สภาพภูมิอากาศบนดาวอังคารเป็นอย่างไร?
ภูมิอากาศก็เหมือนกับบนโลกที่เป็นฤดูกาล มุมเอียงของดาวอังคารกับเครื่องบิน
Perihelion Mars ผ่านไปในช่วงฤดูหนาวซีกโลกเหนือและฤดูร้อนทางตอนใต้ aphelion - ในช่วงฤดูหนาวในซีกโลกใต้และฤดูร้อนทางตอนเหนือ ส่งผลให้ภูมิอากาศของซีกโลกเหนือและซีกโลกใต้แตกต่างกัน
ซีกโลกเหนือมีลักษณะที่นุ่มนวลกว่าฤดูหนาวและฤดูร้อนที่เย็นสบาย ในซีกโลกใต้ฤดูหนาวอากาศจะหนาวเย็นกว่าและฤดูร้อนจะร้อนกว่า ในฤดูหนาวน้ำค้างแข็งเบาบางสามารถก่อตัวขึ้นบนพื้นผิวได้แม้จะอยู่นอกขั้วแคป ยานอวกาศฟีนิกซ์บันทึกภาพหิมะตก แต่เกล็ดหิมะระเหยก่อนถึงผิวน้ำ
ตาม NASA (2004) อุณหภูมิเฉลี่ยคือ ~ 210 K (-63 ° C) จากข้อมูลของยานสำรวจไวกิ้งช่วงอุณหภูมิรายวันอยู่ระหว่าง 184 K ถึง 242 K (-89 ถึง -31 ° C) (Viking-1) และความเร็วลมอยู่ที่ 2-7 เมตร / วินาที (ฤดูร้อน) 5-10 m / s (ฤดูใบไม้ร่วง), 17-30 m / s (พายุฝุ่น)
พายุดีเปรสชันเฮลลาสเป็นจุดที่ลึกที่สุดบนดาวอังคารซึ่งสามารถบันทึกความดันบรรยากาศสูงสุดได้
ตามค่าเฉลี่ยของยานสำรวจลงจอด Mars-6อุณหภูมิของโทรโพสเฟียร์ของดาวอังคารคือ 228 K ในโทรโพสเฟียร์อุณหภูมิจะลดลงโดยเฉลี่ย 2.5 องศาต่อกิโลเมตรและสตราโตสเฟียร์ที่อยู่เหนือโทรโพสเฟียร์ (30 กม.) มีอุณหภูมิเกือบคงที่ 144 เค
นักวิจัยจากศูนย์คาร์ล เซแกนในปี 2550-2551 พวกเขาได้ข้อสรุปว่ากระบวนการทำให้โลกร้อนเกิดขึ้นบนดาวอังคารในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมา ผู้เชี่ยวชาญของ NASA ยืนยันสมมติฐานนี้โดยอาศัยการวิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงในอัลเบโด้ในส่วนต่างๆ ของโลก ผู้เชี่ยวชาญคนอื่นๆ เชื่อว่ายังเร็วเกินไปที่จะสรุปผลดังกล่าว
ในเดือนพฤษภาคม 2559 นักวิจัยจากภาคตะวันตกเฉียงใต้สถาบันวิจัยในโบลเดอร์โคโลราโดตีพิมพ์บทความใน Science ซึ่งนำเสนอหลักฐานใหม่เกี่ยวกับภาวะโลกร้อนที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง (จากการวิเคราะห์ข้อมูลจาก Mars Reconnaissance Orbiter) ในความเห็นของพวกเขากระบวนการนี้ใช้เวลานานและอาจจะเป็นเวลา 370 พันปี
มีคำแนะนำว่าในอดีตบรรยากาศอาจมีความหนาแน่นมากกว่าและสภาพอากาศอบอุ่นและชื้นและมีน้ำเหลวอยู่บนพื้นผิวดาวอังคารและฝน การพิสูจน์สมมติฐานนี้คือการวิเคราะห์อุกกาบาต ALH 84001 ซึ่งแสดงให้เห็นว่าเมื่อประมาณ 4 พันล้านปีก่อนอุณหภูมิของดาวอังคารอยู่ที่ 18 ± 4 ° C
คุณสมบัติหลักของการหมุนเวียนทั่วไปของบรรยากาศดาวอังคารคือการเปลี่ยนเฟสของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในขั้วลบซึ่งนำไปสู่การไหลเวียนของกระแสลมอย่างมีนัยสำคัญ การสร้างแบบจำลองเชิงตัวเลขของการหมุนเวียนทั่วไปของชั้นบรรยากาศของดาวอังคารบ่งบอกถึงการเปลี่ยนแปลงความดันประจำปีอย่างมีนัยสำคัญโดยมีสอง minima ไม่นานก่อนหน้า Equinoxes ซึ่งได้รับการยืนยันจากการสังเกตจากโปรแกรมไวกิ้ง
การวิเคราะห์ข้อมูลแรงกดดันเปิดเผยประจำปีและรอบครึ่งปี เป็นที่น่าสนใจว่าเช่นเดียวกับบนโลก ความผันผวนสูงสุดของความเร็วลมในโซนทุกครึ่งปีเกิดขึ้นพร้อมกับวิษุวัต การสร้างแบบจำลองเชิงตัวเลขยังเผยให้เห็นวงจรที่สำคัญของดัชนีด้วยระยะเวลา 4-6 วันในช่วงครีษมายัน ไวกิ้งค้นพบความคล้ายคลึงกับวัฏจักรดัชนีบนดาวอังคาร โดยมีความผันผวนในชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ดวงอื่นคล้ายกัน
น้ำและน้ำแข็งมาจากไหนบนดาวอังคาร?
ดาวอังคารมีความคล้ายคลึงกับโลกมากในหลาย ๆ ด้าน ซึ่งทำให้นักวิทยาศาสตร์ในศตวรรษที่ 19 และต้นศตวรรษที่ 20 ต้องยอมรับว่ามีสิ่งมีชีวิตและน้ำของเหลวอยู่บนดาวอังคาร
เมื่อปริมาณข้อมูลที่รวบรวมเกี่ยวกับดาวเคราะห์ดวงนี้เพิ่มมากขึ้นโดยใช้วิธีการต่างๆ เช่น ใช้การวัดทางสเปกโทรสโกปี ก็ชัดเจนว่าปริมาณน้ำในชั้นบรรยากาศของดาวอังคารมีน้อยมากแต่ก็ยังคงมีอยู่
ประการแรก ความสนใจของนักวิจัยถูกดึงไปที่หมวกขั้วโลกของดาวอังคาร เนื่องจากสันนิษฐานว่าอาจประกอบด้วยน้ำแข็งโดยการเปรียบเทียบกับแอนตาร์กติกาหรือกรีนแลนด์บนโลก แต่ก็สันนิษฐานด้วยว่าเป็นคาร์บอนไดออกไซด์ที่เป็นของแข็ง
หลังได้รับการสนับสนุนจากผลลัพธ์อย่างใดอย่างหนึ่งการทดลองเชิงตัวเลขครั้งแรกในปี 1966 บนคอมพิวเตอร์ IBM 7074 เพื่อจำลองการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิรายวันและรายปีบนพื้นผิวดาวอังคาร ขึ้นอยู่กับละติจูดและไดนามิกที่สอดคล้องกันของขั้วแคปขั้วในกรณีที่ประกอบด้วย H2O และ CO2 ผู้เขียนงานนี้ได้ข้อสรุปว่าการเปลี่ยนแปลงขนาดของโพลาร์แคปที่ได้รับในกรณีที่สองในแต่ละปีนั้นใกล้เคียงกับที่สังเกตไว้มาก
Lambert Equal Area Azimuthความโล่งใจของพื้นผิวดาวอังคารจากขั้วโลกเหนือไปยังเส้นศูนย์สูตรซึ่งถูกจับโดยเครื่องวัดความสูง MOLA [en] พรมแดนของที่ราบลุ่มทางตอนเหนือมีลักษณะคล้ายกับชายฝั่งของมหาสมุทรซึ่งอาจปกคลุมบริเวณนี้ในสมัยโบราณ
สำรองน้ำบนดาวอังคาร
- น้ำแข็ง
ปัจจุบันเปิดกว้างและเชื่อถือได้ปริมาณน้ำที่จัดตั้งขึ้นบนดาวอังคารนั้นส่วนใหญ่กระจุกตัวอยู่ในสิ่งที่เรียกว่าไครโอสเฟียร์ ซึ่งเป็นชั้นเพอร์มาฟรอสต์ใกล้พื้นผิวที่มีความหนาหลายสิบถึงหลายร้อยเมตร
น้ำแข็งส่วนใหญ่อยู่ใต้นั้นพื้นผิวของดาวเคราะห์เนื่องจากภายใต้สภาพภูมิอากาศปัจจุบันมันไม่สามารถดำรงอยู่ได้อย่างเสถียรและเมื่ออยู่บนพื้นผิวมันจะระเหยไปอย่างรวดเร็ว เฉพาะในบริเวณขั้วโลกใต้เท่านั้นที่มีอุณหภูมิต่ำเพียงพอสำหรับการคงอยู่ของน้ำแข็งตลอดทั้งปี ซึ่งก็คือขั้วแคป
ปริมาตรรวมของน้ำแข็งบนพื้นผิวและในชั้นใกล้ผิวดินมีค่าประมาณ 5 ล้านกม. (และในชั้นที่ลึกลงไปอาจมีปริมาณน้ำสำรองที่มากขึ้นของน้ำเกลือใต้ผิวแข็งที่เข้มข้นได้ปริมาตรประมาณ 54-77 ล้านกม.) ในสภาพหลอมเหลวมันจะปกคลุมพื้นผิวของดาวอังคารด้วยชั้นน้ำหนา 35 ม.
- ของเหลว
เมื่อวันที่ 25 กรกฎาคม 2561 มีการเปิดเผยรายงานการค้นพบว่าจากการวิจัยเรดาร์ของ MARSIS งานดังกล่าวเผยให้เห็นการมีอยู่ของทะเลสาบใต้ธารน้ำแข็งบนดาวอังคาร ซึ่งตั้งอยู่ที่ความลึก 1.5 กม. ใต้น้ำแข็งของขั้วโลกใต้ กว้างประมาณ 20 กม. นี่เป็นแหล่งน้ำถาวรแห่งแรกที่รู้จักบนดาวอังคาร
สำรวจพื้นที่กว้างประมาณ 200 กิโลเมตรการใช้ MARSIS แสดงให้เห็นว่าพื้นผิวขั้วโลกใต้ของดาวอังคารถูกปกคลุมด้วยน้ำแข็งและฝุ่นหลายชั้นและมีความลึกประมาณ 1.5 กิโลเมตร การสะท้อนสัญญาณที่เพิ่มขึ้นอย่างมากเป็นพิเศษถูกบันทึกไว้ภายใต้ชั้นตะกอนภายในเขต 20 กิโลเมตรที่ระดับความลึกประมาณ 1.5 กิโลเมตร
มีการวิเคราะห์คุณสมบัติของสัญญาณที่สะท้อนแล้วและหลังจากศึกษาองค์ประกอบของชั้นตะกอน รวมถึงอุณหภูมิที่คาดหวังใต้พื้นผิวของบริเวณนี้ นักวิทยาศาสตร์สรุปว่าเรดาร์ตรวจพบถุงน้ำของเหลวใต้พื้นผิว
อุปกรณ์ไม่สามารถระบุได้ว่าลึกแค่ไหนอาจมีทะเลสาบแต่ต้องมีความลึกอย่างน้อยหลายสิบเซนติเมตร (ชั้นน้ำต้องอยู่ในระดับที่ MARSIS มองเห็นได้)
สภาพอากาศบนดาวอังคารเปลี่ยนแปลงอย่างไร?
ลักษณะของดาวอังคารแตกต่างกันไปมากขึ้นอยู่กับจากฤดูกาล ก่อนอื่นการเปลี่ยนแปลงของขั้วลบเป็นสิ่งที่น่าประทับใจ พวกมันเติบโตและหดตัวสร้างปรากฏการณ์ตามฤดูกาลในชั้นบรรยากาศและบนพื้นผิวดาวอังคาร ขั้วแคปที่การขยายตัวสูงสุดสามารถเข้าถึงละติจูด 50 ° เส้นผ่านศูนย์กลางของส่วนถาวรของหมวกขั้วเหนือคือ 1,000 กม. เมื่อหมวกขั้วลดลงในซีกใดซีกหนึ่งในฤดูใบไม้ผลิรายละเอียดของพื้นผิวดาวเคราะห์จะเริ่มมืด
หมวกขั้วโลกเหนือและใต้ประกอบด้วยสองอันส่วนประกอบ: ตามฤดูกาล - คาร์บอนไดออกไซด์ และฆราวาส - น้ำแข็งน้ำ ตามข้อมูลจากดาวเทียม Mars Express ความหนาของฝาครอบสามารถอยู่ในช่วงตั้งแต่ 1 ม. ถึง 3.7 กม. ยานสำรวจ Mars Odyssey ค้นพบไกเซอร์ที่ยังคุกรุ่นอยู่บริเวณขั้วใต้ของดาวอังคาร ตามที่ผู้เชี่ยวชาญของ NASA ระบุว่า ไอพ่นของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ก่อให้เกิดภาวะโลกร้อนพุ่งสูงขึ้นจนสูงมาก กลืนฝุ่นและทรายไปด้วย
ข้อมูลจากยานสำรวจดาวอังคารทำให้สามารถค้นพบชั้นน้ำแข็งที่สำคัญใต้แผ่นหินที่ตีนเขาได้ ธารน้ำแข็งที่มีความหนาหลายร้อยเมตร ครอบคลุมพื้นที่หลายพันตารางกิโลเมตร และการศึกษาเพิ่มเติมสามารถให้ข้อมูลเกี่ยวกับประวัติความเป็นมาของภูมิอากาศบนดาวอังคารได้
ในปี พ.ศ. 2561 เรดาร์ MARSIS ที่ติดตั้งบนยานสำรวจ Mars Express แสดงให้เห็นการมีอยู่ของทะเลสาบใต้ธารน้ำแข็งบนดาวอังคาร ซึ่งตั้งอยู่ที่ความลึก 1.5 กม. ใต้แผ่นน้ำแข็งของขั้วโลกใต้ (บนPlanum Australe) กว้างประมาณ 20 กม.
ยุคน้ำแข็งเกิดขึ้นบนโลกได้อย่างไร?
นักวิทยาศาสตร์ยังได้เรียนรู้เกี่ยวกับเรื่องนี้หลังจากศึกษาแล้วรูปภาพของหมวกขั้วโลก ภาพถ่ายระบุว่าเมื่อประมาณ 375,000 ปีก่อน ยุคน้ำแข็งสิ้นสุดลงบนดาวเคราะห์สีแดง ซึ่งดาวเคราะห์ดวงนี้ค่อยๆ โผล่ออกมาในปัจจุบัน
ภูมิอากาศบนดาวอังคารมีการเปลี่ยนแปลงมากกว่าปกติมากโลก เนื่องจากแกนหมุนของมัน «แกว่ง» มากกว่าโลกของเราอย่างเห็นได้ชัด ดังนั้นในอดีตดาวอังคารจึงอาจดูแตกต่างไปจากที่เราเห็นในปัจจุบันอย่างสิ้นเชิง
ไอแซค สมิธ นักวิจัยจากสถาบันวิจัยตะวันออกเฉียงใต้ในโบลเดอร์ (สหรัฐอเมริกา)
โดยการวิเคราะห์ข้อมูลที่รวบรวมโดยเครื่องมือโพรบMRO เมื่อศึกษาการสะสมของน้ำแข็งในน้ำที่ขั้วโลกเหนือของดาวเคราะห์สีแดง Smith และเพื่อนร่วมงานพบว่าดาวอังคารมียุคน้ำแข็งในอดีตที่ผ่านมาหลังจากนั้นก็ค่อยๆอุ่นขึ้น
ในระหว่างการทำงานใหม่นักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์ภายใต้การนำJoseph Levy รองศาสตราจารย์แห่งมหาวิทยาลัยคอลเกต (สหรัฐอเมริกา) ให้ความกระจ่างในประเด็นนี้เล็กน้อย ในภาพของ Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) พวกเขาได้สร้างร่องรอยแรกที่ไม่ชัดเจนของข้อเท็จจริงที่ว่าหลังจากการหายไปของชั้นบรรยากาศส่วนใหญ่พื้นผิวของดาวเคราะห์มีประสบการณ์การแข็งตัวหลายช่วงเวลา
นักวิทยาศาสตร์สนใจธรณีสัณฐานที่สามารถทำได้ก่อตัวบนพื้นผิวดาวอังคารเนื่องจากการเคลื่อนตัวของมวลน้ำแข็ง โครงสร้างที่เห็นได้ชัดเจนที่สุดอย่างหนึ่งในประเภทนี้คือสิ่งที่เรียกว่าขอบตะกอนแบบ lobate นี่คือสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์เรียกว่าการสะสมของก้อนหินปูถนนและเศษหินอื่น ๆ บนเนินด้านล่างของภูเขาและเนินเขา ซึ่งสันนิษฐานว่าไปถึงที่นั่นอันเป็นผลมาจากการเคลื่อนที่ของธารน้ำแข็ง
ยุคน้ำแข็งบนดาวอังคารครั้งสุดท้ายคือเมื่อใด
หลังจากวิเคราะห์ภาพเรดาร์หลายร้อยภาพจาก MRO และภาพถ่ายที่ถ่ายโดยยานสำรวจจากซีรีส์ไวกิ้งเมื่อกว่า 35 ปีที่แล้ว ผู้เขียนบทความได้ข้อสรุปว่าดาวอังคารอยู่ในยุคน้ำแข็งเมื่อไม่นานมานี้ ประมาณ 370-375 พันปีก่อน
ระหว่างการล่าธารน้ำแข็งที่ขั้วของดาวอังคารจากการคำนวณของนักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์พบว่ามีน้ำแข็งในน้ำสะสมมากกว่า 87,000 ลูกบาศก์กิโลเมตรซึ่งเพียงพอที่จะปกคลุมพื้นผิวทั้งหมดของดาวเคราะห์สีแดงด้วยชั้นน้ำที่หนา 60 เซนติเมตร การสำรองน้ำดังกล่าวสร้างความประหลาดใจให้กับนักวิทยาศาสตร์ซึ่งคาดว่าจะเห็นน้ำแข็งน้อยกว่าข้อมูลจากเครื่องมือ MRO ถึงสามเท่า
ตามที่ผู้เขียนบทความน้ำแข็งละลายดำเนินต่อไปในวันนี้ สิ่งนี้เห็นได้จากร่องรอยการเคลื่อนที่ของน้ำบนพื้นผิวดาวเคราะห์สีแดงที่เพิ่งค้นพบ นักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์หวังว่าการสังเกตการณ์ธารน้ำแข็งเพิ่มเติมจะช่วยให้เข้าใจว่าดาวอังคารจะเป็นอย่างไรในอนาคตอันใกล้นี้ และการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้จะส่งผลต่อความสามารถในการอยู่อาศัยของมันอย่างไร
อ่านเพิ่มเติม:
การทำแท้งกับวิทยาศาสตร์: จะเกิดอะไรขึ้นกับเด็กที่จะคลอด
หนึ่งในสามของผู้ที่หายจาก COVID-19 กลับไปที่โรงพยาบาล ทุก ๆ แปด - ตาย
ตั้งชื่อพืชที่ไม่กลัวการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ สามารถเลี้ยงคนได้เป็นพันล้านคน