Jaki klimat panuje na Marsie?
Klimat, podobnie jak na Ziemi, ma charakter sezonowy. Kąt nachylenia Marsa do płaszczyzny
Peryhelium Mars przechodzi w środku zimypółkula północna i lato na południu, aphelium - w szczycie zimy na półkuli południowej i odpowiednio lata na północy. W rezultacie klimat półkuli północnej i południowej jest inny.
Półkula północna charakteryzuje się bardziej miękkązima i chłodne lato; na półkuli południowej zimy są chłodniejsze, a lata cieplejsze. W zimnych porach roku nawet poza czapami polarnymi na powierzchni może tworzyć się lekki szron. Sonda kosmiczna Phoenix zarejestrowała opady śniegu, ale płatki śniegu wyparowały, zanim dotarły na powierzchnię.
Według NASA (2004) średnia temperaturawynosi ~ 210 K (-63 ° C). Według lądownika Viking dzienny zakres temperatur wynosi od 184 K do 242 K (-89 do -31 ° C) (Viking-1), a prędkość wiatru to 2-7 m / s (lato), 5-10 m / s (jesień), 17-30 m / s (burza piaskowa)
Depresja szokowa Hellas to najgłębsze miejsce na Marsie, w którym można zarejestrować najwyższe ciśnienie atmosferyczne
Według sondy lądującej Mars-6 średniaTemperatura troposfery Marsa wynosi 228 K, w troposferze temperatura spada średnio o 2,5 stopnia na kilometr, a stratosfera, znajdująca się powyżej tropopauzy (30 km), ma prawie stałą temperaturę 144 K.
Naukowcy z Centrum Carla Sagana wW latach 2007-2008 doszli do wniosku, że w ostatnich dziesięcioleciach na Marsie zachodzi proces ocieplenia. Specjaliści z NASA potwierdzili tę hipotezę na podstawie analizy zmian albedo różnych części planety. Inni eksperci uważają, że jest zbyt wcześnie na wyciąganie takich wniosków.
W maju 2016 r. Naukowcy z południowego zachoduResearch Institute w Boulder w Kolorado opublikował artykuł w Science, w którym przedstawiono nowe dowody na trwające ocieplenie klimatu (na podstawie analizy danych z Mars Reconnaissance Orbiter). Ich zdaniem proces ten jest długi i trwa być może od 370 tysięcy lat.
Są sugestie, że w przeszłości atmosferamogła być gęstsza, a klimat ciepły i wilgotny, a woda w stanie ciekłym istniała na powierzchni Marsa i padał deszcz. Dowodem tej hipotezy jest analiza meteorytu ALH 84001, który wykazał, że około 4 miliardy lat temu temperatura Marsa wynosiła 18 ± 4 ° C.
Główna cecha ogólnej cyrkulacji atmosferyMars to przemiany fazowe dwutlenku węgla w czapach polarnych, prowadzące do znacznych strumieni południkowych. Modelowanie numeryczne ogólnej cyrkulacji atmosfery Marsa wskazuje na znaczną roczną zmianę ciśnienia z dwoma minimami na krótko przed równonocami, co również potwierdzają obserwacje z programu Viking.
Analiza danych dotyczących ciśnienia ujawniła roczne icykle półroczne. Co ciekawe, podobnie jak na Ziemi, maksimum półrocznych wahań strefowej prędkości wiatru pokrywa się z równonocą. Modelowanie numeryczne ujawnia również znaczny cykl indeksu z okresem 4-6 dni podczas przesilenia. Viking odkrył podobieństwo do cyklu indeksowego na Marsie z podobnymi wahaniami w atmosferach innych planet.
Skąd pochodzi woda i lód na Marsie?
Mars jest pod wieloma względami bardzo podobny do Ziemi, co zmusiło naukowców XIX i początku XX wieku do przyznania, że istnieje na nim życie i woda w stanie ciekłym.
Wraz ze wzrostem ilości danych gromadzonych na temat planety,stosując różne metody, na przykład za pomocą pomiarów spektroskopowych, stało się jasne, że ilość wody w atmosferze Marsa jest znikoma, ale nadal jest obecna.
Przede wszystkim zwrócono uwagę badaczyczapy polarne Marsa, ponieważ zakładano, że mogą składać się z lodu wodnego, analogicznie do Antarktydy czy Grenlandii na Ziemi, ale wysunięto również hipotezę, że jest to stały dwutlenek węgla.
To ostatnie zostało poparte wynikami jednego zpierwsze eksperymenty numeryczne w 1966 r. na komputerze IBM 7074 mające na celu symulację dobowych i rocznych zmian temperatury na powierzchni Marsa w zależności od szerokości geograficznej i odpowiadającej im dynamiki czap polarnych dla przypadków, gdy składają się one z H2O i CO2. Autorzy tej pracy doszli do wniosku, że roczna zmienność wielkości czap polarnych uzyskana w drugim przypadku jest znacznie bliższa obserwowanej.
Azymut równej powierzchni Lambertarelief powierzchni Marsa od bieguna północnego do równika, uchwycony przez wysokościomierz MOLA [en]. Granica Niziny Północnej mocno przypomina wybrzeże oceanu, które prawdopodobnie w starożytności obejmowało ten obszar.
Rezerwy wody na Marsie
- lód
В настоящее время открытые и достоверно установленные объёмы воды на Марсе сосредоточены преимущественно в так называемой криосфере — приповерхностном слое вечной мерзлоты мощностью в десятки и сотни метров.
Большая часть этого льда находится под поверхностью 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.
Całkowita objętość lodu na powierzchni i wewnątrzWarstwę przypowierzchniową szacuje się na 5 mln km³ (aw warstwach głębszych można prawdopodobnie skoncentrować znacznie większe rezerwy słonej wody spod zmarzliny. Ich objętość szacuje się na 54-77 mln km³). W stanie stopionym pokrywałby powierzchnię Marsa warstwą wody o grubości 35 m.
- Ciekły
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, шириной около 20 км. Это стало первым известным постоянным водоёмом на Марсе.
Зондирование области шириной около 200 километров с помощью MARSIS показало, что поверхность Южного полюса Марса покрыта несколькими слоями льда и пыли и глубиной около 1,5 километров. Особенно мощное усиление отражения сигнала было зафиксировано под слоистыми отложениями в пределах 20-километровой зоны на глубине около 1,5 километра.
Проанализировав свойства отраженного сигнала и изучив состав слоистых отложений, а также ожидаемый температурный профиль под поверхностью этой области, ученые пришли к выводу, что радар обнаружил под поверхностью карман с озером из жидкой воды.
Прибор не смог определить, насколько глубоким может быть озеро, но его глубина должна составлять как минимум несколько десятков сантиметров (таким должен быть слой воды, чтобы его увидел MARSIS).
Jak zmienia się klimat na Marsie?
Wygląd Marsa różni się znacznie w zależności odod sezonu. Przede wszystkim uderzające są zmiany w czapach polarnych. Rosną i kurczą się, tworząc zjawiska sezonowe w atmosferze i na powierzchni Marsa. Czapy polarne przy maksymalnej ekspansji mogą osiągnąć szerokość geograficzną 50 °. Średnica stałej części północnej czapy polarnej wynosi 1000 km. Gdy czapka polarna cofa się wiosną na jednej z półkul, szczegóły powierzchni planety zaczynają ciemnieć.
Северная и Южная полярные шапки состоят из двух составляющих: сезонной — углекислого газа и вековой — водяного льда. По данным со спутника «Марс-экспресс», толщина шапок может составлять от 1 м до 3,7 км. Аппарат «Марс Одиссей» обнаружил на южной полярной шапке Марса действующие гейзеры. Как считают специалисты НАСА, струи углекислого газа с весенним потеплением вырываются вверх на большую высоту, унося с собой пыль и песок.
Данные аппарата Mars Reconnaissance Orbiter позволили обнаружить под каменистыми осыпями у подножия гор значительный слой льда. Ледник толщиной в сотни метров занимает площадь в тысячи квадратных километров, и его дальнейшее изучение способно дать информацию об истории марсианского климата.
В 2018 году радар MARSIS, установленный на аппарате Марс-экспресс, показал наличие подлёдного озера на Марсе, расположенного на глубине 1,5 км подо льдом Южной полярной шапки (на Planum australe), шириной около 20 км.
Jak doszło do epoki lodowcowej na planecie?
Об этом ученые также узнали после изучения снимков полярных шапок. Фотографии указывают на то, что примерно 375 тысяч лет назад на красной планете закончился ледниковый период, из которого планета постепенно выходит сегодня.
Климат на Марсе меняется гораздо сильнее, чем на Земле, так как его ось вращения «качается» заметно больше, чем у нашей планеты. Поэтому в прошлом Марс мог выглядеть совсем не так, каким мы его видим сегодня.
Айзек Смит, исследователь из Юго-Восточного исследовательского института в Боулдере (США).
Analizując dane zebrane przez narzędzia sondyMRO, badając osady lodu wodnego na biegunie północnym czerwonej planety, Smith i współpracownicy odkryli, że na Marsie stosunkowo niedawno doszło do epoki lodowcowej, po której stopniowo się ociepla.
W trakcie nowej pracy planetolodzy pod kierunkiemJoseph Levy, profesor nadzwyczajny na Uniwersytecie Colgate (USA), nieco wyjaśnił tę kwestię. Na zdjęciach Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) dostrzegli pierwsze wyraźne ślady tego, że po zniknięciu większości atmosfery powierzchnia planety przeszła kilka okresów zlodowacenia.
Ученых интересовали формы рельефа, которые могли образоваться на поверхности Марса из-за движения массивов льда. Одна из самых заметных структур такого рода — так называемые лопастные наносные окраины. Так планетологи называют скопления булыжников и других обломков пород на нижних склонах гор и холмов, которые, предположительно, попали туда в результате движения ледников.
Kiedy była ostatnia epoka lodowcowa na Marsie?
Проанализировав сотни радарных снимков с MRO и фотографии, полученные зондами из серии «Викинг» более 35 лет назад, авторы статьи пришли к выводу, что Марс относительно недавно, около 370-375 тысяч лет назад, находился в ледниковом периоде.
Podczas cofania się lodowców na biegunach Marsa,według obliczeń planetologów nagromadziło się ponad 87 tysięcy kilometrów sześciennych lodu wodnego, co wystarczyłoby do pokrycia całej powierzchni czerwonej planety warstwą wody o grubości 60 centymetrów. Takie rezerwy wody były zaskoczeniem dla naukowców, którzy spodziewali się zobaczyć trzy razy mniej lodu, niż pokazują dane z instrumentów MRO.
По словам авторов статьи, таяние льда продолжается и сегодня. Об этом говорят недавно открытые следы движения воды по поверхности красной планеты. Дальнейшие наблюдения за ледниками, как надеется планетолог, помогут понять, как будет выглядеть Марс в ближайшем будущем и как эти изменения отразятся на его потенциальной обитаемости.
Czytaj więcej:
Aborcja i nauka: co stanie się z dziećmi, które będą rodzić
Jedna trzecia osób, które wyzdrowiały po COVID-19, wraca do szpitala. Co ósma - umiera
Nazwany rośliną, która nie boi się zmian klimatycznych. Karmi miliard ludzi