Який на Марсі клімат?
Клімат, як і Землі, носить сезонний характер. Кут нахилу Марса до площини
Перігелій Марс проходить під час розпалу зимипівнічній півкулі та літа у південній, афелій — під час розпалу зими у південній півкулі та відповідно літа у північній. Внаслідок цього клімат північної та південної півкуль відрізняється.
Для північної півкулі характерні м'якшазима і прохолодне літо; в південній півкулі зима більш холодна, а літо спекотне. У холодну пору року навіть поза полярних шапок на поверхні може утворюватися світлий іній. Апарат «Фенікс» зафіксував снігопад, однак сніжинки випаровувалися, не досягаючи поверхні.
За відомостями НАСА (2004 рік), середня температураскладає ~ 210 K (-63 ° C). За даними посадкових апаратів «Вікінг», добовий температурний діапазон становить від 184 K до 242 K (від -89 до -31 ° C) ( «Вікінг-1»), а швидкість вітру 2-7 м / с (літо), 5 -10 м / с (осінь), 17-30 м / с (пиловий шторм)
Ударна западина Еллада - найглибше місце Марса, де можна зафіксувати саме високий атмосферний тиск
За даними посадкового зонда «Марс-6», середнятемпература тропосфери Марса становить 228 K, в тропосфері температура убуває в середньому на 2,5 градуса на кілометр, а що знаходиться вище тропопаузи (30 км) стратосфера має майже постійну температуру 144 K.
Дослідники з Центру імені Карла Сагана2007-2008 роках дійшли висновку, що в останні десятиліття на Марсі триває процес потепління. Фахівці НАСА підтвердили цю гіпотезу на основі аналізу змін альбедо різних частин планети. Інші фахівці вважають, що такі висновки робити поки що зарано.
У травні 2016 року дослідники з Південно-Західногодослідного інституту в Боулдері (Колорадо) опублікували в журналі Science статтю, в якій висунули нові докази йде потепління клімату (на основі аналізу даних Mars Reconnaissance Orbiter). На їхню думку, цей процес тривалий і йде, можливо, вже протягом 370 тис. Років.
Існують припущення, що в минулому атмосферамогла бути більш щільною, а клімат - теплим і вологим, і на поверхні Марса існувала рідка вода і йшли дощі. Доказом цієї гіпотези є аналіз метеорита ALH 84001, що показав, що близько 4 мільярдів років тому температура Марса становила 18 ± 4 ° C.
Головною особливістю загальної циркуляції атмосфериМарса є фазові переходи вуглекислого газу в полярних шапках, що призводять до значних меридіональним потокам. Чисельне моделювання загальної циркуляції атмосфери Марс вказує на істотний річний хід тиску з двома мінімумами незадовго перед рівноденнями, що підтверджується і спостереженнями за програмою «Вікінг».
Аналіз даних про тиск виявив річний іпіврічні цикли. Цікаво, що, як і Землі, максимум піврічних коливань зональної швидкості вітру збігаються з рівноденнями. Чисельне моделювання виявляє також і суттєвий цикл індексу з періодом 4-6 діб у періоди сонцестоянь. "Вікінгом" виявлено подібність циклу індексу на Марсі з аналогічними коливаннями в атмосферах інших планет.
Звідки на Марсі вода і лід?
Марс дуже схожий із Землею за багатьма показниками, що змушувало вчених XIX — початку ХХ століття припускати, що у ньому є життя і є рідка вода.
У міру зростання обсягу даних про планету, зібранихрізними методами, наприклад, за допомогою спектроскопічних вимірювань, стало зрозуміло, що води в атмосфері Марса мізерно мала кількість, проте вона все ж таки присутня.
Насамперед увагу дослідників привернулиполярні шапки Марса, оскільки передбачалося, що можуть складатися з водного льоду за аналогією з Антарктидою чи Гренландією Землі, проте висловлювалася і гіпотеза, що це твердий діоксид вуглецю.
На користь останньої говорили результати одного зперших чисельних експериментів 1966 року на ЕОМ IBM 7074 з моделювання добових і річних змін температури на поверхні Марса в залежності від широти та відповідної динаміки полярних шапок для випадків, коли вони складаються з H2O та CO2. Автори цієї роботи дійшли висновку, що отримана ними річна варіація розміру полярних шапок у другому випадку набагато ближче до спостережуваної.
Рівновелика азимутальная проекція Ламбертарельєфу поверхні Марса від північного полюса до екватора, відзнятого висотоміром MOLA [en]. Кордон Північної низовини сильно нагадує берег океану, можливо, який покривав цю площу в давнину.
Запаси води на Марсі
- лід
В даний час відкриті та достовірновстановлені об'єми води на Марсі зосереджені переважно у так званій кріосфері — приповерхневому шарі вічної мерзлоти потужністю десятки та сотні метрів.
Більшість цього льоду знаходиться підповерхнею планети, оскільки за нинішніх кліматичних умов не може існувати стабільно і, опинившись на поверхні, швидко випаровується; лише в приполярних областях температура досить низька для стабільного існування льоду протягом усього року – це полярні шапки.
Загальний обсяг льоду на поверхні і впри поверхневому шарі оцінюється в 5 млн км³ (а в більш глибоких шарах, ймовірно, можуть бути зосереджені набагато більші запаси подмерзлотних солоних вод. Їх обсяг оцінюється в 54-77 млн км³). У розплавленому стані він покрив би поверхню Марса шаром води завтовшки 35 м.
- рідина
25 липня 2018 року вийшла доповідь про відкриття,заснований на дослідженнях радаром MARSIS. Роботи показали наявність підлідного озера на Марсі, розташованого на глибині 1,5 км під льодом Південної полярної шапки, завширшки близько 20 км. Це стало першою відомою постійною водоймою на Марсі.
Зондування області завширшки близько 200 кілометрівза допомогою MARSIS показало, що поверхня Південного полюса Марса покрита кількома шарами льоду та пилу та глибиною близько 1,5 кілометрів. Особливо потужне посилення відображення сигналу було зафіксовано під шаруватими відкладеннями в межах 20-кілометрової зони на глибині близько 1,5 км.
Проаналізувавши властивості відбитого сигналу тавивчивши склад шаруватих відкладень, а також очікуваний температурний профіль під поверхнею цієї області, вчені дійшли висновку, що радар виявив під поверхнею кишеню з озером рідкої води.
Прилад не зміг визначити, наскільки глибокимможе бути озеро, але його глибина повинна становити щонайменше кілька десятків сантиметрів (таким має бути шар води, щоб його побачив MARSIS).
Як на Марсі змінюється клімат?
Зовнішній вигляд Марса сильно змінюється в залежностівід пори року. Перш за все впадають в очі зміни полярних шапок. Вони розростаються і зменшуються, створюючи сезонні явища в атмосфері і на поверхні Марса. Полярні шапки в максимумі розростання можуть досягати широти 50 °. Діаметр постійної частини північної полярної шапки складає 1000 км. У міру того, як навесні полярна шапка в одному з півкуль відступає, деталі поверхні планети починають темніти.
Північна та Південна полярні шапки складаються з двохскладових: сезонної - вуглекислого газу та вікової - водяного льоду. За даними з супутника "Марс-експрес", товщина шапок може становити від 1 м до 3,7 км. Апарат Марс Одіссей виявив на південній полярній шапці Марса діючі гейзери. Як вважають фахівці НАСА, струмені вуглекислого газу з весняним потеплінням вириваються вгору на велику висоту, несучи із собою пил та пісок.
Дані апарату Mars Reconnaissance Orbiterдозволили виявити під кам'янистими осипами біля підніжжя гір значний шар льоду. Льодовик товщиною в сотні метрів займає площу в тисячі квадратних кілометрів, і його подальше вивчення здатне дати інформацію про історію марсіанського клімату.
У 2018 році радар MARSIS, встановлений на апараті Марс-експрес, показав наявність підлідного озера на Марсі, розташованого на глибині 1,5 км під льодом Південної полярної шапки (наPlanum Australe), шириною близько 20 км.
Як на планеті відбувалися льодовикові періоди?
Про це вчені також дізналися після вивченнязнімків полярних шапок. Фотографії вказують на те, що приблизно 375 тисяч років тому на червоній планеті закінчився льодовиковий період, з якого планета поступово виходить сьогодні.
Клімат на Марсі змінюється набагато сильніше, ніж наЗемлі, тому що його вісь обертання "качається". помітно більше, ніж у планети. Тому в минулому Марс міг виглядати зовсім не так, яким ми його бачимо сьогодні.
Айзек Сміт, дослідник із Південно-Східного дослідницького інституту в Боулдері (США).
Аналізуючи дані, зібрані інструментами зондаMRO при вивченні покладів водяного льоду на північному полюсі червоної планети, Сміт і його колеги виявили, що у відносно недавньому минулому на Марсі панував льодовиковий період, після якого він поступово теплішає.
В ході нової роботи планетологи під керівництвомдоцента Колгейтского університету (США) Джозефа Леві внесли в це питання трохи ясності. На знімках апарату Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) вони розгледіли перші однозначні сліди того, що вже після зникнення більшої частини атмосфери поверхню планети пережила відразу кілька періодів заледеніння.
Вчених цікавили форми рельєфу, які моглиутворитися на поверхні Марса через рух масивів льоду. Одна з найпомітніших структур такого роду - так звані лопатеві наносні околиці. Так планетологи називають скупчення бруків та інших уламків порід на нижніх схилах гір і пагорбів, які, ймовірно, потрапили туди внаслідок руху льодовиків.
Коли на Марсі був останній льодовиковий період?
Проаналізувавши сотні радарних знімків з MRO тафотографії, отримані зондами із серії «Вікінг» понад 35 років тому, автори статті дійшли висновку, що Марс відносно недавно, близько 370-375 тисяч років тому, перебував у льодовиковому періоді.
За час відступу льодовиків на полюсах Марса,за розрахунками планетологов, накопичилося понад 87 тисяч кубічних кілометрів водяного льоду, цього вистачило б для того, щоб покрити всю поверхню червоної планети шаром води завтовшки в 60 сантиметрів. Такі водяні запаси стали несподіванкою для вчених, які очікували побачити в три рази менше льоду, ніж показують дані з інструментів MRO.
За словами авторів статті, танення льодупродовжується і сьогодні. Про це говорять нещодавно відкриті сліди руху води поверхнею червоної планети. Подальші спостереження за льодовиками, як сподівається планетолог, допоможуть зрозуміти, як виглядатиме Марс у найближчому майбутньому і як ці зміни позначаться на його потенційній життєдіяльності.
Читати далі:
Аборти і наука: що буде з дітьми, яких народять
Третина перехворіли COVID-19 повертаються в лікарню. Кожен восьмий - вмирає
Названо рослина, якому не страшно зміна клімату. Їм харчується мільярд чоловік