung vorstellte (basierend auf der Analyse von Daten des Mars Reconnaissance Orbiter). Ihrer Meinung nach ist dieser Prozess langwierig und dauert vielleicht 370.000 Jahre.
Es gibt Vorschläge, die in der Vergangenheit die Atmosphärekönnte dichter sein, und das Klima warm und feucht, und flüssiges Wasser existierte auf der Oberfläche des Mars und es regnete. Ein Beweis für diese Hypothese ist die Analyse des Meteoriten ALH 84001, die zeigte, dass die Mars-Temperatur vor etwa 4 Milliarden Jahren 18 ± 4 ° C betrug.
Das Hauptmerkmal der allgemeinen Zirkulation der AtmosphäreMars sind Phasenübergänge von Kohlendioxid in den Polkappen, die zu signifikanten meridionalen Flüssen führen. Die numerische Modellierung der allgemeinen Zirkulation der Marsatmosphäre zeigt eine signifikante jährliche Druckschwankung mit zwei Minima kurz vor den Äquinoktien, was auch durch Beobachtungen aus dem Wikingerprogramm bestätigt wird.
Die Analyse der Druckdaten ergab jährliche undhalbjährliche Zyklen. Interessant ist, dass wie auf der Erde das Maximum der halbjährlichen Schwankungen der zonalen Windgeschwindigkeit mit den Tagundnachtgleichen zusammenfällt. Die numerische Modellierung zeigt auch einen signifikanten Zyklus des Index mit einem Zeitraum von 4 bis 6 Tagen während der Sonnenwende. Viking entdeckte eine Ähnlichkeit zum Indexzyklus auf dem Mars mit ähnlichen Schwankungen in der Atmosphäre anderer Planeten.
Woher kommen Wasser und Eis auf dem Mars?
Der Mars ist der Erde in vielerlei Hinsicht sehr ähnlich, was Wissenschaftler des 19. und frühen 20. Jahrhunderts dazu zwang, zuzugeben, dass es Leben und flüssiges Wasser auf ihm gibt.
Da die Menge der über den Planeten gesammelten Daten wächst,Durch verschiedene Methoden, zum Beispiel durch spektroskopische Messungen, wurde deutlich, dass die Menge an Wasser in der Marsatmosphäre vernachlässigbar, aber dennoch vorhanden ist.
Zunächst wurde die Aufmerksamkeit der Forscher auf sich gezogenPolkappen des Mars, da angenommen wurde, dass sie in Analogie zur Antarktis oder Grönland auf der Erde aus Wassereis bestehen könnten, es wurde aber auch die Hypothese aufgestellt, dass es sich um festes Kohlendioxid handelte.
Letzteres wurde durch die Ergebnisse eines von unterstütztDie ersten numerischen Experimente im Jahr 1966 auf einem IBM 7074-Computer zur Simulation täglicher und jährlicher Temperaturänderungen auf der Marsoberfläche in Abhängigkeit vom Breitengrad und der entsprechenden Dynamik der Polkappen für den Fall, dass diese aus H2O und CO2 bestehen. Die Autoren dieser Arbeit kamen zu dem Schluss, dass die jährliche Variation der Größe der Polkappen, die sie im zweiten Fall ermittelten, viel näher an der beobachteten liegt.
Lambert Equal Area AzimuthRelief der Marsoberfläche vom Nordpol bis zum Äquator, erfasst mit dem MOLA-Höhenmesser [en]. Die Grenze des nördlichen Tieflandes ähnelt stark der Küste des Ozeans, die dieses Gebiet in der Antike möglicherweise bedeckt hat.
Wasserreserven auf dem Mars
- Eis
Derzeit offen und zuverlässigDie etablierten Wassermengen auf dem Mars konzentrieren sich hauptsächlich in der sogenannten Kryosphäre – einer oberflächennahen Permafrostschicht mit einer Dicke von Dutzenden und Hunderten von Metern.
Der größte Teil dieses Eises liegt unterdie Oberfläche des Planeten, da es unter den gegenwärtigen klimatischen Bedingungen nicht stabil existieren kann und an der Oberfläche schnell verdunstet; Nur in den subpolaren Regionen ist die Temperatur niedrig genug, um das ganze Jahr über stabiles Eis zu ermöglichen – das sind die Polkappen.
Das Gesamtvolumen des Eises auf der Oberfläche und inDie oberflächennahe Schicht wird auf 5 Millionen km³ geschätzt (und in tieferen Schichten können wahrscheinlich viel größere Reserven an Subpermafrost-Salzwasser konzentriert werden. Ihr Volumen wird auf 54-77 Millionen km³ geschätzt). In geschmolzenem Zustand würde es die Marsoberfläche mit einer 35 m dicken Wasserschicht bedecken.
- Flüssigkeit
Am 25. Juli 2018 wurde ein Bericht über die Entdeckung veröffentlicht.basierend auf MARSIS-Radarforschung. Die Arbeit zeigte das Vorhandensein eines subglazialen Sees auf dem Mars, der sich in einer Tiefe von 1,5 km unter dem Eis der Südpolarkappe befindet und etwa 20 km breit ist. Dies war das erste bekannte permanente Gewässer auf dem Mars.
Erkundung eines etwa 200 Kilometer breiten GebietsDie Verwendung von MARSIS zeigte, dass die Oberfläche des Südpols des Mars mit mehreren Schichten aus Eis und Staub bedeckt ist und eine Tiefe von etwa 1,5 Kilometern aufweist. Ein besonders starker Anstieg der Signalreflexion wurde unter geschichteten Sedimenten innerhalb einer 20-Kilometer-Zone in einer Tiefe von etwa 1,5 Kilometern registriert.
Nachdem wir die Eigenschaften des reflektierten Signals analysiert haben undNachdem die Wissenschaftler die Zusammensetzung der geschichteten Sedimente sowie das erwartete Temperaturprofil unter der Oberfläche dieses Gebiets untersucht hatten, kamen sie zu dem Schluss, dass das Radar eine Tasche mit flüssigem Wasser unter der Oberfläche entdeckt hatte.
Wie tief konnte das Gerät nicht ermittelnEs kann einen See geben, aber seine Tiefe muss mindestens mehrere zehn Zentimeter betragen (die Wasserschicht muss so bemessen sein, dass MARSIS ihn sehen kann).
Wie verändert sich der Klimawandel auf dem Mars?
Das Aussehen des Mars variiert stark je nachaus der Saison. Zuallererst sind die Änderungen in den Polkappen auffällig. Sie wachsen und schrumpfen und erzeugen saisonale Phänomene in der Atmosphäre und auf der Marsoberfläche. Die Polkappen können bei ihrer maximalen Ausdehnung Breiten von 50 ° erreichen. Der Durchmesser des permanenten Teils der nördlichen Polkappe beträgt 1000 km. Wenn sich die Polkappe im Frühjahr in einer der Hemisphären zurückzieht, beginnen sich die Details der Planetenoberfläche zu verdunkeln.
Die Nord- und Südpolkappen bestehen aus zweiKomponenten: saisonal – Kohlendioxid und säkular – Wassereis. Nach Angaben des Satelliten Mars Express kann die Dicke der Kappen zwischen 1 m und 3,7 km liegen. Die Sonde Mars Odyssey entdeckte aktive Geysire auf der südlichen Polkappe des Mars. Nach Angaben von NASA-Experten schossen Kohlendioxidstrahlen mit der Frühlingserwärmung in große Höhen empor und rissen Staub und Sand mit sich.
Daten vom Mars Reconnaissance Orbiterermöglichte die Entdeckung einer bedeutenden Eisschicht unter Felsgeröll am Fuße der Berge. Der Hunderte Meter dicke Gletscher bedeckt eine Fläche von Tausenden Quadratkilometern, und seine weitere Untersuchung kann Aufschluss über die Geschichte des Marsklimas geben.
Im Jahr 2018 zeigte das auf der Mars-Express-Sonde installierte MARSIS-Radar das Vorhandensein eines subglazialen Sees auf dem Mars, der sich in einer Tiefe von 1,5 km unter dem Eis der Südpolarkappe befindet (amPlanum australe), etwa 20 km breit.
Wie sind die Eiszeiten auf dem Planeten passiert?
Auch Wissenschaftler erfuhren davon nach dem StudiumBilder der Polkappen. Fotos zeigen, dass vor etwa 375.000 Jahren die Eiszeit auf dem Roten Planeten endete, aus dem der Planet heute allmählich hervorgeht.
Das Klima auf dem Mars verändert sich viel stärker als auf dem MarsDie Erde, da ihre Rotationsachse „schwingt“. deutlich mehr als die unseres Planeten. Daher hätte der Mars in der Vergangenheit völlig anders aussehen können, als wir ihn heute sehen.
Isaac Smith, Forscher am Southeast Research Institute in Boulder (USA).
Durch Analyse der von Sondenwerkzeugen gesammelten DatenAls MRO Wassereisablagerungen am Nordpol des roten Planeten untersuchte, stellten Smith und Kollegen fest, dass der Mars in der jüngeren Vergangenheit eine Eiszeit hatte, nach der er sich allmählich erwärmte.
Im Zuge der neuen Arbeit stehen Planetenforscher unter der LeitungJoseph Levy, außerordentlicher Professor an der Colgate University (USA), brachte ein wenig Klarheit in dieses Thema. In den Bildern des Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) erkannten sie die ersten eindeutigen Spuren der Tatsache, dass die Oberfläche des Planeten nach dem Verschwinden des größten Teils der Atmosphäre mehrere Eiszeiten erlebte.
Wissenschaftler interessierten sich für Landformen, die das könntenentstehen auf der Marsoberfläche durch die Bewegung von Eismassen. Eine der auffälligsten Strukturen dieser Art sind die sogenannten gelappten Sedimentränder. So bezeichnen Planetenforscher Ansammlungen von Kopfsteinpflaster und anderen Gesteinsfragmenten an den unteren Hängen von Bergen und Hügeln, die vermutlich durch die Bewegung von Gletschern dorthin gelangten.
Wann war die letzte Eiszeit auf dem Mars?
Nach der Analyse Hunderter Radarbilder von MRO undAufgrund der vor mehr als 35 Jahren von Sonden der Viking-Serie aufgenommenen Fotos kamen die Autoren des Artikels zu dem Schluss, dass sich der Mars vor relativ kurzer Zeit, vor etwa 370-375.000 Jahren, in einer Eiszeit befand.
Während des Rückzugs der Gletscher an den Polen des Mars,Nach Berechnungen von Planetenforschern haben sich über 87.000 Kubikkilometer Wassereis angesammelt. Dies würde ausreichen, um die gesamte Oberfläche des roten Planeten mit einer 60 Zentimeter dicken Wasserschicht zu bedecken. Solche Wasserreserven überraschten Wissenschaftler, die erwarteten, dreimal weniger Eis zu sehen, als die Daten der MRO-Instrumente zeigen.
Nach Angaben der Autoren des Artikels schmelzendes Eisgeht heute weiter. Dies belegen kürzlich entdeckte Spuren von Wasserbewegungen auf der Oberfläche des Roten Planeten. Weitere Beobachtungen von Gletschern, so hofft der Planetenwissenschaftler, werden helfen zu verstehen, wie der Mars in naher Zukunft aussehen wird und wie sich diese Veränderungen auf seine potenzielle Bewohnbarkeit auswirken.
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