Ποιο είναι το κλίμα στον Άρη;
Το κλίμα, όπως και στη Γη, είναι εποχιακό. Η γωνία κλίσης του Άρη προς το επίπεδο
Περιήλιο Ο Άρης περνάει στα βάθη του χειμώναβόρειο ημισφαίριο και καλοκαίρι στο νότιο, αφήλιο - κατά το ύψος του χειμώνα στο νότιο ημισφαίριο και, κατά συνέπεια, το καλοκαίρι στο βόρειο. Ως αποτέλεσμα, το κλίμα του βόρειου και του νότιου ημισφαιρίου διαφέρει.
Το βόρειο ημισφαίριο χαρακτηρίζεται από πιο μαλακόχειμώνας και δροσερό καλοκαίρι Στο νότιο ημισφαίριο, οι χειμώνες είναι πιο κρύοι και καλοκαίρια πιο ζεστά. Στην κρύα εποχή, μπορεί να σχηματιστεί ελαφρός παγετός στην επιφάνεια ακόμη και έξω από τα πολικά καλύμματα. Το διαστημικό σκάφος του Φοίνιξ κατέγραψε χιονοπτώσεις, αλλά οι νιφάδες χιονιού εξατμίστηκαν πριν φτάσουν στην επιφάνεια.
Σύμφωνα με τη NASA (2004), η μέση θερμοκρασίαείναι ~ 210 Κ (-63 ° C). Σύμφωνα με το Viking lander, το ημερήσιο εύρος θερμοκρασίας είναι από 184 K έως 242 K (-89 έως -31 ° C) (Viking-1) και η ταχύτητα του ανέμου είναι 2-7 m / s (καλοκαίρι), 5 -10 m / s (φθινόπωρο), 17-30 m / s (καταιγίδα σκόνης)
Η καταπληκτική κατάθλιψη Hellas είναι το βαθύτερο μέρος στον Άρη, όπου μπορεί να καταγραφεί η υψηλότερη ατμοσφαιρική πίεση
Σύμφωνα με τον ανιχνευτή προσγείωσης Mars-6, ο μέσος όροςΗ θερμοκρασία της τροπόσφαιρας του Άρη είναι 228 Κ, στην τροπόσφαιρα η θερμοκρασία μειώνεται κατά μέσο όρο 2,5 μοίρες ανά χιλιόμετρο και η στρατόσφαιρα, που βρίσκεται πάνω από την τροπόπαυση (30 χλμ.), Έχει σχεδόν σταθερή θερμοκρασία 144 Κ.
Ερευνητές από το κέντρο Carl Sagan inΤο 2007-2008 κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι τις τελευταίες δεκαετίες συνεχίζεται μια διαδικασία θέρμανσης στον Άρη. Οι ειδικοί της NASA επιβεβαίωσαν αυτή την υπόθεση με βάση μια ανάλυση των αλλαγών στο άλμπεντο διαφορετικών τμημάτων του πλανήτη. Άλλοι ειδικοί πιστεύουν ότι είναι πολύ νωρίς για να εξαχθούν τέτοια συμπεράσματα.
Τον Μάιο του 2016, ερευνητές από τη ΝοτιοδυτικήΤο Ινστιτούτο Ερευνών στο Boulder του Κολοράντο δημοσίευσε ένα άρθρο στην Επιστήμη, το οποίο παρουσίασε νέα στοιχεία για τη συνεχιζόμενη υπερθέρμανση του κλίματος (με βάση την ανάλυση δεδομένων από το Mars Reconnaissance Orbiter). Κατά τη γνώμη τους, αυτή η διαδικασία είναι μακρά και συνεχίζεται, ίσως, για 370 χιλιάδες χρόνια.
Υπάρχουν προτάσεις που στο παρελθόν η ατμόσφαιραθα μπορούσε να είναι πυκνότερο, και το κλίμα ζεστό και υγρό, και υγρό νερό υπήρχε στην επιφάνεια του Άρη και έβρεχε. Απόδειξη αυτής της υπόθεσης είναι η ανάλυση του μετεωρίτη ALH 84001, η οποία έδειξε ότι πριν από περίπου 4 δισεκατομμύρια χρόνια η θερμοκρασία του Άρη ήταν 18 ± 4 ° C.
Το κύριο χαρακτηριστικό της γενικής κυκλοφορίας της ατμόσφαιραςΟ Άρης είναι μεταβάσεις φάσης του διοξειδίου του άνθρακα στα πολικά καλύμματα, οδηγώντας σε σημαντικές μεσημβρινές ροές. Η αριθμητική μοντελοποίηση της γενικής κυκλοφορίας της ατμόσφαιρας του Άρη δείχνει μια σημαντική ετήσια διακύμανση της πίεσης με δύο ελάχιστα λίγο πριν από τις ισημεριές, η οποία επιβεβαιώνεται επίσης από παρατηρήσεις του προγράμματος Viking.
Η ανάλυση των δεδομένων πίεσης αποκάλυψε ετήσια καιεξαμηνιαίους κύκλους. Είναι ενδιαφέρον ότι, όπως και στη Γη, το μέγιστο των εξαμηνιαίων διακυμάνσεων στην ταχύτητα του ανέμου των ζωνών συμπίπτει με τις ισημερίες. Η αριθμητική μοντελοποίηση αποκαλύπτει επίσης έναν σημαντικό κύκλο του δείκτη με περίοδο 4-6 ημερών κατά τα ηλιοστάσια. Ο Βίκινγκ ανακάλυψε μια ομοιότητα με τον κύκλο του δείκτη στον Άρη με παρόμοιες διακυμάνσεις στις ατμόσφαιρες άλλων πλανητών.
Από πού προέρχονται νερό και πάγος στον Άρη;
Ο Άρης μοιάζει πολύ με τη Γη από πολλές απόψεις, γεγονός που ανάγκασε τους επιστήμονες του 19ου και των αρχών του 20ου αιώνα να παραδεχτούν ότι υπάρχει ζωή και υγρό νερό σε αυτόν.
Καθώς ο όγκος των δεδομένων που συλλέγονται για τον πλανήτη αυξάνεται,χρησιμοποιώντας διάφορες μεθόδους, για παράδειγμα, χρησιμοποιώντας φασματοσκοπικές μετρήσεις, έγινε σαφές ότι η ποσότητα του νερού στην ατμόσφαιρα του Άρη είναι αμελητέα, αλλά εξακολουθεί να υπάρχει.
Πρώτα απ 'όλα, επιστήθηκε η προσοχή των ερευνητώνπολικά καπάκια του Άρη, καθώς υποτίθεται ότι θα μπορούσαν να αποτελούνται από πάγο νερού κατ' αναλογία με την Ανταρκτική ή τη Γροιλανδία στη Γη, αλλά υποτέθηκε επίσης ότι ήταν στερεό διοξείδιο του άνθρακα.
Το τελευταίο υποστηρίχθηκε από τα αποτελέσματα ενός απότα πρώτα αριθμητικά πειράματα το 1966 σε υπολογιστή IBM 7074 για την προσομοίωση ημερήσιων και ετήσιων αλλαγών θερμοκρασίας στην επιφάνεια του Άρη ανάλογα με το γεωγραφικό πλάτος και την αντίστοιχη δυναμική των πολικών καλυμμάτων για περιπτώσεις που αποτελούνται από H2O και CO2. Οι συγγραφείς αυτής της εργασίας κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι η ετήσια διακύμανση στο μέγεθος των πολικών καλυμμάτων που έλαβαν στη δεύτερη περίπτωση είναι πολύ πιο κοντά στην παρατηρούμενη.
Lambert Equal Area Azimuthανάγλυφο της επιφάνειας του Άρη από τον Βόρειο Πόλο στον ισημερινό, γυρισμένο από το υψόμετρο MOLA [en]. Τα σύνορα της Βόρειας Πεδιάδας μοιάζουν έντονα με την ακτή του ωκεανού, η οποία μπορεί να έχει καλύψει αυτήν την περιοχή στην αρχαιότητα.
Αποθέματα νερού στον Άρη
- Πάγος
Επί του παρόντος ανοιχτό και αξιόπιστοοι καθιερωμένοι όγκοι νερού στον Άρη συγκεντρώνονται κυρίως στη λεγόμενη κρυόσφαιρα - ένα σχεδόν επιφανειακό στρώμα μόνιμου παγετού πάχους δεκάδων και εκατοντάδων μέτρων.
Το μεγαλύτερο μέρος αυτού του πάγου είναι κάτωповерхностью планеты, поскольку при нынешних климатических условиях не может существовать стабильно и оказавшись на поверхности, быстро испаряется; только в приполярных областях температура достаточно низкая для стабильного существования льда в течение всего года — это полярные шапки.
Ο συνολικός όγκος πάγου στην επιφάνεια και σετο στρώμα πλησίον επιφανείας εκτιμάται σε 5 εκατομμύρια km³ (και σε βαθύτερα στρώματα, πιθανώς πολύ μεγαλύτερα αποθέματα αλμυρού νερού υποπεριμέτρου μπορεί να συγκεντρωθεί. Ο όγκος τους εκτιμάται στα 54-77 εκατομμύρια km³). Σε λιωμένη κατάσταση, θα κάλυπτε την επιφάνεια του Άρη με στρώμα νερού πάχους 35 μέτρων.
- Υγρό
Στις 25 Ιουλίου 2018, κυκλοφόρησε μια αναφορά για την ανακάλυψη,με βάση την έρευνα ραντάρ MARSIS. Το έργο έδειξε την παρουσία μιας υποπαγετώνης λίμνης στον Άρη, που βρίσκεται σε βάθος 1,5 χιλιομέτρου κάτω από τον πάγο του Νότιου Πολικού Κώματος, πλάτους περίπου 20 χιλιομέτρων. Αυτό έγινε το πρώτο γνωστό μόνιμο σώμα νερού στον Άρη.
Ανιχνεύοντας μια περιοχή πλάτους περίπου 200 χιλιομέτρωνχρησιμοποιώντας το MARSIS έδειξε ότι η επιφάνεια του Νότιου Πόλου του Άρη είναι καλυμμένη με πολλά στρώματα πάγου και σκόνης και βάθος περίπου 1,5 χιλιομέτρου. Ιδιαίτερα ισχυρή αύξηση στην ανάκλαση του σήματος καταγράφηκε κάτω από στρωμένα ιζήματα σε μια ζώνη 20 χιλιομέτρων σε βάθος περίπου 1,5 χιλιομέτρου.
Έχοντας αναλύσει τις ιδιότητες του ανακλώμενου σήματος καιΑφού μελέτησαν τη σύνθεση των ιζημάτων σε στρώματα, καθώς και το αναμενόμενο προφίλ θερμοκρασίας κάτω από την επιφάνεια αυτής της περιοχής, οι επιστήμονες κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι το ραντάρ είχε εντοπίσει μια θήκη υγρού νερού κάτω από την επιφάνεια.
Η συσκευή δεν μπορούσε να προσδιορίσει πόσο βάθοςμπορεί να υπάρχει λίμνη, αλλά το βάθος της πρέπει να είναι τουλάχιστον αρκετές δεκάδες εκατοστά (το στρώμα του νερού πρέπει να είναι τέτοιο ώστε το MARSIS να το βλέπει).
Πώς αλλάζει το κλίμα στον Άρη;
Η εμφάνιση του Άρη ποικίλλει σε μεγάλο βαθμό ανάλογα με τοαπό τη σεζόν. Πρώτα απ 'όλα, οι αλλαγές στα πολικά καλύμματα είναι εντυπωσιακές. Αναπτύσσονται και συρρικνώνονται δημιουργώντας εποχικά φαινόμενα στην ατμόσφαιρα και στην επιφάνεια του Άρη. Τα πολικά καλύμματα στη μέγιστη επέκτασή τους μπορούν να φτάσουν σε γεωγραφικά πλάτη 50 °. Η διάμετρος του μόνιμου τμήματος του βόρειου πολικού καλύμματος είναι 1000 km. Καθώς το πολικό καπάκι υποχωρεί σε ένα από τα ημισφαίρια την άνοιξη, οι λεπτομέρειες της επιφάνειας του πλανήτη αρχίζουν να σκοτεινιάζουν.
Το βόρειο και το νότιο πολικό καπάκι αποτελείται από δύοσυστατικά: εποχιακό - διοξείδιο του άνθρακα και κοσμικό - πάγος νερού. Σύμφωνα με στοιχεία του δορυφόρου Mars Express, το πάχος των καλυμμάτων μπορεί να κυμαίνεται από 1 m έως 3,7 km. Ο ανιχνευτής Mars Odyssey ανακάλυψε ενεργούς θερμοπίδακες στο νότιο πολικό καπάκι του Άρη. Σύμφωνα με τους ειδικούς της NASA, πίδακες διοξειδίου του άνθρακα με ανοιξιάτικη θέρμανση ξεσπούν προς τα πάνω σε μεγάλα ύψη, παίρνοντας μαζί τους σκόνη και άμμο.
Στοιχεία από το Mars Reconnaissance Orbiterκατέστησε δυνατή την ανακάλυψη ενός σημαντικού στρώματος πάγου κάτω από βραχώδεις πλάκες στους πρόποδες των βουνών. Ο παγετώνας, πάχους εκατοντάδων μέτρων, καλύπτει μια έκταση χιλιάδων τετραγωνικών χιλιομέτρων και η περαιτέρω μελέτη του μπορεί να δώσει πληροφορίες για την ιστορία του κλίματος του Άρη.
Το 2018, το ραντάρ MARSIS που εγκαταστάθηκε στον ανιχνευτή Mars Express έδειξε την παρουσία μιας υποπαγετωνικής λίμνης στον Άρη, που βρίσκεται σε βάθος 1,5 χιλιομέτρου κάτω από τον πάγο του Νότιου Πολικού Κώματος (στοPlanum australe), πλάτους περίπου 20 χλμ.
Πώς συνέβησαν οι παγετώσεις στον πλανήτη;
Οι επιστήμονες το έμαθαν επίσης μετά από μελέτηεικόνες από τα πολικά καπέλα. Οι φωτογραφίες δείχνουν ότι πριν από περίπου 375 χιλιάδες χρόνια τελείωσε η εποχή των παγετώνων στον κόκκινο πλανήτη, από τον οποίο ο πλανήτης αναδύεται σταδιακά σήμερα.
Το κλίμα στον Άρη αλλάζει πολύ περισσότερο από ό,τι στον ΆρηΗ Γη, αφού ο άξονας περιστροφής της «ταλαντεύεται» αισθητά περισσότερο από αυτό του πλανήτη μας. Επομένως, στο παρελθόν, ο Άρης θα μπορούσε να φαινόταν εντελώς διαφορετικός από αυτό που τον βλέπουμε σήμερα.
Isaac Smith, ερευνητής στο Southeast Research Institute στο Boulder (ΗΠΑ).
Αναλύοντας τα δεδομένα που συλλέγονται από εργαλεία ανιχνευτήΟ MRO, όταν μελετούσε τα αποθέματα πάγου νερού στο βόρειο πόλο του κόκκινου πλανήτη, ο Smith και οι συνάδελφοί του διαπίστωσαν ότι ο Άρης είχε εποχή παγετού στο σχετικά πρόσφατο παρελθόν, μετά το οποίο σταδιακά θερμάνθηκε.
Κατά τη διάρκεια του νέου έργου, οι πλανητικοί επιστήμονες υπό την ηγεσίαΟ Joseph Levy, Αναπληρωτής Καθηγητής στο Πανεπιστήμιο Colgate (ΗΠΑ), έδωσε λίγη σαφήνεια σε αυτό το ζήτημα. Στις εικόνες του Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), έκαναν τα πρώτα σαφή ίχνη του γεγονότος ότι μετά την εξαφάνιση του μεγαλύτερου μέρους της ατμόσφαιρας, η επιφάνεια του πλανήτη γνώρισε αρκετές περιόδους παγετώματος.
Οι επιστήμονες ενδιαφέρθηκαν για γεωμορφές που μπορούσανσχηματίζονται στην επιφάνεια του Άρη λόγω της κίνησης των μαζών πάγου. Μία από τις πιο αξιοσημείωτες δομές αυτού του είδους είναι τα λεγόμενα περιθώρια ιζήματος λοβών. Αυτό αποκαλούν οι πλανητολόγοι συσσωρεύσεις λιθόστρωτων και άλλων θραυσμάτων βράχου στις χαμηλότερες πλαγιές βουνών και λόφων, που πιθανώς έφτασαν εκεί ως αποτέλεσμα της κίνησης των παγετώνων.
Πότε ήταν η τελευταία εποχή των παγετώνων στον Άρη;
Μετά την ανάλυση εκατοντάδων εικόνων ραντάρ από το MRO καιφωτογραφίες που τραβήχτηκαν από ανιχνευτές από τη σειρά Viking πριν από περισσότερα από 35 χρόνια, οι συντάκτες του άρθρου κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι ο Άρης βρισκόταν σε εποχή παγετώνων σχετικά πρόσφατα, περίπου πριν από 370-375 χιλιάδες χρόνια.
Κατά την υποχώρηση των παγετώνων στους πόλους του Άρη,Σύμφωνα με τους υπολογισμούς των πλανητών επιστημόνων, έχουν συσσωρευτεί πάνω από 87 χιλιάδες κυβικά χιλιόμετρα πάγου νερού, αυτό θα ήταν αρκετό για να καλύψει ολόκληρη την επιφάνεια του κόκκινου πλανήτη με στρώμα νερού πάχους 60 εκατοστών. Τέτοια αποθέματα νερού προκάλεσαν έκπληξη στους επιστήμονες, οι οποίοι περίμεναν να δουν τρεις φορές λιγότερο πάγο από ό, τι δείχνουν τα δεδομένα από τα όργανα MRO.
Σύμφωνα με τους συντάκτες του άρθρου, το λιώσιμο των πάγωνσυνεχίζεται σήμερα. Αυτό αποδεικνύεται από πρόσφατα ανακαλυφθέντα ίχνη κίνησης του νερού στην επιφάνεια του κόκκινου πλανήτη. Περαιτέρω παρατηρήσεις παγετώνων, ελπίζει ο πλανητικός επιστήμονας, θα βοηθήσουν στην κατανόηση του πώς θα μοιάζει ο Άρης στο εγγύς μέλλον και πώς αυτές οι αλλαγές θα επηρεάσουν την πιθανή κατοικησιμότητα του.
Διαβάστε περισσότερα:
Άμβλωση και επιστήμη: τι θα συμβεί στα παιδιά που θα γεννήσουν
Το ένα τρίτο αυτών που έχουν αναρρώσει από το COVID-19 επιστρέφουν στο νοσοκομείο. Κάθε όγδοο - πεθαίνει
Ονομάστηκε ένα φυτό που δεν φοβάται την κλιματική αλλαγή. Τρέφει ένα δισεκατομμύριο ανθρώπους