Почему так хорошо видно марс. Атмосфера и температура планеты Марс. Химический состав недр Марса

Особенности Марса

Почему так хорошо видно марс. Атмосфера и температура планеты Марс. Химический состав недр Марса

Всякая планета отличается от остальных рядом признаков. Люди сравнивают другие, найденные, планеты с той, которую они хорошо, но не идеально, знают – это планета Земля. Ведь это логично, на нашей планете смогла появится жизнь, а это значит что если искать планету, схожую с нашей, то там тоже будет возможно найти жизнь.

Из-за этих сравнений у планет и появляются свои отличительные особенности. Например у Сатурна есть прекрасные кольца, из-за которых Сатурн называют самой красивой планетой Солнечной системы. Юпитер самая большая планета в Солнечной системе и эта особенность Юпитера. Так какие есть особенности у Марса? Об этом эта статья.

Спутники Марса

Марс, как и многие планеты Солнечной системы, имеет спутники. Всего у Марса имеется два спутника это Фобос и Деймос. Спутники получили свои названия от греков. Фобос и Деймос были сыновьями Ареса (Марса) и всегда были рядом с отцом, как и эти два спутника всегда рядом с Марсом. В переводе “Фобос” означает “страх”, а “Деймос” – “ужас”.

Фобос это спутник, орбита которого располагается очень близко к планете. Это самый близкий спутник к планете во всей Солнечной системе.

Расстояние от поверхности Марса до Фобоса составляет 9380 километров. Спутник обращается вокруг Марса с частотой 7 часов 40 минут.

Получается, что Фобос успевает совершить три с небольшим оборота вокруг Марса, пока сам Марс сделает один оборот вокруг своей оси.

Деймос это самый маленький спутник в Солнечной системе. Размеры спутника равны 15х12,4х10,8 км. А расстояние от спутника до поверхности планеты равно 23 450 тысяч км.

Период обращения Деймоса вокруг Марса составляет 30 часов 20 минут, это немного больше, чем время, которое тратит планета для оборота вокруг своей оси.

Если вы будете на Марсе, то Фобос будет восходить на западе и заходить на востоке, при этом совершая три оборота за сутки, а Деймос, наоборот, восходит на востоке и заходит на западе, при этом совершая лишь один оборот вокруг планеты.

Особенности Марса и её Атмосферы

Одной из главных особенностей Марса является то, что была создана Карта Марса. Атмосфера на Марсе весьма интересна. Сейчас атмосфера на Марсе очень разряжена, возможно, что в будущем Марс совсем потеряет свою атмосферу. Особенности атмосферы Марса в том, что когда-то давно Марс имел такую же атмосферу и воздух, как и на нашей родной планете.

Но в ходе эволюции Красная планета потеряла почти всю свою атмосферу. Сейчас же давление атмосферы Красной планеты составляет лишь 1% от давления нашей планеты. Особенности атмосферы Марса также то, что даже при втрое меньшей силе тяжести планеты, относительно Земли, Марс может поднимать огромные пылевые бури, поднимаю в воздух тонны песка и почвы.

Пылевые бури уже не раз попортили нервы нашим астрономам, так как пылевые бури бывают очень обширными, то наблюдение с Земли за Марсом, становится невозможным. Иногда такие бури могут даже длиться месяцами, что очень портит процесс изучения планеты. Но исследование планеты Марс на этом не останавливается.

На поверхности Марса есть роботы, которые не прекращают процесс изучения планеты.

Атмосферные особенности планеты Марс так же и в том, что догадки ученых о цвете марсианского неба, были опровергнуты.

Ученые считали, что небо на Марсе должно быть черным, но снимки, сделанные космической станцией с планеты, опровергнули эту теорию.

Небо на Марсе вовсе не черное, оно розовое, благодаря частицам песка и пыли, которые находятся в воздухе и поглощают 40% солнечного света, благодаря этому и создается эффект розового неба на Марсе.

Особенности температуры Марса

Измерения температуры Марса начались относительно давно. Все началось с измерений Лампланда в 1922 году. Тогда измерения говорили о том, что средняя температура на Марсе равна -28º С.

Позднее, в 50-х и 60-х годах были накоплены некоторые знания о температурном режиме планеты, которые проводились с 20-х годов по 60-е года. Из этих измерений получается, что днем на экваторе планеты температура может доходить до +27º C, но уже к вечеру она упадет до нуля, а к утру становится -50º С.

Температура на полюсах колеблется от +10º С, во время полярного дня, и до весьма низких температур, во время полярной ночи.

Особенности рельефа Марса

Поверхность Марса, как и других планет, не имеющих атмосферу, изранена различными кратерами от падений космических объектов. Кратеры бывают маленьких размеров ( 5 км. в диаметре) и большие (от 50 и до 70 км. в диаметре). Из-за отсутствия своей атмосферы, Марс подвергался метеоритным дождям. Но поверхность планеты содержит не только кратеры.

Раньше люди считали, что на Марсе никогда не было воды, но наблюдения за поверхностью планеты говорят о другом. Поверхность Марса имеет каналы и даже небольшие углубления, напоминающие водные месторождения. Это говорит о том, что на Марсе была вода, но по многим причинам она исчезла.

Сейчас уже сложно сказать, что нужно сделать, чтобы вода на Марсе снова появилась и мы могли бы наблюдать за воскрешением планеты.

На Красной планете так же имеются и вулканы. Наиболее известный вулкан – Олимп. Этот вулкан известен всем тем, кто интересуется Марсом.

Этот вулкан – самая большая возвышенность не только на Марсе, но и в Солнечной системе, это еще одна особенность этой планеты. Если стоять у подножья вулкана Олимп, то невозможно будет увидеть край у этого вулкана.

Этот вулкан так велик, что его края уходят за горизонт и кажется, что Олимп бесконечен.

Особенности Магнитного поля Марса

Это, пожалуй, последняя интересная особенность этой планеты. Магнитное поле это защитник планеты, который отталкивает все электрические заряды, двигающиеся в сторону планеты и отталкивает их с первоначальной траектории.

Магнитное поле полностью зависит от ядра планеты. Ядро на Марсе почти неподвижно и, следовательно, магнитное поле планеты очень слабое.

Действие Магнитного поля весьма интересно, оно не глобально, как на нашей планете, а имеет зоны, в которых оно более активно, а в других зонах его может совсем не быть.

Таким образом, планета, которая нам кажется такой обычной, имеет целый набор своих особенностей, некоторые из них являются лидирующими в нашей Солнечной системе. Марс не такая простая планета, как вам может показаться на первый взгляд.

Источник: https://on-space.ru/mars/osobennosti-marsa.html

Атмосфера Марса — химический состав, погодные условия и климат в прошлом

Почему так хорошо видно марс. Атмосфера и температура планеты Марс. Химический состав недр Марса

Сегодня о полётах на Марс и его возможной колонизации говорят не только фантасты в своих рассказах, но и реальные ученые, бизнесмены, политики. Зонды и марсоходы дали ответы об особенностях геологии. Однако для пилотируемых миссий следует разобраться, есть ли у Марса атмосфера и какая она по своей структуре.

Общие сведения

У Марса есть своя атмосфера, но она составляет всего 1% от земной. Как и у Венеры, состоит преимущественно из углекислого газа, но опять же, намного тоньше.

Относительно плотный слой составляет 100 км (для сравнения у Земли  500 — 1000 км по разным оценкам). Из-за этого отсутствует защита от солнечной радиации, а температурный режим практически не регулируется.

Воздуха на Марсе в привычном нам понимании нет.

Учёные установили точный состав:

  • Двуокись углерода — 96%.
  • Аргон — 2,1%.
  • Азот — 1,9%.

опасного для жизни углекислого газа в 23 раза больше, чем на Земле. Однако в небольшом количестве имеется водяной пар. Долгое время учёные задавались вопросом, есть ли кислород на Марсе. Сейчас известно, что его концентрация минимальна в виде примесей.

В 2003 году обнаружен метан. Открытие подстегнуло интерес к Красной планете, многие страны запустили программы исследования, которые привели к разговорам о полётах и колонизации.

Из-за маленькой плотности температурный режим не регулируется, поэтому перепады составляют в среднем 1000С.

В дневное время устанавливаются достаточно комфортные условия +300С, а ночью температура поверхности падает до -800С. Давление составляет 0,6 кПа (1/110 от земного показателя).

На нашей планете подобные условия встречаются на высоте 35 км. Это главная опасность для человека без защиты — его убьёт не температура или газы, а давление.

У поверхности постоянно присутствует пыль. Из-за маленькой силы тяжести облака поднимаются до 50 км. Сильные перепады температуры приводят к появлению ветров с порывами до 100 м/с, поэтому пылевые бури на Марсе обычное дело. Серьезной угрозы они не представляют из-за маленькой концентрации частиц в воздушных массах.

Из каких слоев состоит атмосфера Марса?

Сила тяжести меньше земной, поэтому у Марса атмосфера не так явно делится на слои по плотности и давлению. Однородный состав сохраняется до отметки 11 км, далее атмосфера начинает разделяться на слои. Выше 100 км плотность снижается до минимальных значений.

  • Тропосфера — до 20 км.
  • Стратомезосфера — до 100 км.
  • Термосфера — до 200 км.
  • Ионосфера — до 500 км.

В верхней атмосфере присутствуют лёгкие газы — водород, углерод. В этих слоях скапливается кислород. Отдельные частицы атомарного водорода распространяются на расстояние до 20 000 км, формируя водородную корону. Чёткого разделения между крайними областями и космическим пространством нет.

Верхняя атмосфера

На отметке более 20-30 км располагается термосфера — верхние области. Состав остается стабильным до высоты 200 км. Здесь наблюдается высокое содержание атомарного кислорода. Температура достаточно низкая — до 200-300 К (от -70 до -2000С). Далее идет ионосфера, в которой ионы вступают в реакцию с нейтральными элементами.

Нижняя атмосфера

В зависимости от времени года граница этого слоя меняется, и эта зона именуется тропопаузой. Далее простирается стратомезосфера, температура которой в среднем составляет -1330С. На Земле здесь содержится озон, защищающий от космического излучения. На Марсе он скапливается на высоте 50-60 км и далее практически отсутствует.

Состав атмосферы

Земная атмосфера состоит из азота (78%) и кислорода (20%), в небольших количествах присутствует аргон, углекислый газ, метан и т.д. Такие условия считаются оптимальными для возникновения жизни.

Состав воздуха на Марсе существенно отличается. Основным элементом марсианской атмосферы является углекислый газ — порядка 95%. На азот приходится 3%, а на аргон 1,6%.

Общее количество кислорода — не более 0,14%.

Такой состав сформировался из-за слабого притяжения Красной планеты. Наиболее устойчивым оказался тяжёлый углекислый газ, который постоянно пополняется в результате вулканической активности.

Лёгкие газы рассеиваются в космосе, вследствие низкой силы притяжения и отсутствия магнитного поля.

Азот удерживается гравитацией в виде двухатомной молекулы, но расщепляется под воздействием радиации, и виде одиночных атомов улетает в космос.

С кислородом схожая ситуация, но в верхних слоях он вступает в реакцию с углеродом и водородом. Однако учёные до конца не понимают особенности реакций.

По расчётам количество угарного газа СО должно быть больше, но в итоге он окисляется до углекислого СО2 и опускается к поверхности.

Отдельно молекулярный кислород О2 появляется только после химического распада углекислого газа и воды в верхних слоях под воздействием фотонов. Он относится к неконденсирующимся на Марсе веществам.

Учёные полагают, что миллионы лет назад количество кислорода было сопоставимо с земным — 15-20%. Пока неизвестно точно, почему условия изменились. Однако отдельные атомы не так активно улетучиваются, и из-за большего веса он даже накапливается. В некоторой степени наблюдается обратный процесс.

Остальные важные элементы:

  • Озон — практически отсутствует, имеется одна область скопления в 30-60 км от поверхности.
  • Вода — содержание в 100-200 раз меньше, чем в самом засушливом регионе Земли.
  • Метан — наблюдаются выбросы неизвестной природы, и пока наиболее обсуждаемое вещество для Марса.

Метан на Земле относится к биогенным веществам, поэтому потенциально может быть связан с органикой. Природа появления и быстрого разрушения пока не объяснена, поэтому ученые ищут ответы на эти вопросы.

Что случилось с атмосферой Марса в прошлом?

На протяжении миллионов лет существования планеты атмосфера меняется по составу и структуре. В результате исследований появились доказательства того, что в прошлом на поверхности существовали жидкие океаны. Однако сейчас вода осталась в небольших количествах в виде пара или льда.

Причины исчезновения жидкости:

  • Низкое атмосферное давление не способно сохранять воду в жидком состоянии длительное время, как это происходит на Земле.
  • Гравитация не достаточна сильная, чтобы удерживать облака пара.
  • Из-за отсутствия магнитного поля вещество уносится частицами солнечного ветра в космос.
  • При значительных перепадах температуры вода может сохраняться только в твёрдом состоянии.

Иными словами, атмосфера Марса не достаточно плотная, чтобы сохранять воду в виде жидкости, а маленькая сила притяжения не способна удержать водород и кислород.
По оценкам специалистов благоприятные условия для жизни на Красной планете могли сформироваться около 4 млрд. лет назад. Возможно, в то время существовала жизнь.

Называют следующие причины разрушения:

  • Отсутствие защиты от излучения солнца и постепенно истощение атмосферы на протяжении миллионов лет.
  • Столкновение с метеоритом или иным космическим телом, моментально уничтожившим атмосферу.

Первая причина на данный момент пока более вероятна, так как следов глобальной катастрофы пока не обнаружено. Подобные выводы удалось сделать благодаря исследованием автономной станции Curiosity. Марсоход установил точный состав воздуха.

Древняя атмосфера Марса содержала много кислорода

Сегодня у учёных практически нет сомнений, что раньше на Красной планете была вода. На многочисленных фотографиях с орбиты виды очертания океанов. Визуальные наблюдения подтверждаются конкретными исследованиями. Марсоходы брали анализы грунта в долинах бывших морей и рек, и химический состав подтвердил первоначальные предположения.

В нынешних условиях любая жидкая вода на поверхности планеты моментально испарится, потому что давление слишком низкое. Однако если в древности существовали океаны и озёра, то условия были иными.

Одно из предположений — иной состав с долей кислорода порядка 15-20%, а также увеличенной долей азота и аргона.

В таком виде Марс становится практически идентичным нашей родной планете — с жидкой водой, кислородом и азотом.

Другие учёные высказывают предположении о существовании полноценного магнитного поля, способного защитить от солнечного ветра. Его мощность сопоставима с земным, а это ещё один фактор, говорящий в пользу наличия условия для зарождения и развития жизни.

Причины истощения атмосфера

Вершина развития приходится на Гесперийскую эру (3,5-2,5 млрд. лет назад). На равнине находился солёный океан, сопоставимый по размерам с Северным Ледовитым океаном.

Температура у поверхности достигала 40-500С, а давление было около 1 атм. Высока вероятность существования живых организмов в тот период.

Однако период “процветания” был недостаточно долгим, чтобы возникла сложная и тем более разумная жизнь.

Одна из основных причин — маленькие размеры планеты. Марс меньше Земли, поэтому гравитация и магнитное поле слабее.

В результате солнечный ветер активно выбивал частицы и буквально срезал оболочку слой за слоем.

Состав атмосферы начал меняться на протяжении 1 млрд лет, после чего климатические изменения стали катастрофическими. Уменьшение давления приводило к испарению жидкости и перепадам температуры.

Постепенно у поверхности накапливался тяжёлый углекислый газ, а остальные элементы улетучивались в космос или в верхние слои атмосферы. Марс превратился в безжизненную пустыню.

Однако исследования планеты продолжаются, а учёные получают больше информации о процессах, происходящих на поверхности.

Особое внимание уделяется метану в газообразной и жидкой форме, химическим процессам, протекающим в различных слоях атмосферы и другим аспектам.

Пригодилась информация? Плюсани в социалки!

Источник: https://MarsPlaneta.ru/atmosfera-marsa-sostav-pogodnye-usloviya-i-klimat

Общие сведения об атмосфере Марса

Почему так хорошо видно марс. Атмосфера и температура планеты Марс. Химический состав недр Марса

Красная планета, снимок телескопа Хаббл

Атмосфера Марса составляет менее 1% от Земной, поэтому она не защищает планету от излучения Солнца и не сохраняет тепло на поверхности. Так вкратце можно ее описать, но давайте поподробнее ее рассмотрим.

Примерный состав

Газовая оболочка планеты состоит из состоит из 95% углекислого газа, 3% азота, 1,6% аргона, и следовых количеств кислорода, водяного пара и других газов.

Кроме того, она очень сильно наполнена мелкими частицами пыли (в основном из оксида железа), которые придают ей красноватый оттенок.

Благодаря сведениям о частичках оксида железа, ответить на вопрос какого цвета атмосфера, совсем не трудно.

Углекислый газ

Темные дюны — результат сублимации замерзшей углекислоты, которая весной растаяла и вырвалась в разряженную атмосферу, оставив после себя вот такие следы.

Почему атмосфера красной планеты состоит из углекислого газа? На планете нет тектоники плит вот уже в течение миллиардов лет. Отсутствие движения плит позволило вулканическим точкам извергать магму на поверхность миллионы лет подряд.

Углекислый газ также является продуктом извержения и это единственный газ, которым постоянно пополняется атмосфера, собственно это фактически единственная причина, почему она существует. К тому же планета лишилась своего магнитного поля, что способствовало тому, что более легкие газы уносились солнечным ветром.

Из-за непрерывных извержений, появилось множество больших вулканических гор. Гора Олимп, является крупнейшей горой в Солнечной системе.

Заход Солнца, снято марсоходом Curiosity

Ученые считают, что Марс растерял всю свою атмосферу, из-за того, что потерял свою магнитосферу около 4 миллиардов лет назад. Когда-то газовая оболочка планеты была плотнее и магнитосфера защищала от солнечного ветра планету. Солнечный ветер, атмосфера и магнитосфера сильно взаимосвязаны.

Солнечные частицы взаимодействует с ионосферой и уносит из нее молекулы, снижая плотность. Это и является разгадкой на вопрос куда делась атмосфера. Эти ионизированные частицы были обнаружены космическими аппаратами, в пространстве позади Марса.

Это приводит к тому, что на поверхности давление в среднем 600 Па, по сравнению со средним давлением на Земле 101300 Па.

Метан

Относительно большое количество метана было обнаружено сравнительно недавно. Эта неожиданная находка показала, что атмосфера содержит метан в пропорции 30 частей на миллиард. Этот газ появляется из разных районов планеты. Данные позволяют предположить, что существует два основных источника метана.

Закат Солнца, голубой цвет неба обусловлен, отчасти, наличием метана

Считается, что Марс производит около 270 тонн метана в год. В соответствии с условиями на планете метан разрушается быстро, примерно за 6 месяцев. Для того, чтобы метан существовал в обнаруженных количествах, должны быть активные источники под поверхностью. Вулканическая активность и серпентинизация являются наиболее вероятными причинами образования метана.

Кстати, метан это одна из причин почему атмосфера планеты голубая на закате. Метан лучше рассеивает голубой цвет, нежели другие цвета.

Метан является побочным продуктом жизни, а также является результатом вулканизма, геотермальных процессов, и гидротермальной деятельности. Метан является неустойчивым газом, поэтому на планете должен быть источник, который постоянно пополняет его. Он должен быть очень активным, потому что исследования показали, что метан разрушается меньше чем за год.

Количественный состав

Циркуляция газов в марсианской атмосфере

Химический состав атмосферы: она состоит из более 95% углекислого газа, 95,32%, если быть точным. Газы распределены следующим образом:

Диоксид углерода 95,32% Азот 2,7% Аргон 1,6% Кислород 0,13% Окись углерода 0,07% Водяной пар 0,03%

Оксид азота 0,0013%

Строение

Атмосфера делится на четыре основных слоя: нижний, средний, верхний и экзосфера. Нижние слои это теплая область (температура около 210 К). Она нагревается от пыли в воздухе (пыль 1,5 мкм в поперечнике) и теплового излучения от поверхности.

Следует учесть, что, несмотря на очень большую разрежённость, концентрация углекислого газа, в газовой оболочке планеты, примерно в 23 раза больше, чем в нашей. Поэтому, не такая уж и дружелюбная атмосфера Марса, нельзя дышать в ней не только людям, но и другим земным организмам.

Атмосфера планеты, рисунок

Средняя — похожа на Земную. Верхние слои атмосферы нагревается от солнечного ветра и там температура гораздо выше, чем на поверхности. Это тепло заставляет газ покидать газовую оболочку. Экзосфера начинается примерно в 200 км от поверхности и не имеет четкой границы. Как видите, распределение температуры по высоте, достаточно предсказуемо для планеты земной группы.

Погода на Марсе

Прогноз на Марсе, как правило, очень плохой. Посмотреть прогноз погоды на Марсе можно тут. Погода меняется каждый день и иногда даже каждый час. Это кажется необычным для планеты, которая имеет атмосферу составляющую всего 1% от Земной. Несмотря на это, климат Марса и общая температура планеты так же сильно влияют друг на друга как и на Земле.

Температура

Летом дневная температура на экваторе может доходить до 20 °С. Ночью, температура может опускаться до -90 С.

110 градусов разницы в один день, может создать пылевые смерчи и пылевые бури, которые охватывают собой всю планету на несколько недель. Зимние температуры крайне низки -140 C. Углекислый газ замерзает и превращается в сухой лед.

Марсианский Северный полюс имеет метровый слой сухого льда в зимнее время, в то время как Южный полюс покрыт постоянно восемью метрами сухого льда.

Облака

Анимация движения облаков в атмосфере, полученная зондом Curiosity

Так как излучение Солнца и солнечного ветра постоянно бомбардируют планету, жидкая вода не может существовать, поэтому дождя на Марсе нет. Иногда, однако, появляются облака и начинает падать снег. Облака на Марсе очень маленькие и тонкие.

Curiosity снял облака на фоне роботизированной мачты

Ученые считают, что некоторые из них состоят из мелких частиц воды. Атмосфера содержит водяной пар  в незначительных количествах. С первого взгляда может показаться, что облака не могут существовать на планете.

Анимация движения облаков, фотографии с аппарата Феникс

И все же на Марсе, есть условия для формирования облаков. На планете так холодно, что вода в этих облаках никогда не выпадает в виде дождя, но идет в виде снега в верхних слоях атмосферы. Ученые наблюдали это несколько раз, и нет никаких доказательств, что снег не достигает поверхности.

Пыль

Пыль осевшая на марсоходе

Как влияет атмосфера на температурный режим увидеть довольно легко. Наиболее показательным событием являются пылевые бури, которые локально нагревают планету. Они происходят из-за перепада температур на планете, а поверхность покрыта легкой пылью, которую поднимает даже такой слабый ветер.

Поверхность планеты, очищенная щеткой марсохода от пыли

Эти бури запыляют панели солнечных батарей, что делает невозможным долгосрочное исследование планеты. К счастью, бури чередуются с ветром, который сдувает накопленную пыль с панелей.

Но атмосфера Куриосити помешать не в состоянии, передовой американский марсоход оснащен ядерным термогенератором и ему, перебои с солнечным светом не страшны, в отличие от другого марсохода Opportunity, работающего на солнечных батареях.

Такому марсоходу не страшны никакие пылевые бури

Пылевые смерчи

Пылевой смерч высотой 12 километров и 200 метров в диаметре

Если вы когда-либо были в пустынной местности, то видели крошечные пылевые смерчи, которые, как будто возникают из ниоткуда. Пылевые смерчи на Марсе немного более зловещи, чем на Земле. В сравнении с нашей, атмосфера краснйо планеты имеет плотность в 100 раз меньшую.

Поэтому, смерчи больше похожи на торнадо, возвышающиеся на несколько километров в воздухе и имеющие сотни метров в поперечнике. Это отчасти объясняет то, что в сравнении с нашей планетой, атмосфера красная – пылевые бури и мелкодисперсная пыль из оксида железа.

Также цвет газовой оболочки планеты может менять и на закате, когда садится Солнце, метан рассеивает голубую часть света сильнее чем остальные, поэтому закат на планете голубой.

Возникновение

Летом на Марсе температура может колебаться от -90°С ночью до 20°С днем. 110 градусов разницы создают условия, необходимые для возникновения пылевых смерчей. Смешение теплого и холодного воздуха основное условие, необходимое для формирования торнадо, происходят именно вблизи поверхности.

Основным отличием является то, что атмосферное давление на Марсе значительно ниже, что позволяет буре развиваться более быстро и вырасти больше.

Атмосфера днём сильнее прогревается, особенно на экваторе, но, не смотря на это, она не пригодна для жизни, в первую очередь из-за состава, а потом из-за низкого давления.

Формирование бурь

Формирование бури в атмосфере, по данным зонда NASA Mars Reconnaissance Orbiter

Давайте взглянем на то, что ученые думают об условиях внутри одной из этих бурь. Буря формируется быстро, и внезапно вы окажетесь не в состоянии видеть больше, чем несколько сантиметров перед собой. Ветер достигает 30 м/с, в кратчайшие сроки поднимает огромное количество оксида железа. Что еще хуже — трение пыли в воздухе создает электричество.

Поскольку не существует эрозии на поверхности Марса, Марсоходам удалось сфотографировать следы на поверхности планеты, которые были оставлены предыдущими смерчами.

Пылевые смерчи на Марсе будут серьезной проблемой для астронавтов, которым придется с ними столкнуться по прибытии на планету.

Пылевой смерч в кратера Гусева

Газовая оболочка создает большое количество препятствий для освоения человеком планеты. Это невозможность существования жидкой воды на поверхности и высокие уровни радиации.

Замечательно видео о пылевых смерчах

Будущие исследования

Несмотря на большой объем знаний, нам еще много предстоит узнать об атмосфера планеты, для ее детального исследования 18 ноября 2013 года был запущен космический аппарат MAVEN основной задачей которого будет детальное изучение газовой оболочки и протекающих в ней процессов.

Источник: https://SpaceGid.com/obshhie-svedeniya-ob-atmosfere-marsa.html

Атмосфера Марса: состав, климат и погода

Почему так хорошо видно марс. Атмосфера и температура планеты Марс. Химический состав недр Марса

Когда мы говорим об изменениях климата, то грустно качаем головами — ах, как же сильно изменилась наша планета за последнее время, как загрязнена её атмосфера… Однако если мы хотим увидеть подлинный пример того, какими фатальными могут быть изменения климата, то искать его придется не на Земле, а за её пределами. Марс весьма подойдет для этой роли.

Марс в наши дни, и такой, каким (возможно) он был 3,5 миллиарда лет назад

То что было здесь миллионы лет назад, не идет ни в какое сравнение с картиной сегодняшнего дня. В наши дни, Марс — это лютый холод на поверхности, низкое давление, очень тонкая и разреженная атмосфера.

Перед нами лежит лишь бледная тень былого мира, температура поверхности которого была не намного ниже нынешней температуры на земле, а по равнинам и ущельям неслись полноводные реки.

Возможно здесь даже была органическая жизнь, кто знает? Все это осталось в прошлом.

Из чего состоит атмосфера Марса?

Ныне климат Марса суров и отвергает даже возможность обитания здесь живых существ. Марсианская погода формируется множеством факторов, среди которых цикличный рост и таяние ледяных шапок, водяные пары в атмосфере и сезонные пылевых бури. Порой, гигантские пылевые бури охватывают сразу всю планету и могут длиться месяцами, окрашивая небо в густой красный цвет.

Атмосфера Марса примерно в 100 раз тоньше, чем у Земли, а на 95 процентов состоит углекислого газа. Точный состав марсианской атмосферы таков:

  • Углекислый газ: 95,32 %
  • Азот: 2,7 %
  • Аргон: 1,6 %
  • Кислород: 0,13 %
  • Окись углерода: 0,08 %

Кроме того, в незначительных количествах встречаются: вода, оксиды азота, неон, тяжелый водород, криптон и ксенон.

Как возникла атмосфера Марса? Так же, как и на Земле — в результате дегазации — выхода газов из недр планеты. Однако сила тяжести на Марсе значительно меньше, чем на Земле, поэтому большая часть газов улетучивается в мировое пространство, и лишь незначительная их часть способна удержаться вокруг планеты.

На заре существования Солнечной системы, то есть 4,5-3,5 миллиарда лет назад, Марс обладал достаточно плотной атмосферой, благодаря чему на его поверхности вода могла находится  в жидком виде.

Орбитальные фотографии показывают контуры обширных речных долин, очертания древнего океана на поверхности красной планеты, а марсоходы уже не однократно находили образцы химических соединений, которые доказывают нам, что глаза не врут — все эти привычные человеческому глазу детали рельефа на Марсе, сформировались в таких же условиях, как и на Земле.

Вода на Марсе была без сомнений, вопросов здесь нет. Вопрос только в том, почему она в итоге исчезла?

Основная теория на этот счет выглядит примерно так: когда-то давно у Марса было планетарное магнитное поле, эффективно отражающее солнечную радиацию, однако со временем оно начало слабеть и около 3,5 млрд. лет назад практически сошло на нет (отдельные локальные очаги магнитного поля, причем по мощности вполне сравнимого с земным, есть на Марсе и сейчас).

Так как размеры Марса почти вдвое меньше земных, его гравитация значительно слабее, чем у нашей планеты. Сочетание этих двух факторов (потеря магнитного поля и слабая гравитация) привели к тому. что солнечный ветер стал «выбивать» легкие молекулы из атмосферы планеты, постепенно истончая её.

Так, в считанные миллионы лет, Марс оказался в роли яблока, с которого ножом аккуратно срезали кожицу.

Ослабевшее магнитное поле уже не могло эффективно «гасить» космическую радиацию, и солнце из источника жизни превратилось для Марса в убийцу. А истонченная атмосфера не могла уже удерживать тепло, поэтому температура на поверхности планеты упала до среднего значения в -60 градусов по Цельсию, лишь летним днем на экваторе, достигая +20 градусов.

Хотя атмосфера Марса сейчас примерно в 100 раз тоньше земной, она все еще достаточно толстая, чтобы на красной планете активно проистекали процессы погодообразования, выпадали осадки, возникали тучи и ветры.

«Пыльный дьявол» — небольшой торнадо на поверхности Марса, сфотографированный с орбиты планеты

Радиация, пыльные бури и другие особенности Марса

Радиация у поверхности планеты представляет опасность, однако по данным НАСА, полученным из сбора анализов марсоходом «Curiosity», следует, что даже за 500-дневный период прибывания на Марсе (+360 дней в пути), астронавты (с учетом защитного снаряжения) получили бы «дозу» радиации равную 1 зиверту (~100 рентген).

Эта доза опасна, однако безусловно не убьет взрослого человека «на месте». Считается, что полученный 1 зиверт облучения, на 5% увеличивает риск астронавта на развитие рака.

По мнению ученых, ради науки можно пойти и на большие лишения, тем более, первый шаг на Марс, даже если он и сулит проблемы со здоровьем в будущем… Это определенно шаг в бессмертие!

На поверхности Марса, сезонно, бушуют сотни  пылевых дьяволов (торнадо) поднимающие в атмосферу пыль из железных окислов (ржавчину, по простому) которая обильно покрывает марсианские пустоши.

Марсианская пыль очень мелкая, что в сочетании с малой силой тяжести приводит к тому, что в атмосфере всегда присутствует её значительно количество, достигающее особенно больших концентраций осенью и зимой в северном, и весной и летом — в южном полушариях планеты.

Пылевые бури на Марсе — крупнейшие в солнечной системе, способные покрывать всю поверхность планеты и порой идти месяцами. Основные сезоны пылевых бурь на Марсе — весна и лето.

Механизм таких мощных погодных явлений изучены не до конца, но с большой долей вероятности объясняется следующей теорией: когда большое число частичек пыли поднимается в атмосферу, это приводит к её резкому прогреву на большую высоту.

Теплые массы газов устремляются в сторону холодных областей планеты, порождая ветер.

Марсианская пыль, как уже отмечалось, очень легкая, поэтому сильный ветер поднимает в верх ещё больше пыли, что в свою очередь ещё сильнее нагревает атмосферу и порождает ещё более сильные ветры, которые в свою очередь поднимают ещё больше пыли… ну и так далее!

Дождей на Марсе нет, да и откуда им взяться на морозе в -60 градусов? А вот снег иногда идет. Правда состоит такой снег не из воды, а из кристалликов углекислого газа, да и по свойствам больше напоминает туман, а не снег (слишком малы «снежинки»), однако будьте уверены — это самый настоящий снег! Просто с местной спецификой.

Вообще, «снег» идет почти по всей территории Марса, причем процесс этот цикличный — ночью углекислый газ замерзает и превращается в кристаллы, выпадая на поверхность, а днем оттаивает и снова возвращается в атмосферу.

Однако на северном и южном полюсах планеты, в зимний период, царит мороз до -125 градусов, поэтому единожды выпав в виде кристаллов, газ уже не испаряется, и лежит пластом до весны.

Учитывая размер снежных шапок Марса, надо ли говорить, что зимой концентрация углекислого газа в атмосфере падает на десятки процентов? Атмосфера становится ещё более разреженной, и как следствие задерживает ещё меньше тепла… Марс погружается в зиму.

Спустя несколько месяцев, планета оказывается ближе к солнцу, начинается процесс активного таяния снеговых шапок, атмосфера насыщается углекислым газом, становится плотнее, и тогда наступает настоящее марсианское лето!

Южная шапка Марса не истаивает полностью даже в самые «жаркие» годы, а вот северная полярная шапка летом может растаять совсем, обнажая под толщей «сухого льда» (углекислого) настоящий водяной лед.

Типичный марсианский пейзаж — бесплодная каменистая равнина

Что ещё у нас есть про Марс?

Источник: Элизабет Хауэлл, перевод: starcatalog.ru

Источник: http://starcatalog.ru/solnechnaya-sistema/atmosfera-marsa-sostav.html

Что известно ученым о климате Марса?

Почему так хорошо видно марс. Атмосфера и температура планеты Марс. Химический состав недр Марса

В освоении космоса человечество заметно сильно продвинулось вперед. Сегодня многочисленные зонды уже посетили все планеты Солнечной системы, включая самую отдаленную – Нептун.

И в первую очередь ученые заинтересовались Марсом из-за его близкого соседства с Землей и специфического красного цвета.

Поверхность и атмосфера Марса (фото из открытых источников)

——————————————————————————————–

Оригинал статьии многие другие материалы, вы можете найти на нашемсайте.

Ставьте, пожалуйста, лайки и подписывайтесь на канал“О планетах”. Это позволит нам публиковать больше интересных статей.

——————————————————————————————–

Из 226 космических аппаратов только к Марсу было запущено 46, включая пролетные.

Но уже в 19 веке, до периода активных запусков зондов и станций, ученые знали о наличии на Красной планете атмосферы, благодаря которой формируется определенная погода на Марсе.

Последующие исследования позволили исследователям ответить на вопрос, какая температура на Марсе.

Атмосферное давление

Атмосфера Красной планеты более разряжена, чем атмосфера Земли.

Ее среднее давление около поверхности составляет 0,6 кПа, то есть меньше земного в 160 раз.

В течение одного сезона и суток давление атмосферы меняется. Сезонные перепады давления составляют 4 – 8,7 мбар. Разряженность атмосферы непосредственно влияет на формирование в целом холодного климата на Марсе. Планета быстро нагревается и быстро остывает.

Газовая оболочка Марса состоит в основном из углекислого газа (95%), на 3% из азота и на 1,6% из аргона. Доли кислорода и водяных паров – менее 1%.

Ученые считают, что такое высокое содержание паров углекислоты связано с вулканической деятельностью. Из-за отсутствия тектонического движения вулканическая магма в течение нескольких миллионов лет извергалась на поверхность с выделением углекислого газа.

Состав атмосферы Марса (фото из открытых источников)

Пылевые бури и смерчи

На Марсе постоянно присутствуют частицы пыли, состоящие из оксида железа и имеющие размер 1,5 мкм.

Из-за низкой гравитации пылевые облака поднимаются до 50 метров в высоту.

В результате перепада температур на Красной планете дуют ветра, скорость которых достигает 100 м/с. Особенно часто они наблюдаются в южном полушарии в конце весеннего периода – начале летнего, что связано с большой разницей температур между полушариями.

Образуются пылевые бури, которые иногда охватывают всю планету. Их продолжительность может составлять до 100 суток.

Общий вес пыли, переносимой в течение периода пылевых бурь, может составлять 108 — 109 т, то есть равняется общему весу пыли с марсианской поверхности.

Огромная пылевая буря возникла в сентябре 1971 и длилась до января 1972 года. Масса пылевых частиц составляла 7,8*10-50 – 1,66*10-3 г/см2.

Пылевые бури хорошо видны на фотографиях с орбитальных аппаратов. Но при съемке с поверхности они малозаметны и фиксируются только по резкому скачку давления, температуры и небольшому затемнению неба.

Суточные вариации температур способствуют образованию пылевых смерчей. Скорость воздушных поток при этом может достигать 30 м/с.

Смерчи на Марсе больше напоминают торнадо из-за большой степени разряженности атмосферы.

Пылевые частицы поднимаются ветром вверх на несколько километров, а диаметр пылевого облака составляет сотни километров. Пылевые смерчи – одна из проблем, с которой столкнутся космонавты прибыв на планету.

Облака и осадки

В атмосфере Марса содержание паров H2O составляет менее 0,001%. При низких температуре и давлении воздух становится более насыщенным парами воды.

На высоте 10-20 км пар собирается в облака. Их часто можно наблюдать на снимках экватора, где они появляются в течение всего года. В более высоких атмосферных слоях (выше 20 км) облака образуются из испарившегося углекислого газа. В результате этого процесса облака образуются и на низких уровнях (менее 10 км) на полюсах в зимний период.

Конденсационное происхождение имеют также туманы, которые часто можно наблюдать над низкими участками марсианской поверхности – на дне кратеров, над долинами и каньонами холодной ночью.

Иногда в атмосфере Красной планеты возникают метели. Одну из таких марсоход «Феникс» наблюдал в 2008 году в приполярной области. Эта метель представляла собой виргу – осадки, которые испаряются, не достигнув до поверхности планеты.

Скорость падения частиц была незначительной. Возможная причина возникновения метелей была определена в ходе компьютерного моделирования в 2017 году.

Ученые установили, что после заката на средних широтах, где смена дня и ночи происходит регулярно, облака резко остывают, что может приводить к сильным метелям. При этом скорость движения частиц достигает 10 м/с.

В связи с низкой облачностью и сильными ветрами исследователи допускают возможность выпадения снега на Марсе.

Он уже выпадал на поверхность планеты ранее. Зимой 1979 года «Викинг-2» зафиксировал тонкий снежный покров, пролежавший несколько месяцев.

Времена года

На Марсе есть сменяющие друг друга времена года. Сходство проявляется и в их количестве (на Красной планете их также четыре), и в последовательности – лето, осень, зима, весна.

Смена сезонов на Красной планете происходит по причине наклона на 25° оси вращения к плоскости орбиты.

Продолжительность сезонов в противоположных полушариях разная.

Зима длится дольше и холоднее в южном полушарии, чем северном.

Лето в северном полушарии прохладное и долгое, тогда как в южном – оно короткое, но более теплое. Это происходит из-за большой «сжатости» орбиты.

В фазе перигелия поверхность планеты получает примерно в 1,5 раза больше тепла, чем при нахождении в афелии. Поэтому ледяная шапка на северном полюсе в зимний период разрастается на одну треть расстояния до экватора, а на южном – наполовину.
В результате смены сезонов на Марсе происходит круговорот углекислого газа.

Когда на полюс приходит лето, его ледяная шапка тает и углекислый газ испаряется в атмосферу. Потоками ветра он переносится к другому полюсу и вновь замерзает. В результате круговорота CO2 и разных размеров шапок давление атмосферы на планете меняется по мере движения по орбите.

Зимой, когда 30% атмосферного углекислого газа замерзает, давление в зонах полярных шапок заметно снижается.

Температура на Марсе днем и ночью

Температура на Красной планете намного ниже, чем на Земле. Среднее значение этого показателя на Марсе – – 63° по Цельсию.

Сильно разряженная атмосфера не способствует сглаживанию суточных изменений температурного режима. При относительно мягких климатических условиях летом на дневной половине Марса температура составляет +20°C.

При этом на экваторе устанавливается самая высокая температура – воздух прогревается до +27°C.

Марсоходом «Спирит был зафиксирована максимальная температура в +35°C.

Однако, если лето на Марсе по температуре довольно благоприятное и напоминает земное, то зима на Красной планете чрезвычайно холодная и не может сравниться даже с сибирской.

В зимний период ночью температура может составлять -80 – -125°C. При этом на полюсах она падает еще ниже – до -140°C.

Суточные температурные колебания на Марсе не так значительны, как на Меркурии и Луне, которые практически не имеют атмосферы. В районах земли Ноя и «озера» Феникс температура летом меняется от -53°C до +22°C, зимой – -43°C до -103°C.

Оценивая положительные и отрицательные температуры в комплексе, можно сделать вывод, что Марс – очень холодная планета.

Нигде на Земле нет таких мест с экстремальными температурными условиями. В этом плане на некоторых участках поверхности Марса зимней ночью значительно холоднее, чем в Антарктиде.

Причины низких температур

Хотя летом температура на Марсе похожа на летнюю температуру на Земле, средние ее показатели сравнительно ниже, что связано со следующими факторами:

• Расстояние
Марс находится дальше от Солнца, и получает меньше солнечного излучения, чем Земля.

• Грунт
Низкая теплопроводность грунта не способствует сохранению попавшего на поверхность солнечного тепла;

• Атмосфера
Толщина и плотность атмосферы Марса меньше, чем у Земли. Исходя из этого, газообразная оболочка не удерживает тепло от нагретой поверхности.

Как менялась температура на Марсе

Марсоходы и космические зонды периодически фотографируют участки марсианской поверхности с явно заметными признаками эрозии.

Ученые предполагают, что это указывает на наличие воды на Марсе в далеком прошлом.

Если это так, то раньше на планете не было таких низких температур, климат был влажным, шли дожди.

Но согласно исследованиям климат Марса остается неизменным в течение последних 3 миллиардов лет.

Некоторые ученые высказывают версию, согласно которой остывание планеты началось 4 миллиарда лет назад. Участки с эрозией не исчезли, так как нет тектонического движения плит или водных бассейнов.

В 2008 году специалисты исследовательского центра им. К. Сагана сделали вывод, что за последние 10 лет климат Марса стал более теплым.

НАСА, основываясь на результатах проведенного анализа изменений альбедо (диффузная отражательная способность поверхности) разных частей планеты, подтвердило эту теорию.

В мае 2016 года в журнале Science была опубликована статья с новыми доказательствами потепления климата Марса, сделанными на основе анализа данных Mars Reconnaissance Orbiter. По мнению авторов, потепление на Марсе началось давно, возможно, 370 тыс. лет назад.

Радиация на Марсе

Поскольку у Марса нет магнитосферы, поверхность планеты подвержена сильной солнечной радиации, которая выше, чем на Земле и губительна для живых организмов.

Но согласно данным с марсохода Curiosity радиационная обстановка на Марсе в безветренный день не обладает негативным влиянием на человека.

Однако в период солнечной бури уровень радиации резко возрастает и становится очень опасным для здоровья. Также сильнейшее радиационное излучение будет воздействовать на астронавтов в период полета к Красной планете.

Ученые предполагают, что в прошлом у Марса была магнитосфера, основанная на динамо-эффектах. Но после столкновения с большим космическим телом или в результате резкого остывания ядра динамо-эффекты и магнитосфера исчезли.

Уже многое известно ученым о Красной планете: ее химический состав, атмосфера, погода. Но космические исследования Марса продолжаются.

26 ноября 2018 года на планету высадился зонд НАСА InSight. Целью миссии является изучение внутреннего строения, распространения тепла и поиски жидкой воды в слоях грунта.

Изучение климата, а также содержания воды на планете в прошлом поможет ученым в скором времени дать ответ на вопрос о возможности зарождения жизни на Марсе.

Оригинал статьии многие другие материалы, вы можете найти на нашемсайте.

Ставьте, пожалуйста, лайки и подписывайтесь на канал“О планетах”. Это позволит нам публиковать больше интересных статей.

Читать еще: Пилотируемый полет на Марс: ожидание и реальность

Источник: https://zen.yandex.ru/media/id/5c10f1856f88d200aae67d70/5cbcb964c73bfb00b3b8162b

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.