Основы атмосферы марса. давление, температура, ветер и бури на марсе. экология для чайников

Основные характеристики Марса. Атмосфера. Движение планеты

© Владимир Каланов,
сайт “Знания-сила”.

Атмосфера Марса

Состав и другие параметры атмосферы Марса к настоящему времени определены достаточно точно. Атмосфера Марса состоит из углекислого газа (96%), азота (2,7%) и аргона (1,6%). Кислород присутствует в ничтожном количестве (0,13%).

Водяные пары́ представлены в виде следов (0,03%). Давление на поверхности составляет всего 0,006 (шесть тысячных) от давления на поверхности Земли.

Марсианские облака́ состоят из паро́в воды и углекислого газа и выглядят примерно как перистые облака́ над Землёй.

Несмотря на разреженность атмосферы, нижние её слои представляют достаточно серьёзную преграду для космических аппаратов. Так, конусные защитные оболочки спускаемых аппаратов «Маринер-9» (1971 г.

) при прохождении марсианской атмосферы от самых верхних её слоёв до расстояния 5 км от поверхности планеты нагревались до температуры 1500°C.

Марсианская ионосфера простирается в пределах от 110 до 130 км над поверхностью планеты.

Движение Марса по небу

Марс можно увидеть с Земли невооружённым глазом.

Его видимая звёздная величина достигает −2,9m (при максимальном сближении с Землёй), уступая по яркости лишь Венере, Луне и Солнцу, но бо́льшую часть времени Юпитер для земного наблюдателя является более ярким, чем Марс. Марс движется вокруг Солнца по эллиптической орбите, то удаляясь от светила на 249,1 млн. км, то приближаясь к нему до расстояния 206,7 млн. км.

При внимательном наблюдении за движением Марса можно заметить, что в течение года направление его движения по небосклону меняется. Кстати, это заметили ещё древние наблюдатели. В определённый момент кажется, что Марс движется в обратном направлении.

Но это движение лишь кажущееся с Земли. Никакого обратного движения по своей орбите Марс, естественно, совершать не может.

А видимость обратного движения создается потому, что орбита Марса по отношению к орбите Земли внешняя, а средняя скорость движения по орбите вокруг Солнца у Земли выше (29,79 км/с), чем у Марса (24,1 км/с).

В момент, когда Земля начинает обгонять Марс в своём движении вокруг Солнца, и создаётся впечатление, что Марс начал обратное или, как называют астрономы, ретроградное движение. Схема обратного (ретроградного) движения хорошо иллюстрирует это явление.

Наименование параметров	Количественные показатели
Среднее расстояние до Солнца	227,9 млн. км
Минимальное расстояние до Солнца	206,7 млн. км
Максимальное расстояние до Солнца	249,1 млн. км
Диаметр экватора	6786 км (Марс почти вдвое меньше Земли по размерам — его экваториальный диаметр составляет ~53 % земного)
Средняя орбитальная скорость вращения вокруг Солнца	24,1 км/с
Период вращения вокруг собственной оси (Сидерический экваториальный период вращения)	24ч 37 мин 22,6 с
Период обращения вокруг Солнца	687 сут
Известные естественные спутники	2
Масса (Земля = 1)	0,108 (6,418×1023 кг )
Объём (Земля = 1)	0,15
Средняя плотность	3,9 г/см³
Средняя температура поверхности	минус 50°С (перепад температур составляетот −153 °C на полюсе зимой и до +20 °C на экваторе в полдень)
Наклон оси	25°11'
Наклон орбиты по отношению к эклиптике	1°9'
Давление на поверхности (Земля = 1)	0,006
Состав атмосферы	СО2 – 96%, N – 2,7%, Ar – 1,6%, O2 – 0,13%, H2O (пары) – 0,03%
Ускорение свободного падения на экваторе	3,711 м/с² (0,378 земного)
Параболическая скорость	5,0 км/с (для Земли 11,2 км/с)

Из таблицы видно, с какой высокой точностью определены основные параметры планеты Марс. Это не вызывает удивления, если иметь ввиду, что для астрономических наблюдений и исследований теперь используются самые современные научные методы и высокоточная аппаратура.

Но совсем с другим чувством мы относимся к таким фактам из истории науки, когда учёные прошлых веков, часто не имевшие в своём распоряжении никаких астрономических приборов, кроме самых простых телескопов с небольшим увеличением (максимум в 15-20 раз), производили точные астрономические вычисления и даже открывали законы движения небесных тел.

Для примера вспомним, что итальянский астроном Джандоменико Кассини уже в 1666 году (!) определил время вращения планеты Марс вокруг своей оси. Его вычисления дали результат 24 часа 40 минут. Сравните этот результат с периодом вращения Марса вокруг своей оси, определённым с помощью современных технических средств (24 часа 37 мин. 23 секунды). Нужны ли тут наши комментарии?

Или такой пример. Иоганн Кеплер в самом начале XVII века открыл законы движения планет, не располагая ни точными астрономическими приборами, ни математическим аппаратом для вычисления площадей таких геометрических фигур как эллипс и овал. Страдая от дефекта зрения, он проводил точнейшие астрономические измерения.

Подобные примеры показывают большое значение активности и воодушевления в науке, а также преданности делу, которому человек служит.

© Владимир Каланов,
“Знания-сила”

Источник: http://znaniya-sila.narod.ru/solarsis/mars/mars_02.htm

климатические особенности Марса , которые присущи только этой планете . марсианская атмосфера .Средняя температура повехности на Марсе . У Марса нет атмосферы ?

Но все мечты ученых о наличии жизни на Красной планете растаяли после того, как был установлен состав атмосферы Марса. Для начала следует указать, что давление у поверхности планеты в 160 раз меньше давления земной атмосферы.

А состоит она на 95% из углекислого газа, содержит почти 3% азота, более 1,5% аргона, около 1,3% кислорода, 0,1% водяного пара, присутствует также угарный газ, найдены следы криптона и ксенона.

Разумеется, в такой разреженной и негостеприимной атмосфере никакой жизни существовать не может.

Среднегодовая температура на Марсе составляет примерно – 60°С. Резкие перепады температур в течение суток вызывают сильнейшие пылевые бури, во время которых густые облака песка и пыли поднимаются до высот в 20 км.

Состав марсианской почвы был окончательно выявлен при исследованиях спускаемых американских аппаратов Викинг-1 и Викинг-2. Красноватый блеск Марса вызван обилием в его поверхностных породах оксида железа III (охры). Кроме железа (14%), в марсианском грунте найдены также кремний (20%), кальций и магний (по 5%), алюминий (3%) и сера (более 3%), которой почти в сто раз больше, чем на Земле.

Рельеф Марса весьма интересен. Здесь присутствуют темные и светлые области, как и на Луне, но в отличие от Луны, на Марсе смена цвета поверхности не связана со сменой высот: на одной высоте могут находиться как светлые, так и темные области.

Высочайшая гора Марса – Олимп – возвышается над окружающим ландшафтом на… 24 км! Диаметр основания этого исполинского вулкана составляет 600 км.

Метеоритных кратеров на Марсе сравнительно немного, зато хорошо различимы следы эрозийной деятельности, скорее всего водной. То есть когда-то (предположительно около 10 млн лет назад) Марс обладал более мощной атмосферой, с давлением у поверхности, достаточным для сжижения воды, и на Марсе шли дожди, текли реки, и существовали моря и океаны.

До сих пор ученым не известна природа катаклизма, вызвавшего глобальные изменения климата на Марсе, приведшие к современным условиям.

Современные ученые установили, что среднегодовая температура шапок составляет – 70°С, а состоят они из двух компонентов: сезонного – твердой углекислоты (“сухого льда”) и векового – обыкновенного водяного льда.

Летом СО2 возгоняется, а зимой при понижении температуры до – 130°С снова осаждается вблизи полюса.

Предположения о внутреннем строении Марса во многом схожи с представлениями в строении Земли: снаружи тонкая пленка литосферы, прикрывающая массивный пласт мантии, а в центре – металлическое ядро, по поводу которого ученые не пришли еще к единому заключению – жидкое оно или затвердело.

Надежда людей обрести «братьев по разуму» воспрянула с новой силой после того, как А. Секки в 1859 и, особенно, Д. Скипарелли в 1887 (год великого противостояния) выдвинули сенсационную гипотезу, что Марс покрыт сетью рукотворных каналов, периодически наполняющихся водой.

Появление более мощных телескопов, а затем и космических аппаратов не подтвердило этой гипотезы. Поверхность Марса представляется безводной и безжизненной пустыней, над которой свирепствуют бури, вздымающие песок и пыль на высоту до десятков километров.

Во время этих бурь скорость ветра достигает сотни метров в секунду.

Качественно новый уровень исследований Марса начался в 1965, когда для этих целей стали использоваться космические аппараты, которые вначале облетали планету, а затем (с 1971) и опускались на ее поверхность.

Телескопические исследования Марса обнаружили, что значительная часть поверхности Марса представляет собой более светлые участки («материки»), которые имеют красновато-оранжевую окраску; 25% поверхности – более темные «моря» серо-зеленого цвета. Рельеф отличается большим разнообразием. На протяжении долгой геологической истории Марса его поверхность изменяли извержения вулканов и марсотрясения. Глубокие шрамы оставили метеориты, ветер, вода и льды.

Наблюдения Марса со спутников обнаруживают отчетливые следы вулканизма и тектонической деятельности – разломы, ущелья с ветвящимися каньонами. Вулканические кратеры достигают огромных размеров.

Исследователи пришли к выводу, что вулканы были действующими еще сравнительно недавно, а именно: несколько сотен миллионов лет назад.

Атмосфера и вода на Марсе. Атмосфера на Марсе разрежена (давление порядка сотых и даже тысячных долей атмосферы), и состоит, в основном, из углекислого газа (около 95%) и малых добавок азота (около 3%), аргона (примерно 1,5%) и кислорода (0,15%). Концентрация водяного пара невелика, и она существенно меняется в зависимости от сезона.

Средняя температура на Марсе значительно ниже, чем на Земле около – 40°С. При наиболее благоприятных условиях летом на дневной половине планеты воздух прогревается до 20°С – вполне приемлемая температура для жителей Земли. Но зимней ночью мороз может достигать – 125°С.

Такие резкие перепады температуры вызваны тем, что разреженная атмосфера Марса не способны долго удерживать тепло. Мы видим, и нам известно, что там есть и вода, и воздух и временами бывает достаточно тепло. Химический состав Марса типичен для планет Земной группы.

Правда, ни люди, ни звери не могли бы жить там: они задохнулись бы в разряженной, лишенной кислорода, атмосфере. Но это не значит, что на Марсе совсем не может быть жизни.

Ведь живые существа приспосабливаются к существующим условиям, вот и там, возможно существуют какие-то свои виды растений, которые столь же хорошо приспособлены к разреженной, прохладной и сухой атмосфере.

Главные составляющие Марсианской атмосферы – двуокись углерода (95.3%), азот (2.7%), и аргон (1.6%). Малые количества кислорода, окиси углерода, водяного пара, и других веществ составляют остальную часть.

Среднее поверхностное давление атмосферы – меньше одной сотой среднего поверхностного давления атмосферы Земли, и оно изменяется в зависимости от времени года и высотой. Марсианская атмосфера подвергается суточным и сезонным резким изменениям температуры.

Хотя Марсианская атмосфера является очень тонкой и холодной, она очень активна и сложна. Глобальные атмосферные системы циркуляции воздуха на Земле и на Марсе очень похожи.

В Марсианской атмосфере, как и на Земле, теплые восходящие воздушные течения на экваторе, перемещают воздушные массы, отклоняя их на восток, и затем убывают к средним широтам и возвращаются на экватор.

В ветрах, дующих с запада на средней высоте находятся узкие полосы сильных ветров называемых потоками реактивного воздуха, которые производят штормовые системы близко к поверхности.

Во время того, как на каждом Марсианском полушарии наступает осень и зима, углекислый газ, находящийся в составе атмосферы конденсируется и образовывает ледяные шапки, которые простираются от полюса на расстояние почти до середины расстояния между полюсом и экватором.

Когда приходит весна, перепад температуры между льдом и нагретой солнцем почвой порождает сильные ветры в области края отступающей полярной шапки. Этот эффект усиливается более горячим южным летом, когда планета находится ближе к Солнцу.

Сильные южные летние ветры поднимают огромные количества пыли, которые усиливаются в большие штормы. Согласно наблюдениям, эти штормы покрывают всю планету.

Источник: http://www.marsiada.narod.ru/est_li_gizn_na_marse_klimatiheskie_osobenosti_marsa.htm

Солнечный ветер срывает атмосферу Марса

По словам исследователей, этот удивительно сильный механизм может помочь решить давнишнюю тайну.

“Это поможет объяснить, почему на Марсе так мало воздуха, – рассказывает Дэвид Брэйн (David Brain) астроном из калифорнийского университета в Беркли, представивший своё открытие на Семинаре по плазме в 2008 году в Хантсвилле, Алабама.

Постоянные потери

Существует несколько теорий о том, что же случилось с атмосферой красной планеты.

Первая гласит, что астероид, столкнувшийся с Марсом давным давно, оторвал большую часть атмосферы в единственном сильном воздействии. Вторая же считает, что потеря, вероятно, происходила постепенно, в результате миллиардов лет неустанного уноса частичек атмосферы солнечным ветром.

Исследование Брайна, использовавшего данные списанного аппарата НАСА Mars Global Surveyor (MGS), создало третью теорию – ежедневный процесс отрыва воздуха как нечто среднее между этими двумя теориями.

В 1998 году MGS обнаружил, что у Марса есть специфическое магнитное поле. Однако вместо глобального пузыря, как у поля производимого Землёй, поле Марса имеет форму 'магнитных зонтиков', которые растут из Земли и уходят за пределы верхних слоев атмосферы.

Магнитные зонтики

Удивительно то, что новое исследование показывает, что противоположность этому процессу может быть также верна: “зонтики – именно то место, где отрываются куски воздуха”, – рассказывает Брайн.

Чтобы сделать это открытие, он изучил данные 25 000 положений MGS. Во время прохода одной из орбит MGS прошел сквозь вершину магнитного зонтика. Брайн заметил, что магнитное поле зонтика наложилось на магнитное поле солнечного ветра.

Исследователи точно не знают, что произошло затем, но у Брайна есть гипотеза, которая удовлетворяет этим данным.

«Эти объединённые поля, обертываются вокруг некого объёма газа верху марсианской атмосферы, формируя магнитную капсулу с ионизированным воздухом пойманным в ловушку внутри в тысячу километров в ширину , – рассказывает он. – Давление солнечного ветра отрывает капсулу, и её сдувает, вместе с грузом».

Солнечный ветер слева выдувает заполненные атмосферой плазмоиды (желтый цвет) с вершин магнитных зонтиков.

Как Брайн заявил на хантсвиллской конференции, с тех пор он обнаружил другие подтверждения своей теории. Магнитные капсулы или “плазмоиды” сдуваются обычно с южного полюса Марса, так как большинство зонтиков расположено именно в южном полушарии Марса.

“Мы все еще не уверены, как часто формируются плазмоиды или сколько газа содержит каждый из них, – рассказывает он. – Мы нуждаемся в большем количестве данных”.

Зонд MAVEN

Проблема в том, что зонд Mars Global Surveyor не был предназначен, для изучения этого явления. Космический корабль был оборудован, только чтобы регистрировать электроны, а не более тяжелые ионы, которые составят большую часть любого пойманного в ловушку газа. Эти данные может получить новый зонд НАСА под названием MAVEN, специально разработанный, чтобы изучить эту атмосферную эрозию.

Аббревиатура MAVEN расшифровывается как «Атмосфера Марса и Изменчивое Развитие». MAVEN – зонд верхней атмосферы, запуск которого в настоящее время запланирован на 2013 год.

Он будет вращаться вокруг Марса по эллиптической орбите, проникая в магнитные зонтики на различных высотах, углах и временах дня; и исследовать также области около зонтиков, давая исследователям полную картину, в которой они так нуждаются.

По материалам НАСА

Источник: https://infuture.ru/article/1463

NASA определило причины испарения атмосферы Марса

Команда NASA MAVEN выявила процесс, который, скорее всего, и стал причиной перехода от раннего теплого и влажного климата к сухому и холодному, который мы наблюдаем на Марсе сейчас.

Данные MAVEN позволили исследователям определить скорость, с которой сейчас газ из марсианской атмосферы уходит в космос из-за воздействия солнечного ветра. Результаты подтвердили, что эрозия атмосферы значительно усиливается во время солнечных бурь. Научные детали миссии появятся 5 ноября в научном журнале Geophysical Research Letters.

«По-видимому, на Марсе была толстая атмосфера, достаточно теплая, чтобы поддерживать воду в жидком состоянии. А ведь это — ключевой элемент знакомой нам жизни», сообщает Джон Грансфельд, астронавт и консультант NASA в Вашингтоне.

«Понимание произошедшего на Марсе позволит нам пополнить наши знания о процессах, происходящих в атмосфере любой планеты.

Выяснение причин исчезновения микробов и среды, подходящей для жизни, и является ключевым вопросом, который встанет перед миссиями NASA на Марс».

«Это как воровство монет из кассового аппарата — понемногу в день, но сумма станет ощутимой спустя время», говорит Брюс Джакоски, главный исследователь MAVEN из Университета Колорадо.

«Так как скорость улетучивания повышается во время солнечных бурь, мы считаем, что раньше атмосфера испарялась гораздо быстрее».

Кроме того, в марте 2015 года Марс попал под удар нескольких сильных солнечных бурь, а MAVEN зафиксировал ускорение улетучивания атмосферы. Сочетание полученных данных подсказывает, что именно солнечные бури стали причиной изменения климата планеты.

Солнечный ветер представляет собой поток частиц (главным образом, протонов и электронов), которые распространяются от Солнца со скоростью полтора миллиона километров в час.

Магнитное поле, проходя через атмосферу Марса, может создавать электрическое поле, как с помощью турбин мы добываем электричество на Земле.

Это поле ускоряет заряженные атомы газа (ионы) в верхних слоях атмосферы Марса и выстреливает ими в космос.

MAVEN занимается изучением влияния солнечного ветра и ультрафиолета на газ в верхних слоях атмосферы планеты.

Последние результаты показывают, что испарение происходит в трех различных регионах планеты: под «хвостом», где солнечный ветер огибает Марс, над марсианскими полюсами («полярный шлейф» ионов) и от широкого газового облака, окружающего поверхность.

Группа исследователей установила, что 75% испарения приходится на «хвост», почти 25% — на полюса, и почти незаметная часть улетучивается из газовых облаков.

Визуализация процесса, NASA-GSFC/CU Boulder LASP/University of Iowa

Древние области Марса сохраняют следы присутствия воды – особенности ландшафта , похожие на долины от рек, и отложения минералов, которые формируются только при наличии жидкой воды.

Недавно с помощью станции Mars Reconnaissance Orbiter исследователи смогли наблюдать сезонное появление гидратированных солей, что указывает на присутствие солёной жидкой воды на Марсе. Однако марсианская атмосфера слишком холодная и тонкая, чтобы достаточно долго поддерживать значительные объемы воды на поверхности планеты.

«Солнечная ветровая эрозия – важный механизм в испарении атмосферы, достаточно сильный, чтобы стать причиной существенных изменений марсианского климата», — Джо Гребовски, ученый проекта MAVEN из центра космических полётов Годдарда NASA, Гринбелт, Мэриленд. «MAVEN также изучает другие процессы потери атмосферы – например, потерю из-за воздействия ионов или ускользание атомов водорода – и это только увеличивает важность атмосферного ускользания.»

Цель миссии MAVEN, запущенной на Марс в ноябре 2013 года, — выяснить, сколько атмосферы и воды этой планеты теряется в открытый космос. Это первая миссия подобного рода, посвященная изучению возможного влияния солнца на атмосферные изменения красной планеты. MAVEN работает на орбите Марса уже больше года и завершит свою основную научную миссию 16 ноября.

Больше анимации можно найти на сайте NASA.

Материал подготовили Ирина Ларина и Павел Поцелуев.

Источник: https://thealphacentauri.net/sun-blows-mars-atmosphere/

Погодные, климатические условия Марса: атмосферные осадки и пыльные бури

Марс — это четвертая планета Солнечной Системы. Она считается близнецом Земли. Однако за миллионы лет некогда полноводные водоемы были засыпаны красным песком, растительность исчезла, а жизнь прекратила свое существование. С течением времени климат также кардинально изменился.

Что такое климат?

Климат — это ряд метеорологических условий характерных для определенной местности: температура, показатели давления, осадки, преобладающие ветра и пр. Совокупность этих факторов определяет климат не только на Земле, но и на Марсе. Ученые много лет стараются узнать, какие тайны скрывает Красная планета.

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.

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 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.

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.

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.

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

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.

Пригодилась информация? Плюсани в социалки!

Источник: https://MarsPlaneta.ru/pogodnye-klimaticheskie-usloviya-marsa

Какие ветры дуют на Марсе и откуда на Марсе ветер?

В начале 20-го века среди ученых почти не было разногласий на счет марсианской атмосферы — она существовала и в этом не было сомнений. Во всяком случае авторитетный российский ученый Гаврил Адрианович Тихов, лично наблюдал её в телескоп, а американский астроном Ульям Райт даже утверждал, что атмосфера Марса так плотна, что простирается до высоты 150 км над поверхностью планеты.

Правда уже тогда ученые недоумевали: если атмосфера у Марса есть, причем плотная, почему на фотографиях Марса отсутствовали такие признаки атмосферы, как облака, а все детали рельефа планеты были видны, как если бы атмосферы не было или она была бы прозрачной?

Этот вопрос в какой-то мере разрешился, когда в 1930-х годах нашего столетия были получены данные об атмосферном давлении Марса. Оно оказалось равным 8,5 кПа, т. е. в 12 раз меньше, чем на Земле. Но на самом деле даже эта цифра была завышена почти в 10 раз.

Марс при «хорошей погоде» (слева) и во время большой пыльной бури (справа)

Как показали измерения, произведенные советскими и американскими автоматическими межпланетными станциями в 1960-х г.г., атмосфера Марса чрезвычайно разрежена, и среднее значение давления у поверхности равно 610 Па. Много это или мало? Ну, к примеру на Земле такое давление отмечается на высоте 30 км!

Впрочем, даже наличие такой незначительной атмосферы имеет важное значение для планеты, так как защищает ее поверхность от метеоритов, хотя и очень малых (менее 1 см в диаметре), которые испаряются, не долетая до нее. На Луне же и такой атмосферы нет, поэтому ее поверхность испещрена и большими и очень мелкими кратерами.

Откуда на Марсе ветер?

Несмотря на сильно разреженную атмосферу и низкое давление, на Марсе существуют ветры и даже очень сильные, во всяком случае сильнее, чем на Земле. Как же это возможно?

Для возникновения ветров необходимо несколько условий: суточное и сезонное изменения температуры и контрастность рельефа.

Температурные различия на Марсе большие. В летнее дневное время на экваторе поверхность нагревается до +25° С, а ночью остывает до —80° С. На полюсах температура практически и летом и зимой остается отрицательной, поэтому движение ветров на Марсе большей частью направлено от полюсов к экваториальным областям, причем, как и на Земле, из зимнего полушария в летнее.

Что касается рельефа, то на Марсе он даже контрастнее, чем на Земле, и определить это помогло давление атмосферы. Известно, что с высотой местности давление изменяется: чем выше рельеф, тем оно меньше, и наоборот.

Приняв, что среднее давление в 6,1 • 102 Па характерно для местности с условной «нулевой» отметкой, получили, что наивысшие значения давления характерны для участков с высотой 3—4 км, а наинизшие — для высокоподнятых точек рельефа — в 27 км.

Таким образом, общая разница высоты рельефа на Марсе достигает 30— 31 км, тогда как на Земле он равен 20—21 км. На Марсе существуют возвышенности и низменные равнины, горные массивы, вулканы, вулканические плато и многочисленные кольцевые структуры.

Еще при телескопическом изучении на Марсе было установлено наличие пыльных бурь у красной планеты. Марсианские пыльные бури бывают настолько сильными, что накрывают добрую половину планеты!

Средняя скорость ветров на Марсе составляет 50 м/с, а максимальная превышает 100 м/с.

При такой скорости ветры увлекают поверхностные частицы почти в 5 раз тяжелее, чем на Земле, и переносят их на значительные расстояния.

Марсианские пыльные бури формируют ландшафт планеты: кратерные шлейфы, дюны и барханы Марса

С получением первых космических изображений Марса исследователи обратили внимание на гигантские светлые и темные полосы, широко развитые в различных районах Марса. Особенностью этих полос является то, что они располагаются за кратерами, вследствие чего их называют кратерными шлейфами.

Детальное рассмотрение полос показывает, что форма их неодинаковая. Одни полосы похожи на сигары, другие — на хвосты комет, третьи имеют более расплывчатые очертания. Длина отдельных полос достигает 50 км и более, а ширина 5—10 км.

Что полосы как-то связаны с ветром, ни у кого не вызывало сомнений. Но было совершено непонятно, почему одни полосы имеют черный цвет, а другие — белый. Делалось много предположений. Считали, что цвет связан с окраской переносимой пыли, или, наоборот, с коренными породами, обнажающимися после того как с них удалена пыль.

Аналоги этих форм нашлись и на Земле. Ими оказались песчаные дюны ветровой тени. В земных пустынях ветры, несущие большое количество песка и пыли, встречая на своем пути препятствия и огибая их, за препятствиями, т. е.

в «тени» их, откладывают несомый материал, образуя вытянутые вдоль ветра песчаные валы. Правда, они не имеют таких громадных размеров, как на Марсе.

Их длина достигает нескольких километров, ширина 100—150 м, а высота 15—20 м.

Гигантские размеры марсианских форм можно объяснить и необычно высокими скоростями ветров, и большими размерами препятствий — кратеров. При этом различный цвет кратерных шлейфов зависит от неодинакового угла освещения Солнцем.

Близкие по морфологии формы, сфотографированные при разных углах освещения, имеют то светлый, то темный цвет.

Марсианские пески в общем-то ни чем не отличаются от земных. С виду во всяком случае

Марсианские пустыни похожи на земные? Ответы даст ветер

На Земле, пожалуй, самой типичной формой накопления песчаного материала являются дюны и барханы.

А есть ли дюны и барханы на Марсе? Первые фотографии марсианской поверхности, сделанные «Марсами» и «Маринерами», не могли ответить на этот вопрос.

И только лишь на нескольких фотографиях удалось увидеть формы, напоминающие земные дюны. На мелкомасштабных снимках это было обычное темное пятно на дне кратера Проктор.

Смит, описавшие эти формы, уже уверенно говорили о том, что это дюнные гряды и сложены они, по всей вероятности, песком.

В связи с этим можно предполагать, что многие темные пятна на дне других кратеров также могут быть дюнами.

На снимках, переданных с поверхности Марса автоматическими станциями было обнаружено большое количество
эоловых форм.

На месте посадки станций удалось подсчитать, что отдельные дюны и барханы имеют высоту 15 м, крутизну склонов около 30° и отстоят друг от друга на 100 м.

Поскольку место посадки расположено на океанической равнине, можно предполагать, что эоловый рельеф вообще характерен для этих обширных областей Марса, что отчасти подтверждается их светлым цветом на мелкомасштабных изображениях.

Особенно широкое развитие эоловых форм представилось возможным обнаружить на снимках в северном полярном районе. Здесь поля дюн и барханов тянутся на сотни километров. Выделяются продольные и поперечные к направлению ветра барханные и дюнные гряды. Многие из них сложены в основном снегом.

Барханы и поперечные дюнные гряды развиты в устье Северного каньона и в других долинах. Их положение свидетельствует о том, что они образованы сильными ветрами, нисходящими вдоль этих долин.

Таким образом, существующая атмосферная циркуляция на полярных шапках Марса, хотя и является сложной, но в целом аналогична циркуляции в Антарктиде.

Интересную точку зрения недавно высказали американские ученые Дж. Мак-Коли и К. Брид. Они считают, что марсианские дюны в настоящее время малоактивны. Дюны образовались значительно раньше, когда на Марсе была плотная атмосфера, ветровой режим был динамичнее.

Поразительное сходство марсианских дюнных и барханных гряд с эоловыми формами пустыни Сахара, возраст которой около 10 тыс. лет, позволило этим исследователям предположить, что на обеих планетах были одинаковые условия для отложения песка ветром, что важно для понимания глобальных закономерностей развития планет.

География марсианских ветров

Приэкваториальная территория Марса является ареной действия ветров различных направлений.

Это настоящее царство Эола, деятельность которого проявляется на самых низких и самых высоких участках поверхности.

Многочисленные формы рельефа, ориентированные согласно ветровым потокам, являются хорошими индикаторами направлений ветров. По ним можно восстановить преобладающие направления ветров, дующих на Марсе.

Северные ветры несколькими потоками устремляются на юг. Один из них ориентирован почти в меридиональном
направлении и разделяется на три ветви — восточную, западную и центральную.

Южные потоки воздушных масс по ориентировке эоловых форм выражены менее отчетливо, чем северные; по-видимому, это объясняется тем, что рельеф южного полушария Марса более сложный. Здесь нет обширных выровненных пространств, где хорошо были бы выражены гряды или шлейфы. Многочисленные кратеры заставляют ветры обтекать их и таким образом искажать их основные направления.

Горный массив Фарсида является мощным барьером на пути северных и южных ветров, которые плавно его огибают. На склонах массива и склонах вулканов выражены радикальные направления нисходящих потоков воздуха.

У подножия склонов Фарсиды происходит встреча разнонаправленных ветровых потоков — нисходящих и северных, в результате чего происходит аккумуляция эолового материала.

На Земле в подобных условиях образуются обширные равнины навевания, как, например, перед Копетдагом в Туркмении.

Песчаные барханы Марса, вид сверху. По их расположению «роза марсианских ветров» читается как открытая книга

Воздействие ветров Марса на рельеф планеты. Выветривание и дефляция почв

При тех больших скоростях, которые имеют ветры на Марсе, они могут производить не только аккумулятивную, но и дефляционную работу. Она заключается в механическом разрушении пород и выдувании частиц.

Дефляция усиливается там, где тектоническая трещиноватость совпадает с преобладающими направлениями ветров. Такие трещины на Марсе, как Темпе, Тантала, Мареоты, отпрепарированы — очищены ветром.

Под действием дефляции не только преобразуется уже существующий рельеф, но возникают и новые формы. К ним относятся ярданги — линейные борозды выдувания, разделенные гребнями, нередко заостренными. На Земле эти формы широко развиты в пустынях. Глубина борозд достигает нескольких метров.

Кроме ярдангов, на Марсе имеется большое количество замкнутых котловин и впадин, образование которых также связывается с глубинной дефляцией.

В южном приполярном районе Марса развит «ямчатый» рельеф — скопление различных по форме и размерам впадин (от 0,5 до нескольких километров в диаметре и глубиной до 400 м). Его образование в данное время может быть объяснено только дефляцией.

Глубинная дефляция на Земле имеет громадные масштабы.

Примерами служат впадина Каттара в Африке размером 20—25 км в поперечнике и относительной глубиной 200 м, Турфанская впадина в Центральной Азии, расположенная на 150 м ниже уровня океана.

В марсианских кольцевых впадинах Аргир и Эллада также происходит дефляция. Подтверждением этого являются тучи пыли, поднимающиеся над Элладой во время глобальных бурь на высоту более 30 км. Процесс оседания пыли идет очень медленно.

Во время ее осаждения формы рельефа на дне Эллады не просматривались, поэтому на некоторых снимках поверхность Эллады выглядела ровной и светлой.

На других же снимках, сделанных после окончания пыльной бури, детали рельефа в виде гряд и кратеров стали видны отчетливее.

Шум ветра на Марсе

Ну и как обойти стороной эту запись? В декабре 2018 года спускаемый аппарат NASA «InSight» передал на Землю звуковой файл в котором записан… шум ветра на Марсе! И знаете что вы ощущаете, когда слышите его, после того как проходит благоговение? Да, что он звучит точно также, как земной (слушать с 0:57 секунды)!

Источник: http://starcatalog.ru/solnechnaya-sistema/kakie-vetryi-duyut-na-marse-i-otkuda-na-marse-veter.html

Сможем ли мы прогнозировать пылевые бури на Марсе?

Каждый год пылевые бури пожинают поверхность Марса. Иногда одна из таких бурь вырастает настолько, что укрывает целую планету. Очевидно, это ставит будущих астронавтов в неудобное положение.

Марсианские бури, возможно, будут не столь свирепы, как та, что накрыла Марка Уотни и его коллег в «Марсианине», но они могут буйствовать несколько месяцев, закрывать солнце и укрывать солнечные панели слоем пыли.

В настоящее время не существует надежного способа узнать, когда нагрянет пылевая буря размером с планету. Однако ученые изучают картину сезонов пылевых бурь на Марсе.

Красная планета, скорее всего, окажется в тисках глобальной пылевой бури в ближайшие несколько месяцев, в соответствии с прогнозом, сделанным в прошлом году.

Если это так, и пылевая буря действительно начнется, возможно, нам будет проще прогнозировать будущие бури.

Пыль, везде и всюду

Глобальные пылевые бури, скорее всего, начнутся, когда Марс подойдет к Солнцу ближе всего, так как быстро движущаяся пыль в атмосфере поглощает солнечный свет и нагревается. «Чем быстрее она нагревается, тем быстрее циркулирует», говорит Джеймс Ширли, планетолог из Лаборатории реактивного движения NASA. Полномасштабная буря может разгонять пыль в атмосфере до 60 км/ч.

Прогнозирование этих бурь — сложная задача, поскольку мы знаем о них очень мало. «Можно было бы подумать, что они вообще не должны происходить, либо же бушевать постоянно, потому что солнечный свет падает на Марс в значительной степени так же, как и на Земле, каждый год», говорит Ширли. «Почему же в одни годы это случается, а в другие нет?».

Если буря размером с планету разыграется, когда космический аппарат будет приближаться к Марсу, она может помешать процессу приземления на поверхность.

«Когда атмосфера нагревается, она как бы раздувается, подобно шару», говорит Ширли. Это значит, что космический аппарат начнет испытывать трение раньше, чем ожидается.

«Это может совершенно испортить процесс повторного входа в атмосферу и посадки».

Поскольку атмосфера Марса тоньше, «самая большая скорость, которую мы измерили, составила 16 км/ч на уровне земли», говорит Стив Хоффман, аэрокосмический инженер в Космическом центре Джонсона при NASA.

«Астронавта такой ветер не перевернет, ракету-носитель тоже».

Однако глобальная буря может засорить машины и отрезать астронавтов от солнечного света, который нужен для солнечных батарей и марсоходов. Роверы «Спирит» и «Оппортьюнити» переждали свой последний глобальный пылевой шторм в 2007 году, включаясь лишь на пару минут в день, поддерживая электронику в тепле.

Разоряющая пыль

Насколько хорошо астронавты смогут подготовиться к пылевой буре, зависит от того, насколько хорошо они смогут прогнозировать ее приближение и длительность. Возможно, потребуются альтернативные источники энергии. Марсоход «Кьюриосити», например, использует систему радиоизотопного генератора, который вырабатывает электричество из плутония.

Имея дополнительную энергию, можно было бы расщеплять воду на водород и кислород. «Мы могли бы производить топливо, накапливать энергию, пока светит солнце, а затем обращаться к ним, когда начинается пылевая буря», говорит Хоффман.

К сожалению, плутоний радиоактивен, а водород чрезвычайно огнеопасен, поэтому оба варианта NASA рассматривает как очень плохие.

Пыль, содержащая токсичные соединения — перхлораты, — может попасть в костюмы. Экипажу придется сидеть в засаде, считает Ричард Дэвис из отдела планетарных наук NASA.

Пыль, которая попадает в атмосферу и вызывает глобальные бури, также очень мелкая. Она почти как дым, такая же всепроникающая, и от нее сложно избавить все, что открывают и закрывают. Любые люки, любые движущиеся части на скафандрах, везде будет пыль. Токсичные перхлораты могут привести к механическому износу.

Продолжительные сумерки тоже могут утомить, хотя глобальная пылевая буря на Марсе не вызовет такой же темноте, как полярная зима на Земле. Будет мрачно и довольно долго, но не полная темнота в течение суток.

В любом случае мы понятия не имеем, каково это — жить в условиях пылевой бури, пока астронавты не выяснят это наверняка.

Космический танец

В своем прошлогоднем исследовании Ширли занимался поиском связи между движением Марса вокруг гравитационного центра Солнечной системы  и проявлением глобальных пылевых бурь.

Что примечательно, гравитационный центр Солнечной системы не всегда представлен Солнцем (хотя Солнце никогда не отходит далеко от него).

Сила тяжести планет, вращающихся вокруг Солнца, тоже оказывает на него влияние, благодаря чему Солнце удаляется и приближается к этому центру тяжести. По мере космического танца Солнца, вместе с ним танцует и Марс.

Исследователи сделали прогнозы относительно этих циклов в атмосфере, а затем взглянули на компьютерные модели и выяснили, что более интенсивная циркуляция может уводить пыль выше, а вместе с этим «убегает» и пылевая буря.

Все девять глобальных пылевых бурь, наблюдавшихся на Марсе, происходили в годы, когда циркуляция была наиболее интенсивной.

Исследование влияния гравитации Солнца и других планет на импульс и атмосферу Красной планеты может помочь ученым с прогнозами. Чем больше данных, тем они будут точнее. Что особенно интересно, изучение глобальных бурь на Марсе может помочь в исследовании и нашей собственной планеты. Красная планета имеет более простую атмосферу, чем Земля, из-за отсутствия океанов.

Источник: https://Hi-News.ru/science/smozhem-li-my-prognozirovat-pylevye-buri-na-marse.html

Атмосфера Марса

известно, что атмосфера Красной планеты напоминает атмосферу Венеры. Включает она в себя, в основном, углекислый газ, но атмосфера тоньше, чем венерианская. В 2003 г. выявили, что в атмосфере Марса присутствует метан.

Представленное открытие впечатлило учёных и заставило осуществлять всё новые поиски. Наличие метана косвенно подтверждает существование жизни на Марсе.

Но нельзя сбрасывать со счетов и тот факт, что оно может возникнуть и ввиду вулканической деятельности планеты.

Это значит, что существование привычной нам формы жизни – человек и животное, на планете невозможно. Но это не говорит о том, что на красной планете не могут жить инопланетяне.

Информация о составе марсианской атмосферы. 

Содержание марсианской атмосферы и вес планеты могут изменяться. В зимнее время атмосфера предстает разряженной, так как углекислый газ собирается на шапках гор. Летом он испаряется, а атмосфера становится плотной. 

Но это ещё полбеды. Атмосфера космического тела не способна сглаживать изменения температур в продолжение суток. Вот и получается, что днем температура воздуха может доходить до +30, а ночью – до -80. На полюсах разница чувствуется острее – ночные температуры там могут доходить до -150 градусов.

Несмотря на разреженность атмосферы, на расстоянии в 1,5 километров от поверхности грунта на Марсе всегда пыльно. Поэтому небо часто окрашено в оранжевый или коричневый цвет. Всё дело в низком давлении, из-за него пыль падает очень медленно.

Изменение характеристик атмосферы.

Есть мнение, что марсианская атмосфера видоизменялась с течением времени. Учёные думают, что раньше на объекте в большом количестве была вода.

Но затем климат изменился, и теперь она может быть лишь в виде пара либо льда. Так как средняя температура на космическом теле равна -63 градуса, неудивительно, что вода на ней находится в твердом виде.

Известно, что удерживать влагу из-за низкого давления планета может лишь в нижних точках.

Раньше на планете были куда более мягкие условия. Приблизительно 4 млрд. лет назад он был наполнен кислородом. Но затем атмосфера обеднела. Почему это произошло? Выделяется несколько причин:

• Низкая гравитация на планете, не позволяющая удержать атмосферу;
• Воздействие солнечных лучей;
• Столкновение с метеоритом и последующая катастрофа.

Сможем ли мы когда-нибудь жить на Марсе.

Пока что колонизация Марса выглядит как что-то из области фантастики. Но, если приручить атмосферу планеты, всё возможно… Главное – решать проблемы постепенно, по одной. Сначала решить вопрос о гравитации, затем о кислороде, далее о температуре, и жизнь на Марсе людей станет реальностью.

Двуокись углерода, в обилии находящуюся на Марсе, получится использовать как топливо для ракет, чтобы улететь обратно на Землю. Если действовать согласно закону Сабатье, можно выполнить процесс взаимодействия водорода и двуокиси углерода при катализаторе из никеля. Результатом данной реакции станет выделение метана и кислорода.

Реакцию Сабатье давно и активно используют, к примеру, на станциях, расположенных в космосе, где есть необходимость в переработке углекислого газа для космонавтов.

Остается только решить вопрос с гравитацией и можно заселять новое место для жительства.

Источник: http://inoplanetyanin.ru/atmosfera-marsa/