КАКАЯ ПОГОДА НА МАРСЕ?

Send

Добро пожаловать в нашу серию планетарной погоды! Сегодня мы рассмотрим соседа Земли и возможное «резервное местоположение» человечества - Марс!

Марс часто называют «двойником Земли» из-за сходства с нашей планетой. Обе они являются планетами земного типа, у обоих есть полярные ледяные шапки, и (когда-то) оба имели жизнеспособную атмосферу и жидкую воду на своих поверхностях. Но помимо этого, два совершенно разные. И когда дело доходит до их атмосферы и климата, Марс стоит в стороне от Земли в некоторых довольно глубоких отношениях.

Например, когда речь идет о погоде на Марсе, прогноз обычно довольно драматичен. Марсианская погода не только меняется день ото дня, но иногда меняется от часа к часу. Это кажется немного необычным для планеты с атмосферой, которая на 1% плотнее земной. И тем не менее, Марсу удается значительно увеличить скорость, когда дело доходит до экстремальных погодных и метеорологических явлений.

Атмосфера Марса:

Марс имеет очень тонкую атмосферу, которая состоит из 96% углекислого газа, 1,93% аргона и 1,89% азота, а также следов кислорода и воды. Атмосфера довольно пыльная и содержит частицы диаметром 1,5 микрометра, что придает марсианскому небу желтовато-коричневый цвет при взгляде с поверхности. Атмосферное давление Марса колеблется от 0,4 до 0,87 кПа, что эквивалентно примерно 1% от уровня Земли на уровне моря.

Из-за этой тонкой атмосферы и ее большего расстояния от Солнца температура поверхности Марса намного ниже, чем у нас на Земле. Средняя температура планеты составляет -63 ° C (-82 ° F), с минимумом -143 ° C (-226 ° F) зимой на полюсах и максимумом 35 ° C (95 ° F) во время лето и полдень на экваторе.

Из-за крайне низких температур на полюсах 25-30% углекислого газа в атмосфере замерзает и превращается в сухой лед, который оседает на поверхности. В то время как полярные ледяные шапки преимущественно водные, на северном полюсе Марса находится слой сухого льда толщиной в один метр зимой, а Южный полюс покрыт постоянным слоем глубиной восемь метров.

Следовые количества метана и аммиака также были обнаружены в атмосфере Марса. В первом случае его концентрация составляет около 30 частей на миллиард (млрд-1), хотя Любопытство Rover обнаружил «десятикратный всплеск» 16 декабря 2014 года. Вероятно, это обнаружение было локализовано, и источник остается загадкой. Точно так же источник аммиака неясен, хотя вулканическая активность была предположена как возможность.

Метеорологические явления:

Марс также известен своими сильными пыльными бурями, которые могут варьироваться от небольших торнадо до явлений, охватывающих всю планету. Случаи последнего совпадают с пылью, уносимой в атмосферу, заставляя это нагреваться от Солнца. Более теплый воздух, наполненный пылью, поднимается, и ветры усиливаются, создавая штормы, которые могут достигать ширины в тысячи километров и длиться месяцами одновременно. Когда они становятся такими большими, они фактически могут заблокировать большую часть поверхности из поля зрения.

Из-за его тонкой атмосферы, низких температур и отсутствия магнитосферы жидкие осадки (то есть дождь) не происходят на Марсе. По сути, солнечная радиация может привести к тому, что любая жидкая вода в атмосфере разобщится на водород и кислород. А из-за холодной и разреженной атмосферы на поверхности просто недостаточно жидкой воды для поддержания круговорота воды.

Однако иногда в атмосфере образуются тонкие облака, а осадки выпадают в виде снега. В основном это снег углекислого газа, который наблюдался в полярных регионах. Тем не менее, небольшие следы замерзших облаков, несущих воду, также наблюдались в верхних слоях атмосферы Марса в прошлом, производя снег, который ограничен большими высотами.

Один такой случай наблюдался 29 сентября 2008 года, когда Феникс Спускаемый аппарат сфотографировал снег, падающий с облаков, которые находились в 4 км (2,5 мили) над местом его посадки возле кратера Хеймдал. Тем не менее, данные, собранные с посадочного аппарата, показали, что осадки испаряются до того, как они достигают земли.

Полярные сияния на Марсе:

Полярные сияния также были обнаружены на Марсе, которые также являются результатом взаимодействия между магнитными полями и солнечной радиацией. Хотя на Марсе мало магнитосферы, ученые решили, что наблюдаемые в прошлом полярные сияния соответствуют области, где на планете локализуется самое сильное магнитное поле. Это было сделано путем анализа карты магнитных аномалий земной коры, составленной на основе данных Mars Global Surveyor.

Ярким примером является тот, который произошел 14 августа 2004 года и был обнаружен прибором SPICAM на борту Mars Express. Это сияние было расположено в небе над Терра-Киммерией - в географических координатах 177 ° восточной долготы, 52 ° южной широты - и, по оценкам, оно было довольно значительным, его размеры составляли 30 км в поперечнике и 8 км в высоту (18,5 миль в ширину и 5 миль в высоту).

Совсем недавно на Марсе наблюдалось MAVEN миссия, которая сделала снимки события 17 марта 2015 года, всего через день после того, как на Земле наблюдалось сияние. По прозвищу «Рождественские огни» Марса они наблюдались в средних и северных широтах планеты и (из-за недостатка кислорода и азота в атмосфере Марса) были, вероятно, слабым свечением по сравнению с более ярким изображением Земли.

На сегодняшний день атмосферу, климат и погодные условия Марса изучали десятки орбитальных аппаратов, кораблей и марсоходов, состоящих из миссий НАСА, Роскомоса, а также Европейского космического агентства и Федеральной космической программы Индии. К ним относятся Маринер 4 зонд, который провел первый облет Марса - двухдневная операция, проходившая между 14 и 15 июля 1965 года.

Необработанные данные, которые он получил, были расширены позднее Маринер 6 а также 7 миссии (которые проводили flybys в 1969 году). Затем последовало викинг 1 и 2 миссии, которые достигли Марса в 1976 году и стали первым космическим кораблем, который приземлился на планете и отправил обратно изображения поверхностей.

С начала века шесть орбитальных аппаратов были выведены на орбиту вокруг Марса для сбора информации о его атмосфере - 2001 Марс Одиссея, Марс Экспресс, Марс разведывательный орбитальный аппарат, MAVEN, Марс Орбитер Миссия а также ExoMars Trace Gas Orbiter. Они были дополнены миссиями марсохода и шлюпки, такими как Феоникс, Дух и Возможность, а также Любопытство.

В будущем запланировано несколько дополнительных миссий для достижения Красной планеты, которые, как ожидается, расскажут нам еще больше об атмосфере, климате и погодных условиях. То, что мы обнаружим, многое откроет о глубоком прошлом планеты, ее нынешнем состоянии и, возможно, даже поможет нам построить там будущее.

Мы написали много интересных статей о марсианской погоде здесь, в журнале Space. Вот Марс по сравнению с Землей, он происходит только на Марсе: углекислый газ На Красной планете падает снег, с марсианских облаков падает снег, Сюрприз! На Марсе тоже есть полярные сияния! и орбитальный спутник НАСА MAVEN обнаруживает, что солнечный ветер, лишенный Марса, вызывает радикальную трансформацию.

Для получения дополнительной информации, прочитайте эту статью НАСА о том, как космическая погода влияет на Марс.

Наконец, если вы хотите узнать больше о Марсе в целом, мы сделали несколько эпизодов подкастов о Красной планете на Астрономическом касте. Эпизод 52: Марс и Эпизод 91: В поисках воды на Марсе.

Источники: