Марсианские пылевые бури несовместимы с жизнью на планете


Что такое Марсианский климат сегодня

Климат Марса близок к земному, но более разреженный. 95% — это углекислый газ. Количество водяного пара с кислородом — 1%. Оставшиеся 4% — это аргон и азот. Погода на Марсе неблагоприятна для человека.

Погодные условия на Марсе сильно меняются на протяжении года. Зимой это связано с процессом конденсации. Летом из-за высоких температур происходит испарение углекислого газа, сосредоточенного на полюсах.

Сегодня погода на Марсе поражает разнообразием. Погода меняется постоянно. Образуются облака, выпадают осадки, бушуют ураганы и пыльные бури.

Погода и ее изменения на Марсе постоянно находятся под наблюдением. Сегодня задача ученых установить, какая погода на Марсе будет господствовать через несколько лет.

Температура воздуха

Небесное тело находится дальше от Солнца, нежели Земля. По этой причине температура на планете Марс ниже. Этот факт оказывает влияние на погоду. В среднем воздух нагревается до -630С. Минимальные показатели — 1430С. Летом -200С. На небесном теле наблюдаются и температурные аномалии: озеро Феникс, расположенное недалеко от плато Солнца, а также земля Ноя. В этих местах перепад более значительный.

Ночью температура сильно падает из-за разреженности воздуха. Атмосфера не может эффективно удерживать тепло. Углекислый газ замерзает. Образуется сухой лед и выпадает снег.

Давление воздуха

Давление воздуха на Марсе в 160 раз ниже, чем на нашей планете. В среднем оно составляет 0,6 кПа. Эти показатели меняются на протяжении суток и в соответствии с сезонами. Изменение давления оказывает прямое воздействие на погоду. Вследствие этого дуют ветра и образуются облака.

Облачность и осадки

Сегодня в атмосфере осталось немного водяного пара. Поэтому возникает вопрос, есть ли облака на Марсе.

Когда давление меняется, можно наблюдать облака на Марсе, состоящие из водяного пара. Погода меняется. Облака собираются у подножия гор, в низменностях, каньонах и долинах бывших рек. С похолоданием над низменностями формируются туманы.

Здесь также случается выпадение осадков. В 1979 году ученые наблюдали незначительное количество снега. Он оставался на поверхности несколько месяцев. Погодное явление произошло в районе приземления Викинга-2. Небольшие осадки здесь нередкое явление.

Снег встречается на всей территории планеты. Ночные температуры способствуют замерзанию углекислого газа, который кристаллизируется. Он оседает на земле в виде так называемого снега. Зимой и на полюсах отрицательные температуры сохраняются круглосуточно. Поэтому кристаллизованный углекислый газ, оседая на поверхности, остается до весны. Зимой атмосфера становится еще более разреженной, поскольку концентрация углекислого газа существенно падает.

Пылевые бури и смерчи

Бури на Марсе — это самое глобальное погодное явление во всей Солнечной Системе. Они длятся месяцами и иногда распространятся на всю поверхность. Их концентрация возрастает летом и весной. Причина образования ураганов — резкие колебания температур. Этот факт является ответом на вопрос, есть ли ветер на Марсе.

Погода, как и давление, изменяется ежедневно. Ветер дует со скоростью свыше 100 м/с. Незначительная сила тяжести способствует тому, что потоки воздуха поднимают гигантские облака мелких частиц. Пылевые бури на Марсе охватывают огромные территории. Впервые за пылевой бурей удалось понаблюдать в 1971 году. Она длилась пять месяцев. Частицы земли поднимались более чем на 10 км.

Пыль Красной планеты мелкодисперсная. Незначительная гравитация позволяет ей подниматься на огромную высоту. Максимальная концентрация бурь наблюдается в северном полушарии зимой, а в южном летом.

Штормы на Марсе активизируются, когда планета проходит недалеко от Солнца. Формирование смерчей также связаны с изменением температуры. Они поднимают с поверхности земли тонны пыли. Некоторые смерчи из-за своих масштабов названы дьяволами.

пылевые дьяволы

Во время бурь наблюдаются сухие молнии. Это электрический разряд, вызванный трением мелких красных частиц. Молнии называются сухими, потому что здесь не может быть дождей. Данный факт был обнаружен в 2006 году американскими учеными. Исследователи предположили, что статическое электричество, вырабатываемое во время стихий, могло послужить толчком для зарождения жизни. Ведь молния — это тот источник энергии, который необходим для ускорения химических процессов. Однако молния может не только послужить причиной зарождения жизни, но и уничтожить ее. Ее разряд образует перекись водорода. Это соединение убивает органические соединения. Если теория ученых верна, то поверхность Марса была просто простерилизована.

Молнии на Марсе

Хотя до конца не понято как это происходит, но представляется вероятным, что движение пылевых зерен генерирует электрический потенциал. Он имеет достаточно высокий уровень для формирования электрических разрядов, похожих на земные молнии.

Обычно пыльные дьяволы Марса представляют собой сильно локализованные явления. Однако иногда Марс переживает пыльные бури в гораздо больших масштабах. Когда в южном полушарии Марса наступают весна и лето, планета находится максимально близко к Солнцу на своей эллиптической орбите. В это время на Красной планете достаточно часто возникают глобальные пылевые бури.

Возникновение столь сильных сезонных бурь объясняется двумя причинами. Первая заключается в том, что атмосфера Марса нагревается, и ветер становится сильнее. Этому способствуют большие контрасты в температуре поверхности. Вторая причина – процесс, в результате которого замороженный углекислый газ из южной полярной шапки начинает наполнять собой атмосферу. В результате поднимается глобальное атмосферное давление. Более плотная атмосфера означает, что пыль будет «зависать» в ней более длительное время, и штормы смогут поднимать материал на высоту более 60 километров.

Климатические зоны Марса

Классификацию климата планеты разработал Владимир Кеппен. Как и на Земле, климатические зоны здесь зависят от распределения солнечной радиации по поверхности небесного тела. Выделяются два полярных круга, две переходные зоны и экватор.

  • Арктический круг.
  • Тропик Рыба (соответствует тропику Рака).
  • Экватор.
  • Тропик Девы (соответствует тропику Козерога).
  • Антарктический круг.

климатические зоны

Разработана отдельная классификация климата для возвышенностей. В будущем появится классификация климата, учитывающая распределение пыли, водяного пара, а также выпадение осадков в виде снега.

Можно ли предсказать пыльные бури на Марсе?

Пыльные бури проносятся над поверхностью Марса каждый год. Иногда они разрастаются настолько, что скрывают планету из виду. Это может поставить будущих колонистов в затруднительное положение: некоторые бури могут длиться по нескольку месяцев, заслоняя собой солнечный свет и лишая солнечные батареи источника энергии. В настоящее время точного способа прогнозирования подобных бурь нет, но по расчетам ученых в течение ближайших месяцев на Красной планете будет бушевать сильнейший пыльный шторм, и если это действительно произойдет, то в будущем отслеживать катаклизмы будет намного проще.

Скорее всего, глобальные пыльные бури происходят тогда, когда Марс оказывается ближе всего к Солнцу. По словам Джеймса Ширли, астронома из Лаборатории реактивного ускорения НАСА и автора статей об исследованиях марсианских штормов, чем сильнее нагревается пыль в атмосфере, тем быстрее она движется, так что это вполне логично. Иногда столб пыли поднимается в атмосферу на 60 километров (для сравнения, высота Эвереста составляет всего 8,848 километров). Прогнозирование подобных штормов осложняется в первую очередь тем, что нам о них известно очень немного. «С одной стороны, они не должны происходить вовсе, а с другой — пылевые штормы должны длиться постоянно, поскольку Марс хорошо освещен Солнцем и сильно нагревается под его лучами. Причины того, почему бури возникают периодически и нерегулярно, нам пока не известны», говорит Ширли.

Пыльная буря может помешать не только работе космонавтов на самой планете, она может попросту не дать челноку приземлиться на Марс. Когда атмосфера нагревается и пыль приходит в движение, она не только ухудшает видимость и скрывает зону посадки (из-за чего корабль запросто может приземлиться, к примеру, в ущелье), но и вызывает нагревание обшивки из-за трения, что может негативно сказаться на работе систем корабля. Как бы то ни было, скорость ветра в огромных пыльных штормах ниже, чем на Земле: атмосфера Марса намного тоньше земной, и ветер не развивает скорость выше 90−120 км/ч. К тому же, из-за разреженной атмосферы даже самый быстрый ураган будет ощущаться как ветер со скоростью примерно 16 км/ч на Земле, как объясняет Стив Хоффман, аэрокосмический инженер в Космическом центре Джонсона НАСА. «Такой ветер не опрокинет ни космонавта, ни ракету», говорит он. Тем не менее, большая буря может засорить щели в обшивке корабля и техники мусором, оставить солнечные батареи без источника энергии и таким образом нанести серьезный вред работе космонавтов и марсоходов. К примеру, роверы Spirit и Opportunity, попавшие в пыльный шторм в 2007 году, ждали неделями, имея возможность подзаряжаться лишь в течение нескольких минут в день, когда буря ослабевала и небо ненадолго прояснялось.

Марс, до и после того, как его накрыл огромный пыльный шторм

То, как хорошо астронавты смогут подготовиться к буре, зависит от степени их информированности. Чем раньше удастся предсказать приход бури, тем больше у них шансов минимизировать последствия ее разрушительной деятельности. Одной из возможных стратегий может стать переход на альтернативные источники энергии. Марсоход Curiosity, например, использует радиоизотопную систему питания, получая энергию из плутония. Неплохой идеей может оказаться расщепление воды на водород и кислород, но, к сожалению, водород взрывоопасен, а плутоний радиоактивен, так что ни один из этих методов не выглядит в глазах НАСА особо привлекательным, когда речь идет об экспедиции с живыми людьми. Кроме того, есть еще одна опасность: марсианская пыль содержит токсичные перхлораты и персульфаты, которые могут проникнуть в костюмы (пыль очень мелкая, поэтому маловероятно, что даже на борту челнока астронавтам удастся полностью избежать контакта с ней тем или иным путем). «Любые люки, воздуховоды, вращающиеся детали костюма и щели могут стать воротами для пыли, что может привести к банальному механическому износу оборудования», делится своими опасениями Хоффман.

В прошлом году Джеймс Ширли исследовал то, как вращение Марса вокруг центра Солнечной системы может быть связано с возникновением пыльных бурь. Может показаться удивительным, но центром системы не всегда является Солнце, хотя светило и не отдаляется от него. Приятжение планет иногда увлекает за собой звезду, поэтому она пребывает в постоянном движении. В этот процесс вовлечен и Марс, и ученые полагают, что именно приближение и отдаление планеты от Солнца и заставляет атмосферу то нагреваться, то охлаждаться, отчего бури происходят с периодической частотой. Они смоделировали планетарные циклы движения пыли и убедились, что восемь из девяти крупных пылевых бурь, которые происходили за последнее время, примерно соответствовали ожидаемым прогнозам. Это знание поможет не только космическим экспедициям, но также может оказаться полезно и для земных условий: Ширли уверен, что, изучая физические явления на Марсе, ученые смогут соотнести их с похожими процессами на Земле.

Исторические климатические наблюдения

Европейское Космическое Агентство под названием Mars Espress провело минералогические исследования, доказавшие, что здесь были открытые водоемы. Они либо испарились, либо ушли под землю.

Было выделено несколько периодов геологической истории.

  • Филлоциановая эра — более 4,5 миллиарда лет назад. В окружающей среде сосредоточено большое количество воды. Вследствие вулканической активности произошло глобальное потепление. Существует теория, что этот процесс начался в результате падения метеорита.
  • Сернокислая эра. В атмосферу было много выбросов серы из-за глобальной вулканической активности. Кислотность окружающей среды повысилась.
  • Гесперийская эра. 3,5-2,5 миллиарда лет назад, северную часть планеты, занимал соленый океан глубиной до 1 км. В низких широтах было много рек и озер.
  • Температура доходила до 500С. Вполне вероятно что, в эту эпоху на Марсе существовал климат подобный Земному.
  • Амазонийская эра: Вода исчезла. Ее остатки можно наблюдать на двух полярных шапках.

Существует теория, что в прошлом атмосфера планеты была плотной. Магнитное поле эффективно защищало от Солнечной радиации. Потом оно стало ослабевать. Как результат, солнечный ветер истончил защитный слой. Погода изменилась. Вода практически исчезла.

Ученые продолжают исследование космического тела, климата и погодных условий на Марсе. Технологический прогресс позволяет получить более точные данные и раскрыть больше загадок, которые скрывает Красная Планета.

Пыльный мир

Марс – очень пыльный мир. Миллиарды лет он находится в чрезвычайно сухом и холодном состоянии, и его камни продолжают разрушаться, превращаясь в мелкие пылинки. Эта пыль имеет размеры, сравнимые с размерами крупинок талька (около 3 микрон). И поскольку Марс имеет на поверхности гравитацию меньшую, чем на Земле, даже тонкая марсианская атмосфера может поднять эти частицы высоко в небо.

В основном перенос пыли в атмосфере Марса происходит в результате появления пыльных вихрей (дьяволов), которые существуют на поверхности планеты. В любой момент на Марсе можно насчитать около 10 000 активных пыльных вихрей. Данные визуализации позволяют выявлять следы, оставленные некоторыми из них на марсианском ландшафте. А барометрические данные с находящихся на поверхности инструментов дают данные о частоте их возникновения. В течение одного марсианского дня может возникать до нескольких миллионов пыльных дьяволов.

Пыльные бури Марса

Вихри не только поддерживают плотность пыли в атмосфере (где частицы помогают нагревать воздух и влияют на глобальный климат), но и изменяют структуру частиц. В отличие от Земли, с ее влажной биосферой, которая смывает пыль из атмосферы и помогает связывать частицы в почве и отложениях, пыль на Марсе находится в более – менее стабильном состоянии.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 4 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: