Выяснилась природа загадочного гигантского облака на Марсе


Облака на Марсе

«Как передает ИТАР-ТАСС, американское космическое агентство НАСА получило, в частности, снимки, на которых зафиксировано облако сухого льда над южным полюсом Марса. Оно висит гигантской шапкой примерно на 900-километровой высоте.»

Некоторые российские агентства новостей

Этот глава начата с забавной картины, нарисованной журналистами (см. эпиграф), которые в пылу репортерского рвения умудрились столь высоко поместить марсианские облака. Впрочем, облака — действительно интересная деталь образа Марса и они заслуживают отдельного разговора. Марс представляет собой планету-пустыню — воды в его атмосфере на два порядка меньше, чем в самых сухих регионах Земли. Зимой водяные пары в ней практически отсутствуют, появляясь лишь весной и летом. Максимальное содержание воды (100 мкм осажденной воды, равные 0,2 объемных процента) было зафиксировано летом над темным районом, опоясывающим северную остаточную полярную шапку. В это время года атмосфера надо льдом полярной шапки обычно близка к насыщению. Общее содержание пара в атмосфере планеты эквивалентно 1,3 км3 льда. Для сравнения – общее количество воды в атмосфере Земли превышает это марсианское достижение более чем в 100 миллионов раз. И тем не менее, на Марсе бывают облака, которые образуются из частичек водяного льда. Впрочем, в отличие от Земли, облака на Марсе образуются не только из воды, но и при конденсации углекислого газа. Как правило, водяные облака формируются над марсианской поверхностью на высотах менее 20 км. Замечено, что многие из этих облаков образуются при поднятии воздушных масс по наветренным склонам крупных форм рельефа.

Общепланетная облачность.

И в «развернутом» виде:

Мозаика из 24 изображений. На ней видны синевато-белые облака, состоящие из частиц водяного льда, над вулканами Фарсиды (Tharsis). Изображения сделаны северным летом в апреле 1999 года.

На данном изображении, сделанном «Марс Глобал Сервейором», над Марсом видны облака обычные и облака пыли, поднятые пылевыми бурями. Гигантские вулканы Фарсиды – Олимп, Гора Аскрийская, Гора Павлина и Арсия окружены обширными полями белых и голубовато-белых водяных облаков. Изрытый участок поверхности ниже центра — это Лабиринт Ночи. Находящееся на юге от него, Плато Сирия, погружено в облака пылевой бури. Еще до посещения Марса космическими аппаратами астрономы, наблюдавшие планету в телескопы, часто описывали увиденное ими над районом Фарсиды белое облако, по форме напоминавшее латинскую букву W. Это «W» являлось результатом обобщенного видения ярких облаков, висящих над горами Аскрийской, Павлина, Арсией и Олимпом. Облака возникают, когда теплый воздух, содержащий водяные пары, поднимается вдоль откосов вулканов и охлаждается на большей высоте, где водяные пары застывают и из ледяных кристаллов формируются облака. Гора Павлина (Pavonis Mons) расположена на марсианском экваторе (север наверху). Ниже ее находится гора Арсия (Arsia Mons), выше гора Аскрийская (Ascraeus Mons). Гора Олимп (Olympus Mons) находится западнее (на фото левее и выше) всех этих гор. Вот еще один снимок, касающийся темы облаков над горами Фарсиды:

Это изображение, сделанное 6 июля 2005 «Марса Глобал Сервейером», показывает облако из частичек льда, плывущее на высоте более чем 30 километров над марсианской поверхностью к юго-западу от вулкана Арсия. На снимке также видны Гора Аскрийская и Гора Павлина.

Ледяной туман и дневные облака стелятся вдоль долин Маринера. Изображение составлено по данным широкоугольных камер «Марс Глобал Сервейора», полученных с расстояния 576-960 км.

Облака на фоне каньонов Лабиринта Ночи. Предполагается, что вода иногда конденсируется в затененных местах каньонов и испаряется под лучами утреннего Солнца, образуя облака. Приведенный снимок был получен в 1976 году орбитальным аппаратом «Викинг-1». Ширина показанного на нем участка поверхности Марса составляет около 100 километров.

Одно из интересных и редких на Марсе атмосферных явлений было обнаружено «Викингом-1» при фотографировании северной полярной области в 1978 г. Это циклонические структуры, четко отождествляемые на фотографиях по вихревидным системам облаков с циркуляцией против часовой стрелки. Они были обнаружены в широтном поясе 65 — 80° с. ш. в течение «теплого» периода года, с весны до начала осени, когда здесь устанавливается полярный фронт. Его возникновение обусловлено существующим в это время года резким контрастом температур поверхности между краем ледяной шапки и окружающими равнинами. Связанные с таким фронтом волновые движения воздушных масс и приводят к появлению столь знакомых нам по Земле циклонических вихрей. Обнаруженные на Марсе системы вихревидных облаков по размеру колеблются от 200 до 500 км, скорость их перемещения около 5 км/ч, а скорость ветров на периферии этих систем около 20 м/с. Длительность существования отдельного циклонического вихря колеблется от 3 до 6 суток. Величины температур в центральной части марсианских циклонов свидетельствуют о том, что облака состоят из кристалликов водяного льда.

Пример марсианского циклона в приполярном районе. Яркие области по краям снимка – местности, охваченные морозом. Еще один пример ледяных облаков:

Облака и туманы очень распространены близ зимних полярных шапок (так называемая полярная мгла), когда температура атмосферы опускается ниже точки замерзания углекислого газа (-126°С). Собственно полярные облака расположены обычно довольно низко над поверхностью (на высоте менее 10 км) и представляют собой тонкие образования из водяного льда в летний период и углекислого газа зимой.

Пример такого тумана можно видеть на снимке, сделанном 29 октября 2003 «Марс Глобал Сервейором», района отступающей южной полярной шапки, в Каньоне Южном (Chasma Australe). Туман, состоящий вероятно из ледяных кристаллов, бросает тени на охваченные морозом слоистые стены каньона. Снимок охватывает область 3 км шириной.

Снимок «Марс Глобал Сервейора» от 12 июня 2004. В марсианском северном полушарии весна, и северная полярная шапка отступает. На снимке видны низкие облака. Изображение охватывает область примерно 500 км шириной. Солнечный свет освещает сцену снизу слева. Вблизи от центра изображения находится кратер Королев.

На снимке, сделанном «Марс Глобал Сервейором» 30 сентября 2004, снова кратер Королев. Этот кратер имеет диаметр порядка 85 км. На изображении виден образец волнистого облака, сформировавшегося под защитой его стен.

Эти четыре изображения иллюстрируют одно из интересных погодных явлений, которое повторяется каждый марсианский год. На всех этих изображениях показана северная полярная область Марса во время северного летнего сезона. Изображения сделаны с интервалом приблизительно в 1 марсианский год, и на каждом из них видно кольцевое облако, появляющееся каждое лето примерно на одном и том же месте полярного ландшафта. Первое изображение сделано апреле 1999 года «Хабблом», остальные – получены «Марс Глобал Сервейером». Это кольцевое облако с первого взгляда может быть принято за циклон или ураган, но это не так. Северное летнее кольцевое облако не вращается – оно формируется по утрам, а к полудню обычно рассеивается или преобразуется в меньшие облака.

Еще несколько примеров к затронутой ранее теме волнистых облаков, сформировавшихся над кратером:

Этот снимок был сделан Марс Глобал Сервейором 13 июля 2003 года. Он показывает кратер, 36 км диаметром, который окутан туманом. Изображение высокого разрешения было сделано, чтобы рассмотреть дюны на дне кратера. Однако густой туман скрыл их от наблюдателя. Ветры, дующие с юго-востока (снизу справа), привели туман к волнистому, слегка колеблющемуся виду.

Это изображение, сделанное «Марс Глобал Сервейором» в марте 2004 года, показывает кратер Куновский, приблизительно 67 км в диаметре, окруженный сезонным снегом. Ветры, дующие с запада на восток, придали облакам над ним волнистую форму.

Волнистые облака:

Облака на Марсе могут быть и такими:

Редкие облака над кратерированным ландшафтом Плато Икария (Icaria Planum):

Полосатые облака:

Туман:

Это изображение местности в высоких южных широтах было получено в начале мая 1999 года. На нем видно светлое облако, висящее над южным Плато Малеа (Malea Planum). При обычных условиях это облако не было бы видимо, однако во время, когда снимок был сделан, солнце поднялось над северным горизонтом лишь на 5.7 °. Изображение охватывает область шириной 3 километра.

Теперь посмотрим, как выглядят облака с поверхности Марса.

Розовые облачные образования, движущиеся над поверхностью Марса с северо-востока со скоростью 6,7 м/сек на высоте около 16 км. Облака состоят из замерзшей воды, которая сконденсировалась на красноватых пылевых частицах, парящих в атмосфере планеты. Фотография сделана с «Пасфайндера» примерно за 40 мин до восхода Солнца.

На этом цветном изображении, полученном «Пасфайндером», видны высокие облака из частичек льда.

А вот более современные виды марсианской облачности:

Утренние облака, напоминающие земные циррусы (перистые облака), над кратером Эндуранс. Мозаика из снимков, сделанных навигационной камерой ровера «Оппортьюнити» 16 ноября 2004. Вид охватывает дугу с востока к юго-западу- слева направо.

Облака над кратером «Эндуранс». Изображение от 17 ноября 2004.

Облака над кратером «Эндуранс». Изображение от 8 ноября 2004.

Там же. Изображение от 26 октября 2004.

Там же. Изображение от 28 июня 2004.

И снова «вид сверху»:

Место посадки Оппортьюнити

А вот примерно так выглядят эти облака, показанные на предыдущих изображениях, с орбиты. На этом снимке, сделанном «Марс Глобал Сервейором» 1 мая 2004, мы можем видеть облака над местом работы «Оппортьюнити». «+» указывает примерный участок местоположения ровера. Север на снимке сверху справа. Яркая область на западе от участка работы ровера — солнечный свет, отраженный от частиц в атмосфере. Солнце освещает сцену слева.

Сергей Хохлов

По материалам NASA

Гора Олимп – потухший вулкан на Марсе

Марс – удивительное место, ведь на его поверхности находится невероятный по размерам супер вулкан. Настолько Олимп велик, что теоретический наблюдатель не увидит вершину с поверхности планеты, а с вершины мы также не сможем увидеть границу вулкана, которая спрячется за горизонтом из-за кривизны планеты. Увидеть Олимп полностью можно только из космического пространства.

вид олимпа с орбиты марса

Характеристики вулкана

Гора Олимп самая высокая из всех открытых людьми гор в солнечной системе. По последним данным NASA высота горы Олимп достигает 27 км, если производить измерения от основания. Высота относительно среднего уровня поверхности планеты – 25 км. На земле в качестве такой точки отсчета установили уровень моря.

Марсианский гигант расположился на территории, шириной 600 километров, и имеет почти правильную форму. Склоны Олимпа обрывистые, до 6 км высотой. Ученым пока не удалось дать точного ответа о причине формирования таких склонов. Согласно одной из теорий, в древности на поверхности Марса существовал океан жидкой воды, который и размыл основание вулкана. Поверхность самого вулкана пологая, уклон составляет 2-5%.

вулкан олимп в прошлом омывали моря

Колоссальные размеры Олимпа доказывают, что движение на Марсе тектонических плит отсутствует, чего не сказать о Земле. На нашей планете из-за такого движения, вулканы не достигают размеров близких к марсианским, а попросту разрушаются.

Вершина вулкана

На вершине Олимпа, на высоте 27 км. от основания, атмосфера сильно разряжена. По оценкам ученых, давление составляет всего два процента от давления на поверхности. Технически, в районе кальдеры атмосферы нет вовсе, настолько она разряжена. Но даже в таких условиях, на вершине Олимпа образуются атмосферные явления в виде облаков или песчаных бурь, и даже смерчей. Правда, не таких мощных, как на других участках планеты.

По причине практически полного отсутствия атмосферы, доставить в район Олимпа спускаемый аппарат, при нынешнем уровне развития технологий, невозможно.

  • Во-первых, из-за обилия песчаных бурь и сильных ветров.
  • Во-вторых, потому что в разряженной атмосфере невозможно посадить корабль на поверхность доступными человечеству способами – атмосфера не замедлит движение и он, скорее всего, разобьется о поверхность.

кальдера вершина горы олимп

Вулканизм

За всю историю наблюдений, на Марсе не было зафиксировано фактов вулканической активности. Как и другие вулканы, Олимп считают потухшим. Но согласно результатам исследований, проведенных космическим аппаратом Марс Экспресс, последнее извержение Олимпа могло произойти около 2-х миллионов лет назад. Этот факт дает повод считать гору Олимп спящим, а не потухшим вулканом. Ученые считают, что извержение Олимпа и других марсианских вулканов возможно, поскольку вулканическая активность в недрах Марса не погасла.

Формирование гиганта

Размеры горы Олимп, отношение ширины к высоте и малый уклон указывают на длительное извержение. Опираясь на данные исследований, ученые считают, что потоки расплавленной вулканической породы на Марсе идентичны земным базальтовым лавам на Земле по своей низкой вязкости. Извержения таких вулканов считаются спокойными, при них не возникают взрывы и лавовые фонтаны. Жидкая лава вытекала из жерла, и медленно растекалась по поверхности вулкана. Постепенно порода остывала и твердела, образуя Олимп в его нынешнем виде.

вулкан олимп

Вокруг вулкана раскинулась область, покрытая не высокими горными образованиями, названная ореолом Олимпа. Горная структура ореола простирается на сотни километров от подножия Олимпа. Ученые не нашли объяснения причин его формирования, но выдвигают несколько теорий. Одна из них гласит, что раньше Олимп имел намного больше размеры, но был частично разрушен. Вот эти остатки вулкана и называют сейчас ореолом. Согласно другой теории, ореол является следами схода ледников. Район расположения подвержен сильным ветрам, что доказывает расположение гор в одну сторону, по направлению движения бурь.

Возраст горы Олимп

Учёные считают, что возраст горы Олимп измеряется сотнями миллионов лет. Период, в который возник Олимп, называют Амазонским. Этот период связан с прекращением постоянных столкновений с Марсом других космических тел. Именно тогда красная планета стала похожа на пустыню, и приняла нынешний вид.

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