Atmosfera lui Marte. Informații generale despre atmosfera lui Marte Ce gaz stă la baza planetei Marte

YouTube enciclopedic

1 / 5

✪ Proiect DISCOVER-AQ - cercetare atmosferică (NASA în rusă)

✪ NASA în rusă: 18.01.13 - rezumat video al NASA pentru săptămâna

✪ NEGATIVE MASS [Știri despre știință și tehnologie]

✪ Marte, 1968, eseu de film științifico-fantastic, regizor Pavel Klushantsev

✪ 5 semne de viață pe Marte - Numărătoarea inversă #37

Subtitrări

Studiu

Atmosfera lui Marte a fost descoperită chiar înainte de zborurile stațiilor interplanetare automate către planetă. Datorită analizei spectrale și opozițiilor lui Marte cu Pământul, care apar o dată la 3 ani, astronomii deja în secolul al XIX-lea știau că are o compoziție foarte omogenă, din care peste 95% este dioxid de carbon. În comparație cu 0,04% dioxid de carbon din atmosfera Pământului, se dovedește că masa dioxidului de carbon din atmosferă marțiană depășește masa Pământului de aproape 12 ori, astfel încât, atunci când terraformați Marte, contribuția dioxidului de carbon la efectul de seră poate crea o Clima confortabilă pentru oameni ceva mai devreme decât se atinge presiunea de 1 atmosferă, chiar și ținând cont de distanța mai mare a lui Marte față de Soare.

La începutul anilor 1920, primele măsurători ale temperaturii lui Marte au fost făcute folosind un termometru plasat în focarul unui telescop reflectorizant. Măsurătorile efectuate de W. Lampland în 1922 au dat o temperatură medie a suprafeței lui Marte de 245 (−28 °C), E. Pettit și S. Nicholson în 1924 au obținut 260 K (−13 °C). O valoare mai mică a fost obținută în 1960 de W. Sinton și J. Strong: 230 K (−43 °C). Primele estimări ale presiunii - mediate - au fost obținute abia în anii 60 folosind spectroscoape IR la sol: presiunea de 25 ± 15 hPa obținută din lărgirea liniilor de dioxid de carbon Lorentz a însemnat că aceasta era componenta principală a atmosferei.

Viteza vântului poate fi determinată de deplasarea Doppler a liniilor spectrale. Deci, pentru aceasta, deplasarea liniilor a fost măsurată în intervalul milimetric și submilimetru, iar măsurătorile cu un interferometru fac posibilă obținerea distribuției vitezei într-un întreg strat de grosime mare.

Cele mai detaliate și precise date despre temperatura aerului și suprafeței, presiunea, umiditatea relativă și viteza vântului sunt măsurate continuu de instrumentația Rover Environmental Monitoring Station (REMS) de la bordul roverului Curiosity care operează în Gale Crater din 2012. Iar dispozitivul MAVEN, care se află pe orbită în jurul lui Marte din 2014, este conceput special pentru un studiu detaliat al straturilor superioare ale atmosferei, al interacțiunii lor cu particulele vântului solar și, în special, al dinamicii împrăștierii.

O serie de procese care sunt complexe sau care nu sunt încă posibile pentru observarea directă sunt supuse doar modelării teoretice, dar este și o metodă de cercetare importantă.

Structura atmosferică

În general, atmosfera lui Marte este împărțită în inferioară și superioară; acesta din urmă este considerat a fi regiunea de peste 80 km deasupra suprafeței, unde procesele de ionizare și disociere joacă un rol activ. O secțiune este dedicată studiului său, care se numește în mod obișnuit aeronomie. De obicei, când oamenii vorbesc despre atmosfera lui Marte, se referă la atmosfera inferioară.

De asemenea, unii cercetători disting două învelișuri mari - homosfera și heterosfera. În homosferă, compoziția chimică nu depinde de altitudine, deoarece procesele de transfer de căldură și umiditate în atmosferă și schimbul lor vertical sunt în întregime determinate de amestecarea turbulentă. Deoarece difuzia moleculară în atmosferă este invers proporțională cu densitatea acesteia, de la un anumit nivel acest proces devine predominant și este principala caracteristică a învelișului superior - heterosfera, unde are loc separarea prin difuzie moleculară. Interfața dintre aceste obuze, care se află la altitudini cuprinse între 120 și 140 km, se numește turbopauză.

Atmosfera inferioară

Se întinde de la suprafață până la o înălțime de 20-30 km troposfera, unde temperatura scade odată cu înălțimea. Limita superioară a troposferei variază în funcție de perioada anului (gradientul de temperatură în tropopauză variază de la 1 la 3 grade/km cu o valoare medie de 2,5 grade/km).

Deasupra tropopauzei există o regiune izotermă a atmosferei - stratomesosfera, întinzându-se la o altitudine de 100 km. Temperatura medie a stratomesosferei este excepțional de scăzută și se ridică la -133°C. Spre deosebire de Pământ, unde stratosfera conține preponderent tot ozonul atmosferic, pe Marte concentrația acestuia este neglijabilă (este distribuită de la altitudini de 50 - 60 km până la suprafață însăși, unde este maximă).

Atmosfera superioara

Deasupra stratomesosferei se extinde stratul superior al atmosferei - termosferă. Se caracterizează printr-o creștere a temperaturii cu înălțimea până la o valoare maximă (200-350 K), după care rămâne constantă până la limita superioară (200 km). Prezența oxigenului atomic a fost înregistrată în acest strat; densitatea sa la o altitudine de 200 km atinge 5-6⋅10 7 cm −3. Prezența unui strat dominat de oxigen atomic (precum și faptul că principala componentă neutră este dioxidul de carbon) unește atmosfera lui Marte cu cea a lui Venus.

ionosferă- o zonă cu un grad ridicat de ionizare - este situată în intervalul de altitudini de la aproximativ 80-100 până la aproximativ 500-600 km. Conținutul de ioni este minim noaptea și maxim ziua, când stratul principal se formează la o altitudine de 120-140 km datorită fotoionizării dioxidului de carbon ultraviolete extreme radiația Soarelui CO 2 + hν → CO 2 + + e - , precum și reacțiile dintre ioni și substanțele neutre CO 2 + + O → O 2 + + CO și O + + CO 2 → O 2 + + CO. Concentrația de ioni, dintre care 90% O 2 + și 10% CO 2 +, ajunge la 10 5 pe centimetru cub (în alte zone ale ionosferei este cu 1-2 ordine de mărime mai mică). Este de remarcat faptul că ionii O 2 + predomină în absența aproape completă a oxigenului molecular în sine în atmosfera lui Marte. Stratul secundar se formează în regiunea de 110-115 km din cauza radiației moi de raze X și a electronilor rapizi eliminati. La o altitudine de 80-100 km, unii cercetători identifică un al treilea strat, uneori manifestat sub influența particulelor cosmice de praf care introduc ioni metalici Fe+, Mg+, Na+ în atmosferă. Totuși, ulterior nu s-a confirmat doar apariția acestuia din urmă (și aproape pe întregul volum al atmosferei superioare) datorită ablației materiei de la meteoriți și alte corpuri cosmice care intră în atmosfera lui Marte, ci și prezența lor în general constantă. Mai mult, din cauza absenței unui câmp magnetic pe Marte, distribuția și comportamentul lor diferă semnificativ de ceea ce se observă în atmosfera Pământului. Peste maximul principal, pot apărea alte straturi suplimentare din cauza interacțiunii cu vântul solar. Astfel, stratul de ioni O + este cel mai pronunțat la o altitudine de 225 km. Pe lângă cele trei tipuri principale de ioni (O 2 +, CO 2 și O +), relativ recent H 2 +, H 3 +, He +, C +, CH +, N +, NH +, OH +, H 2 au mai fost înregistrate O + , H 3 O + , N 2 + /CO + , HCO + /HOC + /N 2 H + , NO + , HNO + , HO 2 + , Ar + , ArH + , Ne + , CO 2++ și HCO2+. Peste 400 km, unii autori identifică o „ionopauză”, dar încă nu există un consens în acest sens.

În ceea ce privește temperatura plasmei, în apropierea maximului principal temperatura ionilor este de 150 K, crescând la 210 K la o altitudine de 175 km. Mai sus, echilibrul termodinamic al ionilor cu gazul neutru este semnificativ perturbat, iar temperatura acestora crește brusc la 1000 K la o altitudine de 250 km. Temperatura electronului poate fi de câteva mii de Kelvin, aparent datorită câmpului magnetic din ionosferă, și crește odată cu creșterea unghiului zenital al Soarelui și nu este aceeași în emisfera nordică și sudică, ceea ce se poate datora asimetriei câmp magnetic rezidual al crustei marțiane. În general, se pot distinge chiar trei populații de electroni de înaltă energie cu profiluri diferite de temperatură. Câmpul magnetic afectează, de asemenea, distribuția orizontală a ionilor: fluxurile de particule de înaltă energie se formează deasupra anomaliilor magnetice, răsucindu-se de-a lungul liniilor de câmp, ceea ce crește intensitatea ionizării și se observă o densitate crescută a ionilor și structuri locale.

La o altitudine de 200-230 km se află limita superioară a termosferei - exobaza, deasupra căreia începe de la aproximativ o altitudine de 250 km. exosfera Marte. Este format din substanțe ușoare - hidrogen, carbon, oxigen - care apar ca urmare a reacțiilor fotochimice din ionosfera subiacentă, de exemplu, recombinarea disociativă a O 2 + cu electronii. O alimentare continuă cu hidrogen atomic în atmosfera superioară a lui Marte are loc datorită fotodisocierii vaporilor de apă de la suprafața marțiană. Deoarece concentrația de hidrogen scade foarte lent odată cu altitudinea, acest element este o componentă majoră a straturilor cele mai exterioare ale atmosferei planetei și formează o coroană de hidrogen, care se extinde pe o distanță de aproximativ 20.000 km, deși nu există o limită strictă și particule de aceasta. regiunea pur și simplu se dispersează treptat în spațiul înconjurător.

În atmosfera lui Marte este de asemenea eliberat uneori chimioferă- un strat în care au loc reacții fotochimice și, deoarece, din cauza absenței unui ecran de ozon, precum Pământul, radiațiile ultraviolete ajung chiar la suprafața planetei, acestea sunt posibile chiar și acolo. Chimosfera marțiană se extinde de la suprafață până la o altitudine de aproximativ 120 km.

Compoziția chimică a atmosferei inferioare

În ciuda rarefierii puternice a atmosferei marțiane, concentrația de dioxid de carbon în aceasta este de aproximativ 23 de ori mai mare decât în ​​atmosfera terestră.

• În prezent, azotul (2,7%) se disipează activ în spațiu. Sub forma unei molecule diatomice, azotul este reținut stabil de gravitația planetei, dar este împărțit în atomi unici de radiația solară, părăsind cu ușurință atmosfera.
• Argonul (1,6%) este reprezentat de izotopul greu argon-40, care este relativ rezistent la disipare. Lumina 36 Ar și 38 Ar sunt prezente doar în părți pe milion
• Alte gaze nobile: neon, krypton, xenon (ppm)
• Oxidul de carbon (CO) este un produs al fotodisocierii CO 2 și reprezintă 7,5⋅10 -4 din concentrația acestuia din urmă - aceasta este o valoare inexplicabil de mică, deoarece reacția inversă CO + O + M → CO 2 + M este interzis și mult mai mult ar trebui să acumuleze CO. Au fost propuse diverse teorii cu privire la modul în care monoxidul de carbon poate fi încă oxidat la dioxid de carbon, dar toate au unul sau altul dezavantaj.
• Oxigenul molecular (O 2) - apare ca urmare a fotodisocierii atât a CO 2 cât și a H 2 O în atmosfera superioară a lui Marte. În acest caz, oxigenul difuzează în straturile inferioare ale atmosferei, unde concentrația sa atinge 1,3⋅10 -3 din concentrația de CO 2 aproape de suprafață. La fel ca Ar, CO și N 2, este o substanță necondensabilă pe Marte, astfel încât concentrația sa suferă și variații sezoniere. În atmosfera superioară, la o altitudine de 90-130 km, conținutul de O 2 (fracție relativ la CO 2) este de 3-4 ori mai mare decât valoarea corespunzătoare pentru atmosfera inferioară și are o medie de 4⋅10 -3, variind în variază de la 3,1⋅10 -3 la 5,8⋅10 -3. În antichitate, atmosfera lui Marte conținea, totuși, o cantitate mai mare de oxigen, comparabilă cu ponderea pe care o avea pe Pământul tânăr. Oxigenul, chiar și sub formă de atomi individuali, nu se mai disipează la fel de activ ca azotul, datorită greutății sale atomice mai mari, care îi permite să se acumuleze.
• Ozonul - cantitatea sa variaza foarte mult in functie de temperatura suprafetei: este minima in timpul echinoctiului la toate latitudinile si maxima la pol, unde este iarna, in plus, este invers proportionala cu concentratia vaporilor de apa. Există un strat de ozon pronunțat la o altitudine de aproximativ 30 km și altul între 30 și 60 km.
• Apă. Conținutul de H 2 O din atmosfera lui Marte este de aproximativ 100-200 de ori mai mic decât în ​​atmosfera celor mai uscate regiuni ale Pământului și se ridică la o medie de 10-20 microni din coloana de apă depusă. Concentrația vaporilor de apă suferă variații semnificative sezoniere și diurne. Gradul de saturație a aerului cu vapori de apă este invers proporțional cu conținutul de particule de praf, care sunt centre de condensare, iar în anumite zone (iarna, la o altitudine de 20-50 km) s-a înregistrat vapori, presiunea de care depășește de 10 ori presiunea vaporilor saturați - mult mai mult decât în ​​atmosfera terestră.
• Metan. Din 2003, au existat rapoarte de înregistrare a emisiilor de metan de origine necunoscută, dar niciuna dintre ele nu poate fi considerată fiabilă din cauza anumitor deficiențe ale metodelor de înregistrare. În acest caz, vorbim despre valori extrem de mici - 0,7 ppbv (limita superioară - 1,3 ppbv) ca valoare de fundal și 7 ppbv pentru exploziile episodice, care este în pragul solvabilității. Deoarece, împreună cu aceasta, au fost publicate și informații despre absența CH 4 confirmată de alte studii, aceasta poate indica o sursă intermitentă de metan, precum și existența unui mecanism de distrugere rapidă a acestuia, în timp ce durata distrugerii fotochimice a această substanță este estimată la 300 de ani. Discuția pe această temă este în prezent deschisă, și prezintă un interes deosebit în contextul astrobiologiei, datorită faptului că pe Pământ această substanță este de origine biogenă.
• Urme ale unor compuși organici. Cele mai importante sunt limitele superioare ale H 2 CO, HCl și SO 2, care indică absența, respectiv, a reacțiilor care implică clor, precum și activitatea vulcanică, în special, originea nevulcanică a metanului, dacă existența acestuia este confirmat.

Compoziția și presiunea atmosferei lui Marte fac imposibilă respirația oamenilor și a altor organisme terestre. Pentru a lucra la suprafața planetei, este necesar un costum spațial, deși nu la fel de voluminos și protejat ca pentru Lună și spațiul cosmic. Atmosfera lui Marte în sine nu este toxică și constă din gaze inerte chimic. Atmosfera încetinește oarecum corpurile de meteoriți, așa că sunt mai puține cratere pe Marte decât pe Lună și sunt mai puțin adânci. Micrometeoriții ard complet fără a ajunge la suprafață.

Apă, nori și precipitații

Densitatea scăzută nu împiedică atmosfera să formeze fenomene pe scară largă care afectează clima.

Nu există mai mult de o miime de procent de vapori de apă în atmosfera marțiană, dar conform rezultatelor studiilor recente (2013), acest lucru este încă mai mult decât se credea anterior și mai mult decât în ​​straturile superioare ale atmosferei Pământului, iar la presiune și temperatură scăzută se află într-o stare apropiată de saturație, așa că se adună adesea în nori. De regulă, norii de apă se formează la altitudini de 10-30 km deasupra suprafeței. Ele sunt concentrate în principal la ecuator și sunt observate aproape pe tot parcursul anului. Norii observați la niveluri înalte ale atmosferei (peste 20 km) se formează ca urmare a condensării CO 2 . Același proces este responsabil pentru formarea norilor joasă (la o altitudine mai mică de 10 km) în regiunile polare iarna, când temperatura atmosferică scade sub punctul de îngheț al CO 2 (-126 ° C); vara se formează formațiuni subțiri similare de gheață H 2 O

• Unul dintre fenomenele atmosferice interesante și rare de pe Marte a fost descoperit („Viking-1”) când a fotografiat regiunea polară nordică în 1978. Acestea sunt structuri ciclonice, identificate clar în fotografii prin sisteme de nori asemănătoare vortexului cu circulație în sens invers acelor de ceasornic. Au fost descoperite în zona de latitudine 65-80° N. w.

  în perioada „caldă” a anului, de la primăvară până la începutul toamnei, când aici se instalează frontul polar. Apariția sa se datorează contrastului puternic al temperaturilor de suprafață care există în această perioadă a anului între marginea calotei glaciare și câmpiile din jur. Mișcările valurilor ale maselor de aer asociate cu un astfel de front duc la apariția unor vortexuri ciclonice atât de familiare nouă pe Pământ. Sistemele de nori vortex descoperite pe Marte au dimensiuni cuprinse între 200 și 500 km, viteza lor de mișcare este de aproximativ 5 km/h, iar viteza vântului la periferia acestor sisteme este de aproximativ 20 m/s. Durata existenței unui turbionar ciclonic individual variază de la 3 la 6 zile. Temperaturile din partea centrală a ciclonilor marțieni indică faptul că norii constau din cristale de gheață de apă.

  Zăpada a fost într-adevăr observată de mai multe ori. Așadar, în iarna anului 1979, în zona de aterizare Viking 2 a căzut un strat subțire de zăpadă, care a rămas câteva luni.

  O trăsătură caracteristică a atmosferei lui Marte este prezența constantă a prafului; Conform măsurătorilor spectrale, dimensiunea particulelor de praf este estimată la 1,5 μm. Gravitația scăzută permite chiar și curenților de aer subțiri să ridice nori uriași de praf la o înălțime de până la 50 km. Și vânturile, care sunt una dintre manifestările diferențelor de temperatură, bat adesea pe suprafața planetei (în special la sfârșitul primăverii - începutul verii în emisfera sudică, când diferența de temperatură dintre emisfere este deosebit de accentuată), iar viteza lor atinge 100 m/s. În acest fel, se formează furtuni extinse de praf, observate îndelung ca nori galbeni individuali și uneori ca un giulgiu galben continuu care acoperă întreaga planetă. Cel mai adesea, furtunile de praf apar în apropierea calotelor polare, durata lor poate ajunge la 50-100 de zile. O ceață galbenă slabă în atmosferă este de obicei observată după furtuni mari de praf și este ușor de detectat prin metode fotometrice și polarimetrice.

  Furtunile de praf, clar vizibile în imaginile luate de la vehiculele orbitale, s-au dovedit a fi abia vizibile când sunt fotografiate de pe aterizare. Trecerea furtunilor de praf în locurile de aterizare ale acestor stații spațiale a fost înregistrată doar printr-o schimbare bruscă a temperaturii, presiunii și o întunecare foarte ușoară a fundalului general al cerului. Stratul de praf care s-a așezat după furtună în vecinătatea locurilor de debarcare a vikingilor s-a ridicat la doar câțiva micrometri. Toate acestea indică o capacitate portantă destul de scăzută a atmosferei marțiane.

  Din septembrie 1971 până în ianuarie 1972, pe Marte a avut loc o furtună globală de praf, care a împiedicat chiar fotografiarea suprafeței de la sonda Mariner 9. Masa de praf din coloana atmosferică (cu o adâncime optică de 0,1 până la 10), estimată în această perioadă, a variat între 7,8⋅10 -5 și 1,66⋅10 -3 g/cm 2 . Astfel, greutatea totală a particulelor de praf din atmosfera lui Marte în perioada furtunilor globale de praf poate ajunge până la 10 8 - 10 9 tone, ceea ce este comparabil cu cantitatea totală de praf din atmosfera Pământului.

  • Aurora a fost înregistrată pentru prima dată de spectrometrul UV SPICAM de la bordul navei spațiale Mars Express. Apoi a fost observat în mod repetat de aparatul MAVEN, de exemplu, în martie 2015, iar în septembrie 2017, un eveniment mult mai puternic a fost înregistrat de Detectorul de evaluare a radiațiilor (RAD) de pe roverul Curiosity. Analiza datelor de la aparatul MAVEN a relevat, de asemenea, aurore de un tip fundamental diferit - difuză, care apar la latitudini joase, în zone care nu sunt legate de anomalii ale câmpului magnetic și cauzate de pătrunderea particulelor cu energie foarte mare, aproximativ 200 keV, în atmosfera.

    În plus, radiația ultravioletă extremă a Soarelui provoacă așa-numita strălucire intrinsecă a atmosferei (airglow în engleză).

    Înregistrarea tranzițiilor optice în timpul aurorelor și propria lor strălucire oferă informații importante despre compoziția atmosferei superioare, temperatura și dinamica acesteia. Astfel, studierea benzilor γ și δ ale emisiei de oxid nitric pe timp de noapte ajută la caracterizarea circulației dintre zonele iluminate și cele nelluminate. Și înregistrarea radiațiilor la o frecvență de 130,4 nm în timpul propriei străluciri a ajutat la dezvăluirea prezenței oxigenului atomic la temperatură înaltă, care a fost un pas important în înțelegerea comportamentului exosferelor atmosferice și a coroanelor în general.

    Culoare

    Particulele de praf care umplu atmosfera lui Marte sunt compuse în principal din oxid de fier, iar acest lucru îi conferă o nuanță roșiatică-roșiatică.

    Conform măsurătorilor, atmosfera are o grosime optică de 0,9 - asta înseamnă că doar 40% din radiația solară incidentă ajunge la suprafața lui Marte prin atmosfera sa, iar restul de 60% este absorbit de praful care atârnă în aer. Fără el, cerul marțian ar avea aproximativ aceeași culoare ca și cerul Pământului la o altitudine de 35 de kilometri. De remarcat că în acest caz ochiul uman s-ar adapta la aceste culori, iar balansul de alb s-ar ajusta automat astfel încât cerul să fie văzut la fel ca în condiții de iluminare terestră.

    Culoarea cerului este foarte eterogenă, iar în absența norilor sau a furtunilor de praf, de la relativ lumină la orizont se întunecă brusc și treptat spre zenit. Într-un sezon relativ calm și fără vânt, când este mai puțin praf, cerul poate fi complet negru la zenit.

    Cu toate acestea, datorită imaginilor de la roverele de pe Marte, s-a știut că la apus și răsărit în jurul Soarelui, cerul devine albastru. Motivul pentru aceasta este împrăștierea RAYLEIGH - lumina este împrăștiată pe particulele de gaz și colorează cerul, dar dacă într-o zi marțiană efectul este slab și invizibil cu ochiul liber din cauza atmosferei subțiri și a prafului, atunci la apus soarele strălucește. un strat de aer mult mai gros, datorită căruia albastrul și violetul încep să împrăștie componente. Același mecanism este responsabil pentru cerul albastru de pe Pământ în timpul zilei și galben-portocaliu la apus. [ ]

    Panorama Dunelor Rocknest, compilată din imagini de la roverul Curiosity.

    Schimbări

    Modificările în straturile superioare ale atmosferei sunt destul de complexe, deoarece sunt conectate între ele și cu straturile subiacente. Undele atmosferice și mareele care se propagă în sus pot avea un impact semnificativ asupra structurii și dinamicii termosferei și, în consecință, ionosferei, de exemplu, înălțimea limitei superioare a ionosferei. În timpul furtunilor de praf din atmosfera inferioară, transparența acestuia scade, se încălzește și se extinde. Apoi densitatea termosferei crește - poate varia chiar și cu un ordin de mărime - iar înălțimea concentrației maxime de electroni poate crește cu până la 30 km. Schimbările în atmosfera superioară cauzate de furtunile de praf pot fi globale, afectând zone de până la 160 km deasupra suprafeței planetei. Răspunsul atmosferei superioare la aceste fenomene durează câteva zile și durează mult mai mult pentru a reveni la starea anterioară - câteva luni. O altă manifestare a relației dintre atmosfera superioară și cea inferioară este aceea că vaporii de apă, care, după cum s-a dovedit, sunt suprasaturați în atmosfera inferioară, pot suferi fotodisocieri în componente mai ușoare H și O, care cresc densitatea exosferei și intensitatea. pierderii de apă din atmosfera lui Marte. Factorii externi care cauzează modificări în atmosfera superioară sunt radiațiile ultraviolete extreme și raze X moi de la Soare, particulele de vânt solar, praful cosmic și corpurile mai mari, cum ar fi meteoriții. Sarcina este complicată de faptul că impactul lor este de obicei aleatoriu, iar intensitatea și durata acestuia nu pot fi prezise, ​​iar procesele ciclice asociate cu schimbările în timpul zilei, anotimpul, precum și ciclul solar sunt suprapuse fenomenelor episodice. În momentul de față, în cel mai bun caz, există statistici acumulate ale evenimentelor privind dinamica parametrilor atmosferici, dar o descriere teoretică a tiparelor nu a fost încă finalizată. S-a stabilit cu siguranță o proporționalitate directă între concentrația particulelor de plasmă din ionosferă și activitatea solară. Acest lucru este confirmat de faptul că un model similar a fost de fapt înregistrat pe baza rezultatelor observațiilor din 2007-2009 pentru ionosfera Pământului, în ciuda diferenței fundamentale în câmpul magnetic al acestor planete, care afectează direct ionosfera. Iar ejecțiile de particule din coroana solară, care provoacă o modificare a presiunii vântului solar, implică și o compresie caracteristică a magnetosferei și ionosferei: densitatea maximă a plasmei scade la 90 km.

    Fluctuațiile zilnice

    În ciuda rarefierii sale, atmosfera reacționează totuși la modificările fluxului de căldură solară mai lent decât suprafața planetei. Astfel, dimineața, temperatura variază foarte mult cu altitudinea: o diferență de 20° a fost înregistrată la o altitudine de 25 cm până la 1 m deasupra suprafeței planetei. Pe măsură ce Soarele răsare, aerul rece se încălzește de la suprafață și se ridică în sus într-un vârtej caracteristic, ridicând praful în aer - așa se formează diavolii de praf. În stratul apropiat de suprafață (până la 500 m înălțime) există o inversare a temperaturii. După ce atmosfera s-a încălzit deja până la prânz, acest efect nu se mai observă. Maximul este atins pe la ora 2 după-amiaza. Suprafața se răcește apoi mai repede decât atmosfera și se observă un gradient de temperatură invers. Înainte de apus, temperatura scade din nou odată cu altitudinea.

    Schimbarea zilei și a nopții afectează și atmosfera superioară. În primul rând, noaptea, ionizarea de către radiația solară se oprește, dar plasma continuă pentru prima dată după apusul soarelui să fie completată datorită fluxului din partea zilei și apoi se formează din cauza impactului electronilor care se deplasează în jos de-a lungul câmpului magnetic. linii (așa-numita intruziune de electroni) - apoi maximul observat la o altitudine de 130-170 km. Prin urmare, densitatea electronilor și ionilor pe partea de noapte este mult mai mică și se caracterizează printr-un profil complex, care depinde și de câmpul magnetic local și se modifică într-un mod netrivial, al cărui model nu este încă pe deplin înțeles și descris teoretic. De-a lungul zilei, starea ionosferei se modifică și în funcție de unghiul zenital al Soarelui.

    Ciclul anual

    Ca și pe Pământ, pe Marte are loc o schimbare a anotimpurilor datorită înclinării axei de rotație față de planul orbital, astfel că iarna calota polară crește în emisfera nordică și aproape dispare în emisfera sudică, iar după șase luni, emisferele își schimbă locul. Mai mult, datorită excentricității destul de mari a orbitei planetei la periheliu (solstitiul de iarnă în emisfera nordică), aceasta primește cu până la 40% mai multă radiație solară decât la afeliu, iar în emisfera nordică iernile sunt scurte și relativ moderate, iar verile. sunt lungi, dar racoroase, in sud, dimpotriva, verile sunt scurte si relativ calde, iar iernile sunt lungi si reci. În acest sens, capacul sudic în timpul iernii crește la jumătate din distanța pol-ecuator, iar cel nordic - doar la o treime. Când vara începe la unul dintre poli, dioxidul de carbon din calota polară corespunzătoare se evaporă și intră în atmosferă; vânturile îl duc la capacul opus, unde îngheață din nou. Acest lucru creează un ciclu de dioxid de carbon, care, împreună cu diferitele dimensiuni ale calotelor polare, face ca presiunea atmosferei lui Marte să se schimbe pe măsură ce orbitează Soarele. Datorită faptului că iarna până la 20-30% din întreaga atmosferă îngheață în calota polară, presiunea în zona corespunzătoare scade în mod corespunzător.

    Concentrația vaporilor de apă suferă și variații sezoniere (precum și cele zilnice) - acestea sunt în intervalul 1-100 microni. Astfel, iarna atmosfera este aproape „secată”. Vaporii de apă apar în ea primăvara, iar până la mijlocul verii cantitatea ei atinge un maxim, în urma modificărilor temperaturii suprafeței. În perioada vară-toamnă, vaporii de apă sunt redistribuiți treptat, iar conținutul său maxim se deplasează din regiunea polară nordică către latitudinile ecuatoriale. În același timp, conținutul global total de vapori din atmosferă (conform datelor Viking 1) rămâne aproximativ constant și este echivalent cu 1,3 km 3 de gheață. Conținutul maxim de H 2 O (100 µm de apă precipitată egal cu 0,2 %) a fost înregistrat în timpul verii peste regiunea întunecată care înconjoară calota polară rămășiță de nord - în această perioadă a anului atmosfera de deasupra calotei polare este de obicei apropiată de saturare.

    În perioada de primăvară-vară în emisfera sudică, când se formează cel mai activ furtunile de praf, se observă maree atmosferice zilnice sau semi-diurne - o creștere a presiunii la suprafață și dilatarea termică a atmosferei ca răspuns la încălzirea acesteia.

    Schimbarea anotimpurilor afectează și atmosfera superioară - atât componenta neutră (termosfera), cât și plasma (ionosfera), iar acest factor trebuie luat în considerare împreună cu ciclul solar, iar acest lucru complică sarcina descrierii dinamicii superioarei. atmosfera.

    Schimbări pe termen lung

    Vezi si

    Note

    1. Williams, David R. Mars Fact sheet (nedefinit) . Centrul Național de Date pentru Știința Spațială. NASA (1 septembrie 2004). Preluat la 28 septembrie 2017.
    2. N. Mangold, D. Baratoux, O. Witasse, T. Encrenaz, C. Sotin. Marte: o mică planetă terestră: [Engleză] ]// Revista de astronomie și astrofizică. - 2016. - T. 24, nr 1 (16 decembrie). - P. 15. - DOI:10.1007/s00159-016-0099-5.
    3. Atmosfera lui Marte (nedefinit) . UNIVERS-PLANETA // PORTAL LA O ALTA DIMENSIUNE
    4. Marte este o stea roșie.  (nedefinit) . Descrierea zonei.  Atmosfera si clima
    5. galspace.ru - Proiectul „Explorarea sistemului solar” . Preluat la 29 septembrie 2017.(Engleză) Out of Thin Martian Aer
    6. Revista de Astrobiologie , Michael Schirber, 22 august 2011. (nedefinit) . Maxim Zabolotsky. Informații generale despre atmosfera de Marte
    7. Spacegid.com (nedefinit) . (21.09.2013). Preluat la 20 octombrie 2017. Mars Pathfinder - Science  Rezultate - Atmosferice și Meteorologice Proprietăți
    8. nasa.gov. Preluat la 20 aprilie 2017. [Engleză] ] J. L. Fox, A. Dalgarno.

Ionizarea, luminozitatea și încălzirea atmosferei superioare a lui Marte:

// J Geophys Res. - 1979. - T. 84, nr. A12 (1 decembrie). - p. 7315–7333. -

Phobos este un satelit a cărui orbită este foarte aproape de planetă. Este cel mai apropiat satelit de o planetă din întregul sistem solar. Distanța de la suprafața lui Marte până la Phobos este de 9380 de kilometri. Satelitul orbitează Marte cu o frecvență de 7 ore și 40 de minute. Se pare că Phobos reușește să facă puțin peste trei revoluții în jurul lui Marte, în timp ce Marte însuși face o revoluție în jurul axei sale.

Deimos este cea mai mică lună din sistemul solar. Dimensiunile satelitului sunt 15x12,4x10,8 km. Și distanța de la satelit la suprafața planetei este de 23.450 mii km. Perioada orbitală a lui Deimos în jurul lui Marte este de 30 de ore și 20 de minute, ceea ce este puțin mai lung decât timpul necesar planetei să se rotească pe axa sa. Dacă ești pe Marte, Phobos se va ridica în vest și se va așeza în est, în timp ce face trei revoluții pe zi, în timp ce Deimos, dimpotrivă, se ridică în est și apune în vest, în timp ce face o singură revoluție în jurul planetei. .

Caracteristicile lui Marte și atmosfera sa

Una dintre principalele caracteristici ale lui Marte este că a fost creat. Atmosfera de pe Marte este destul de interesantă. Acum atmosfera de pe Marte este foarte subțire, este posibil ca în viitor Marte să-și piardă complet atmosfera. Particularitățile atmosferei lui Marte sunt că, cândva, Marte avea aceeași atmosferă și aer ca pe planeta noastră natală. Dar în timpul evoluției sale, Planeta Roșie și-a pierdut aproape toată atmosfera. Acum presiunea atmosferei Planetei Roșii este de doar 1% din presiunea planetei noastre. Particularitatea atmosferei lui Marte este, de asemenea, că, chiar și cu o treime din gravitația planetei față de Pământ, Marte poate ridica furtuni uriașe de praf, ridicând tone de nisip și sol în aer. Furtunile de praf au stricat deja nervii astronomilor noștri de mai multe ori, deoarece furtunile de praf pot fi foarte extinse, observarea lui Marte de pe Pământ devine imposibilă. Uneori, astfel de furtuni pot dura chiar luni de zile, ceea ce strică foarte mult procesul de studiu a planetei. Dar explorarea planetei Marte nu se oprește aici. Există roboți pe suprafața lui Marte care nu se opresc din explorarea planetei.

Caracteristicile atmosferice ale planetei Marte înseamnă, de asemenea, că presupunerile oamenilor de știință despre culoarea cerului marțian au fost respinse. Oamenii de știință credeau că cerul de pe Marte ar trebui să fie negru, dar imaginile luate de stația spațială de pe planetă au infirmat această teorie. Cerul de pe Marte nu este deloc negru, este roz, datorită particulelor de nisip și praf care se află în aer și absorb 40% din lumina soarelui, ceea ce creează efectul unui cer roz pe Marte.

Caracteristicile temperaturii lui Marte

Măsurătorile temperaturii lui Marte au început cu relativ mult timp în urmă. Totul a început cu măsurătorile lui Lampland în 1922. Apoi măsurătorile au indicat că temperatura medie pe Marte a fost de -28 ° C. Mai târziu, în anii 50 și 60, s-au acumulat unele cunoștințe despre regimul de temperatură al planetei, care s-au efectuat din anii 20 până în anii 60. Din aceste măsurători reiese că în timpul zilei la ecuatorul planetei temperatura poate ajunge la +27 ° C, dar până seara va scădea la zero, iar dimineața devine -50 ° C. Temperatura la poli variază de la +10º C, în timpul zilei polare, și până la temperaturi foarte scăzute în timpul nopții polare.

Caracteristici de relief ale lui Marte

Suprafața lui Marte, ca și alte planete care nu au atmosferă, este marcată de diverse cratere de la căderile de obiecte spațiale. Craterele sunt mici (5 km în diametru) și mari (de la 50 la 70 km în diametru). Din cauza lipsei atmosferei sale, Marte a fost supus ploilor de meteoriți. Dar suprafața planetei conține mai mult decât cratere. Anterior, oamenii credeau că nu există niciodată apă pe Marte, dar observațiile la suprafața planetei spun o poveste diferită. Suprafața lui Marte are canale și chiar mici depresiuni care seamănă cu depozitele de apă. Acest lucru sugerează că a existat apă pe Marte, dar din multe motive aceasta a dispărut. Acum este greu de spus ce trebuie făcut pentru ca apa să apară din nou pe Marte și să putem urmări învierea planetei.

Există și vulcani pe Planeta Roșie. Cel mai faimos vulcan este Olimpul. Acest vulcan este cunoscut tuturor celor interesați de Marte. Acest vulcan este cel mai mare deal nu numai de pe Marte, ci și din sistemul solar, aceasta este o altă caracteristică a acestei planete. Dacă stai la poalele vulcanului Olimp, va fi imposibil să vezi marginea acestui vulcan. Acest vulcan este atât de mare încât marginile lui trec dincolo de orizont și se pare că Olimpul este nesfârșit.

Caracteristicile câmpului magnetic al lui Marte

Aceasta este probabil ultima caracteristică interesantă a acestei planete. Câmpul magnetic este protectorul planetei, care respinge toate sarcinile electrice care se deplasează spre planetă și le împinge departe de traiectoria lor originală. Câmpul magnetic este complet dependent de miezul planetei. Miezul de pe Marte este aproape nemișcat și, prin urmare, câmpul magnetic al planetei este foarte slab. Acțiunea Câmpului Magnetic este foarte interesantă, nu este globală, ca pe planeta noastră, dar are zone în care este mai activ, iar în alte zone poate să nu fie deloc.

Astfel, planeta, care ni se pare atât de obișnuită, are un întreg set de trăsături proprii, dintre care unele conduc în Sistemul nostru Solar. Marte nu este o planetă atât de simplă pe cât ai putea crede la prima vedere.

Ca orice planetă mare, Marte are o atmosferă. Este format dintr-o substanță gazoasă pe care planeta o deține datorită gravitației. Cu toate acestea, aerul de pe Marte este foarte diferit de cel de pe Pământ.

Informații generale despre atmosfera lui Marte

Atmosfera lui Marte este mult mai subțire decât cea a Pământului. Înălțimea sa este de 11 km, ceea ce reprezintă aproximativ 9-10% din cea a pământului. Acest lucru este cauzat de forța gravitațională slabă de pe planetă, incapabil să rețină un strat mai larg de gaz. Grosimea și densitatea mică a atmosferei provoacă astfel de fenomene aeriene care nu pot fi găsite pe Pământ.

Din punct de vedere chimic, atmosfera constă în principal din dioxid de carbon.

Densitatea atmosferei este, de asemenea, foarte scăzută: de peste 61 de ori mai mică decât densitatea medie pe Pământ.

Datorită proprietăților sale, atmosfera este expusă constant vântului solar, pierzând materie și disipându-se mai repede decât pe alte planete. Acest proces se numește disipare. Acest lucru se datorează faptului că planeta Marte nu are un câmp magnetic.

Structura atmosferică

Chiar dacă este subțire, atmosfera marțiană este eterogenă și are o structură stratificată. Structura sa arată astfel:

● Sub toate straturile se află troposfera. Ocupă întreg spațiul de la suprafață până la 20-30 km. Temperatura de aici scade uniform pe măsură ce crește. Limita superioară a troposferei nu este fixă ​​și își schimbă poziția pe parcursul anului.

● Deasupra este stratomesosfera. Temperatura din această parte este aproximativ aceeași și egală cu –133 °C. Continuă până la o altitudine de 100 km deasupra suprafeței, unde întreaga atmosferă inferioară se termină odată cu ea.

● Tot ceea ce este situat deasupra (până la limita de unde începe spațiul) se numește atmosfera superioară. Un alt nume pentru acest strat este termosfera, iar temperatura medie a acestuia este de la 200 la 350 K.

● În interiorul acesteia se află ionosfera, care, după cum sugerează și numele, se caracterizează printr-un nivel ridicat de ionizare rezultat din radiația solară. Începe aproximativ în același loc cu toată partea superioară și are o lungime de aproximativ 400 km.

● La o altitudine de aproximativ 230 km, termosfera se termină. Ultimul său strat se numește ecobază.

● Aparținând nici atmosferei inferioare, nici celei superioare, este definită chimiosfera, în care apar reacții chimice inițiate de lumină. Din cauza lipsei lui Marte de orice echivalent cu stratul de ozon al Pământului, acest strat începe la nivelul suprafeței. Și se termină la o altitudine de 120 km.

Deci, suprafața lui Marte este acoperită cu o atmosferă destul de subțire și rarefiată, care, totuși, are o structură relativ complexă. În total, atmosfera lui Marte este formată din șapte straturi, dar acest număr poate varia în diferite surse, deoarece oamenii de știință nu au ajuns încă de acord asupra naturii unor straturi.

Nu credeți că structura stratificată indică staticitate. Atmosfera lui Marte este, de asemenea, predispusă la schimbare, ca și cea a pământului: conține atât circulație generală, cât și mișcări private ale fluxurilor de aer.

Compoziția atmosferică

Compoziția chimică a atmosferei lui Marte este foarte diferită de cea a Pământului. Aerul de pe Marte este format din următoarele gaze:

● Atmosfera planetei Marte se bazează pe dioxid de carbon. Ocupă aproximativ 95% din volumul său. Acesta este singurul gaz greu pe care planeta îl poate ține.

● Majoritatea dioxidului de carbon este CO2, dar monoxidul de carbon CO alcătuiește o parte din el. Această fracțiune este neobișnuit de mică și i-a determinat pe oamenii de știință să teoretizeze despre motivul pentru care CO nu se acumulează.

● Azot N2. Reprezintă o parte foarte mică din atmosferă - doar 2,7%. Cu toate acestea, poate rămâne în atmosferă doar sub forma unei molecule duble. Radiația de la Soare descompune continuu azotul atmosferic în atomi, după care se disipează.

● Argonul ocupă 1,6% și este reprezentat în principal de izotopul greu argon-40.

● Oxigenul este prezent si pe Marte, dar este continut mai ales in atmosfera superioara si apare in timpul descompunerii altor substante, de unde trece apoi in straturile inferioare. Din această cauză, la o altitudine de aproximativ 110 km și mai sus există de 3-4 ori mai mult O2 decât sub acest nivel. Ei nu pot respira.

● Ozonul este cel mai incert gaz din atmosfera marțiană. Conținutul său depinde de temperatura aerului și, prin urmare, de perioada anului, latitudine și emisferă.

● Metanul de pe Marte, în ciuda conținutului său scăzut în atmosferă, este unul dintre cele mai misterioase gaze de pe planetă. Poate avea mai multe surse, dar cele mai relevante sunt două: influența temperaturilor (de exemplu, la vulcani) și prelucrarea substanțelor de către bacterii și rumegătoare, după care se formează metanul bacterian. Acesta din urmă prezintă un interes deosebit pentru astrobiologie - este ceea ce se caută pe planetele potențial locuite pentru a demonstra că există viață pe ele. Nu se știe ce poate indica metanul care apare în exploziile pe Marte.

● Compuși organici precum H2CO, HCl și SO2 se găsesc și în atmosfera lui Marte. Ei pot clarifica problema discutată mai sus, deoarece prezența lor indică absența activității vulcanice - și, prin urmare, metanul termogen.

● Apa. Chiar dacă conținutul său este de câteva sute de ori mai mic decât în ​​cele mai uscate regiuni ale Pământului, este încă prezent.

● De asemenea, merită menționat faptul că atmosfera lui Marte este plină de particule minuscule de praf (în principal oxid de fier). Ei fac atmosfera roșiatică-portocalie din exterior și sunt, de asemenea, responsabili de culorile cerului, opusul celor de pe Pământ: cerul zilei de pe Marte este galben-maro, la apus și în zori devin roz, iar în jur. Soarele devin albastre.

nori

Atmosfera Planetei Roșii este capabilă să formeze aceleași fenomene ca și cea a pământului. De exemplu, pe Marte sunt nori.

Există foarte puțină apă vaporoasă în atmosfera planetei Marte, dar totuși suficientă pentru apariția norilor. Cel mai adesea ele sunt situate la o altitudine de unu până la trei zeci de kilometri deasupra suprafeței. Vaporii de apă concentrați se adună în nori în principal la ecuator - unde pot fi observați pe tot parcursul anului.

În plus, un nor de pe Marte poate produce și CO2. De obicei este situat deasupra celor de apă (la o altitudine de aproximativ 20 km).

Există și ceață pe Marte. Cel mai adesea - în zonele joase și cratere, noaptea.

Pe vremuri, într-o fotografie a atmosferei marțiane au fost descoperite sisteme de nori asemănătoare vortexului. Aceasta a fost dovada unui fenomen climatic mai complex - un ciclon. Pe Pământ, acesta este un fenomen comun, dar pe alte planete este destul de neobișnuit. Nu se știe încă nimic despre ciclonii marțieni.

Nu există ploaie obișnuită pe Marte, dar printre fenomenele naturale se observă uneori virga - picături sau zăpadă care se evaporă în aer înainte de a ajunge la sol.

Efect de sera

Conversația despre efectul de seră de pe Marte vine întotdeauna în contextul unei discuții despre apa lichidă care a existat cândva pe ea. „Râurile” de la suprafață vorbesc deja despre acest lucru, dar acest lucru nu a fost suficient pentru oamenii de știință și au decis să găsească ceea ce a permis să apară H2O lichid.
Când Marte era o planetă tânără, vulcanii săi erau extrem de activi. Fiecare explozie vulcanică de pe Marte a eliberat dioxid de carbon și metan, care s-au descompus atunci când sunt expuse la lumina soarelui, producând hidrogen și creând „efectul de seră a hidrogenului”. La un moment dat, concentrația acestui din urmă gaz a crescut atât de mult încât a permis existența unor lacuri, râuri și chiar oceane întregi de apă. Cu toate acestea, în timp, atmosfera planetei s-a subțiat și nu a mai putut oferi condiții în care apa să rămână lichidă. În prezent, pe Marte se găsesc doar vapori de apă sau gheață. Trecerea de la o stare de agregare la alta are loc prin sublimare, ocolind stadiul lichid. Aceasta poate fi numită o caracteristică unică în istoria atmosferei lui Marte, deoarece acest lucru nu s-a întâmplat încă pe nicio altă planetă. Cu toate acestea, aceasta este doar o teorie științifică.

Presiune

În medie, presiunea atmosferică pe Marte este de 4,5 mmHg sau 600 de pascali. Aceasta este o 169 din presiunea medie de pe Pământ. O astfel de presiune face imposibil ca o persoană să supraviețuiască la suprafață fără un costum spațial. Oamenii care se află pe suprafața deschisă a planetei Marte fără protecție se confruntă cu moartea instantanee. Motivul pentru aceasta este existența așa-numitei limite Armstrong - nivelul de presiune la care apa fierbe la temperatura normală a corpului uman. Presiunea atmosferică de pe suprafața lui Marte este semnificativ sub această limită.

Diavoli de praf

Furtunile de praf care apar în mod regulat pe Marte sunt o caracteristică a acestei planete. Sunt cauzate de furtunile de pe Marte, în care viteza vântului atinge 100 km/h. Aerul colectează praful care atârnă în atmosferă până la o înălțime de până la 50 km. Acest lucru dă naștere aceleași furtuni de praf pe Marte. Cel mai adesea apar în regiunile polare și durează 1,5 - 3 luni. Furtunile de nisip au loc și pe Marte într-un mod similar. Singura diferență este că de data aceasta particulele mai mari care se depun la suprafață - nisip - se ridică în aer.

Cu toate acestea, dacă există vânt pe Marte, atunci trebuie să existe și fenomene aeriene periculoase pe care le provoacă. De exemplu, tornade. Ele, asemenea furtunilor, ridică în aer nisip și praf, dar se întind cu sute de metri în lățime și kilometri înălțime și par mult mai periculoase (chiar dacă viteza lor este de trei ori mai mică decât cea a furtunilor - doar 30 km/h). Datorită aceleiași densități scăzute a atmosferei, tornadele de pe Marte seamănă mai mult cu tornadele. Al doilea lor nume este diavolii de praf. De pe orbită puteți vedea cum lasă urme negre învolburate pe suprafața de nisip ușor.

Radiația

Radiațiile de pe Marte reprezintă nu mai puțin pericol pentru oameni decât praful sau presiunea scăzută. Există două motive pentru aceasta: slăbiciunea și rarefierea atmosferei și absența unei magnetosfere pe planeta Marte. Partea de aer nu își poate proteja suprafața de radiațiile cosmice. De aceea, în câteva zile petrecute pe planetă fără protecție, un astronaut va primi o doză anuală de radiații.

Terraformarea

Cu toate acestea, oamenii încă visează să cucerească Marte și chiar să-l facă locuibil. Atmosfera lui Marte este unul dintre principalele obstacole pe această cale. Cu toate acestea, se propune terraformarea lui Marte nu numai prin furnizarea acestuia cu oxigen și o atmosferă densă, ci și prin crearea unei surse mari de combustibil spațial. Se propune descompunerea chimică a dioxidului de carbon în oxigen și CO, care poate fi folosit pentru alimentarea coloniei și transportul de combustibil pentru a stabili comunicarea cu Pământul.

Marte este a patra planetă de la Soare și ultima dintre planetele terestre. Ca și restul planetelor din sistemul solar (fără a număra Pământul), este numit după figura mitologică - zeul roman al războiului. Pe lângă numele său oficial, Marte este uneori numit Planeta Roșie, datorită culorii roșii-maronii a suprafeței sale. Cu toate acestea, Marte este a doua cea mai mică planetă din sistemul solar după.

Pentru aproape tot secolul al XIX-lea, s-a crezut că viața a existat pe Marte. Motivul acestei credințe este parțial eroarea și parțial imaginația umană. În 1877, astronomul Giovanni Schiaparelli a putut observa ceea ce el credea că sunt linii drepte pe suprafața lui Marte. La fel ca alți astronomi, când a observat aceste dungi, a presupus că o astfel de directie era asociată cu existența vieții inteligente pe planetă. O teorie populară la acea vreme despre natura acestor linii era că acestea erau canale de irigare. Cu toate acestea, odată cu dezvoltarea unor telescoape mai puternice la începutul secolului al XX-lea, astronomii au putut să vadă suprafața marțiană mai clar și să determine că aceste linii drepte erau doar o iluzie optică. Drept urmare, toate ipotezele anterioare despre viața pe Marte au rămas fără dovezi.

O mare parte din ficțiunea științifico-fantastică scrisă în timpul secolului al XX-lea a fost o consecință directă a credinței că viața a existat pe Marte. De la mici oameni verzi la invadatori falnici cu arme laser, marțienii au fost în centrul multor programe de televiziune și radio, benzi desenate, filme și romane.

În ciuda faptului că descoperirea vieții marțiane în secolul al XVIII-lea s-a dovedit în cele din urmă a fi falsă, Marte a rămas pentru cercurile științifice cea mai prietenoasă planetă (fără a număra Pământul) din sistemul solar. Misiunile planetare ulterioare au fost, fără îndoială, dedicate căutării cel puțin a unei forme de viață pe Marte. Astfel, o misiune numită Viking, desfășurată în anii 1970, a efectuat experimente pe solul marțian în speranța de a găsi microorganisme în acesta. La acea vreme, se credea că formarea de compuși în timpul experimentelor ar putea fi rezultatul agenților biologici, dar s-a descoperit ulterior că compușii elementelor chimice pot fi creați fără procese biologice.

Cu toate acestea, nici măcar aceste date nu i-au lipsit pe oamenii de știință de speranță. Negăsind semne de viață pe suprafața lui Marte, ei au sugerat că toate condițiile necesare ar putea exista sub suprafața planetei. Această versiune este valabilă și astăzi. Cel puțin, misiunile planetare ale prezentului precum ExoMars și Mars Science presupun testarea tuturor opțiunilor posibile pentru existența vieții pe Marte în trecut sau prezent, la suprafață și sub ea.

Atmosfera lui Marte

Compoziția atmosferei lui Marte este foarte asemănătoare cu cea a lui Marte, una dintre cele mai puțin ospitaliere atmosfere din întregul sistem solar. Componenta principală în ambele medii este dioxidul de carbon (95% pentru Marte, 97% pentru Venus), dar există o mare diferență - nu există efect de seră pe Marte, așa că temperatura de pe planetă nu depășește 20°C, în contrast cu 480°C pe suprafața lui Venus. Această diferență uriașă se datorează densităților diferite ale atmosferelor acestor planete. Cu densități comparabile, atmosfera lui Venus este extrem de groasă, în timp ce Marte are o atmosferă destul de subțire. Mai simplu spus, dacă atmosfera lui Marte ar fi mai groasă, ar semăna cu Venus.

În plus, Marte are o atmosferă foarte rarefiată - presiunea atmosferică reprezintă doar aproximativ 1% din presiunea de pe Pământ. Aceasta este echivalentă cu o presiune de 35 de kilometri deasupra suprafeței Pământului.

Una dintre cele mai timpurii direcții în studiul atmosferei marțiane este influența acesteia asupra prezenței apei la suprafață. În ciuda faptului că calotele polare conțin apă solidă, iar aerul conține vapori de apă rezultați din îngheț și presiune scăzută, toate cercetările de astăzi indică faptul că atmosfera „slabă” a lui Marte nu susține existența apei lichide pe planetele de suprafață.

Cu toate acestea, pe baza celor mai recente date din misiunile pe Marte, oamenii de știință sunt încrezători că apa lichidă există pe Marte și este situată la un metru sub suprafața planetei.

Apa pe Marte: speculații / wikipedia.org

Cu toate acestea, în ciuda stratului atmosferic subțire, Marte are condiții meteorologice destul de acceptabile pentru standardele terestre. Cele mai extreme forme ale acestei vreme sunt vânturile, furtunile de praf, gerul și ceața. Ca urmare a unei astfel de activități meteorologice, au fost observate semne semnificative de eroziune în unele zone ale Planetei Roșii.

Un alt punct interesant despre atmosfera marțiană este că, conform mai multor studii științifice moderne, în trecutul îndepărtat era suficient de densă pentru existența unor oceane de apă lichidă pe suprafața planetei. Cu toate acestea, conform acelorași studii, atmosfera lui Marte a fost schimbată dramatic. Versiunea principală a unei astfel de schimbări în acest moment este ipoteza unei coliziuni a planetei cu un alt corp cosmic destul de voluminos, ceea ce a dus la pierderea lui Marte în cea mai mare parte a atmosferei.

Suprafața lui Marte are două trăsături semnificative, care, printr-o coincidență interesantă, sunt asociate cu diferențe în emisferele planetei. Cert este că emisfera nordică are o topografie destul de netedă și doar câteva cratere, în timp ce emisfera sudică este literalmente presărată cu dealuri și cratere de diferite dimensiuni. Pe lângă diferențele topografice, care indică diferențe în relieful emisferelor, există și cele geologice - studiile indică faptul că zonele din emisfera nordică sunt mult mai active decât în ​​cea sudică.

Pe suprafața lui Marte se află cel mai mare vulcan cunoscut, Olympus Mons, și cel mai mare canion cunoscut, Mariner. Nimic mai grandios nu a fost încă găsit în Sistemul Solar. Înălțimea Muntelui Olimp este de 25 de kilometri (adică de trei ori mai mare decât Everestul, cel mai înalt munte de pe Pământ), iar diametrul bazei este de 600 de kilometri. Lungimea Valles Marineris este de 4000 de kilometri, lățimea este de 200 de kilometri, iar adâncimea este de aproape 7 kilometri.

Cea mai semnificativă descoperire despre suprafața marțiană până în prezent a fost descoperirea canalelor. Particularitatea acestor canale este că, potrivit experților NASA, ele au fost create de apă curgătoare și, prin urmare, reprezintă cea mai de încredere dovadă a teoriei că, în trecutul îndepărtat, suprafața lui Marte era semnificativ similară cu cea a Pământului.

Cel mai faimos peridoliu asociat cu suprafața Planetei Roșii este așa-numita „Față de pe Marte”. Terenul semăna de fapt cu o față umană când prima imagine a zonei a fost făcută de nava spațială Viking I în 1976. Mulți oameni la acea vreme considerau această imagine o dovadă reală a existenței vieții inteligente pe Marte. Fotografiile ulterioare au arătat că acesta a fost doar un truc al luminii și al imaginației umane.

Ca și alte planete terestre, interiorul lui Marte are trei straturi: crustă, manta și miez.
Deși nu s-au făcut încă măsurători precise, oamenii de știință au făcut anumite predicții cu privire la grosimea crustei marțiane pe baza datelor privind adâncimea Valles Marineris. Sistemul de văi adânc și extins situat în emisfera sudică nu ar putea exista decât dacă scoarța lui Marte era semnificativ mai groasă decât cea a Pământului. Estimările preliminare indică faptul că grosimea scoarței lui Marte în emisfera nordică este de aproximativ 35 de kilometri și de aproximativ 80 de kilometri în emisfera sudică.

Destul de multe cercetări au fost dedicate miezului lui Marte, în special pentru a determina dacă acesta este solid sau lichid. Unele teorii au indicat absența unui câmp magnetic suficient de puternic ca semn al unui nucleu solid. Cu toate acestea, în ultimul deceniu, ipoteza că miezul lui Marte este cel puțin parțial lichid a câștigat o popularitate din ce în ce mai mare. Acest lucru a fost indicat de descoperirea unor roci magnetizate pe suprafața planetei, ceea ce poate fi un semn că Marte are sau a avut un nucleu lichid.

Orbită și rotație

Orbita lui Marte este remarcabilă din trei motive. În primul rând, excentricitatea sa este a doua ca mărime dintre toate planetele, doar Mercur are mai puțin. Cu o astfel de orbită eliptică, periheliul lui Marte este de 2,07 x 108 kilometri, ceea ce este mult mai departe decât afeliul său de 2,49 x 108 kilometri.

În al doilea rând, dovezile științifice sugerează că un grad atât de mare de excentricitate nu a fost întotdeauna prezent și ar fi putut fi mai mic decât cel al Pământului la un moment dat în istoria lui Marte. Oamenii de știință spun că motivul acestei schimbări este forțele gravitaționale ale planetelor învecinate care acționează pe Marte.

În al treilea rând, dintre toate planetele terestre, Marte este singura pe care anul durează mai mult decât pe Pământ. Acest lucru este în mod natural legat de distanța sa orbitală față de Soare. Un an marțian este egal cu aproape 686 de zile pământești. O zi marțiană durează aproximativ 24 de ore și 40 de minute, care este timpul necesar planetei pentru a finaliza o revoluție completă în jurul axei sale.

O altă asemănare notabilă între planetă și Pământ este înclinarea sa axială, care este de aproximativ 25°. Această caracteristică indică faptul că anotimpurile de pe Planeta Roșie se succed exact în același mod ca pe Pământ. Cu toate acestea, emisferele lui Marte experimentează regimuri de temperatură complet diferite pentru fiecare anotimp, diferite de cele de pe Pământ. Acest lucru se datorează din nou excentricității mult mai mari a orbitei planetei.

SpaceX și intenționează să colonizeze Marte

Așa că știm că SpaceX vrea să trimită oameni pe Marte în 2024, dar prima lor misiune pe Marte va fi capsula Red Dragon în 2018. Ce pași va face compania pentru a atinge acest obiectiv?

• 2018 Lansarea sondei spațiale Red Dragon pentru a demonstra tehnologia. Scopul misiunii este de a ajunge pe Marte și de a face niște cercetări la locul de aterizare la scară mică. Poate furnizarea de informații suplimentare NASA sau agențiilor spațiale din alte țări.
• 2020 Lansarea navei spațiale Mars Colonial Transporter MCT1 (fără pilot). Scopul misiunii este de a trimite mărfuri și de a returna mostre. Demonstrări la scară largă de tehnologie pentru habitat, susținere a vieții și energie.
• 2022 Lansarea navei spațiale Mars Colonial Transporter MCT2 (fără pilot). A doua iterație a MCT. În acest moment, MCT1 se va întoarce pe Pământ, transportând mostre marțiane. MCT2 furnizează echipamente pentru primul zbor cu echipaj. MCT2 va fi gata de lansare odată ce echipajul sosește pe Planeta Roșie în 2 ani. În caz de probleme (ca în filmul „The Martian”), echipa îl va putea folosi pentru a părăsi planeta.
• 2024 A treia iterație a Mars Colonial Transporter MCT3 și primul zbor cu echipaj. În acel moment, toate tehnologiile își vor fi dovedit funcționalitatea, MCT1 va fi călătorit pe Marte și înapoi, iar MCT2 va fi gata și testat pe Marte.

Marte este a patra planetă de la Soare și ultima dintre planetele terestre. Distanța de la Soare este de aproximativ 227940000 de kilometri.

Planeta poartă numele lui Marte, zeul roman al războiului. Pentru grecii antici el era cunoscut sub numele de Ares. Se crede că Marte a primit această asociere datorită culorii roșu-sânge a planetei. Datorită culorii sale, planeta era cunoscută și altor culturi antice. Primii astronomi chinezi au numit Marte „Steaua de foc”, iar preoții egipteni antici s-au referit la el ca „Ee Desher”, adică „roșu”.

Masele de pământ de pe Marte și Pământ sunt foarte asemănătoare. În ciuda faptului că Marte ocupă doar 15% din volumul și 10% din masa Pământului, are o masă terestră comparabilă cu planeta noastră, ca urmare a faptului că apa acoperă aproximativ 70% din suprafața Pământului. În același timp, gravitația de suprafață a lui Marte este de aproximativ 37% din gravitația de pe Pământ. Asta înseamnă că teoretic ai putea sări de trei ori mai sus pe Marte decât pe Pământ.

Doar 16 din 39 de misiuni pe Marte au avut succes. De la misiunea Mars 1960A lansată de URSS în 1960, un total de 39 de aterizare și rovere au fost trimise pe Marte, dar doar 16 dintre aceste misiuni au avut succes. În 2016, o sondă a fost lansată în cadrul misiunii ruso-europene ExoMars, ale cărei obiective principale vor fi căutarea semnelor de viață pe Marte, studierea suprafeței și topografia planetei și cartografierea potențialelor pericole de mediu pentru viitorul echipaj. misiuni pe Marte.

Pe Pământ au fost găsite resturi de pe Marte. Se crede că urme ale atmosferei marțiane au fost găsite în meteoriții care au sărit de pe planetă. După ce au părăsit Marte, acești meteoriți pentru o lungă perioadă de timp, timp de milioane de ani, au zburat în jurul sistemului solar printre alte obiecte și resturi spațiale, dar au fost capturați de gravitația planetei noastre, au căzut în atmosfera sa și s-au prăbușit la suprafață. Studiul acestor materiale a permis oamenilor de știință să învețe multe despre Marte chiar înainte de începerea zborurilor spațiale.

În trecutul recent, oamenii erau siguri că Marte adăpostește o viață inteligentă. Acest lucru a fost influențat în mare măsură de descoperirea liniilor drepte și a șanțurilor de pe suprafața Planetei Roșii de către astronomul italian Giovanni Schiaparelli. El credea că astfel de linii drepte nu pot fi create de natură și sunt rezultatul activității inteligente. Cu toate acestea, s-a dovedit mai târziu că aceasta nu era altceva decât o iluzie optică.

Cel mai înalt munte planetar cunoscut din sistemul solar se află pe Marte. Se numește Olympus Mons (Muntele Olimp) și se înalță la 21 de kilometri. Se crede că acesta este un vulcan care s-a format cu miliarde de ani în urmă. Oamenii de știință au găsit destul de multe dovezi că vârsta lavei vulcanice a obiectului este destul de tânără, ceea ce poate fi o dovadă că Olimpul poate fi încă activ. Cu toate acestea, există un munte în sistemul solar față de care Olimpul este inferior ca înălțime - acesta este vârful central al Rheasilvia, situat pe asteroidul Vesta, a cărui înălțime este de 22 de kilometri.

Furtunile de praf au loc pe Marte - cele mai extinse din sistemul solar. Acest lucru se datorează formei eliptice a orbitei planetei în jurul Soarelui. Calea orbitală este mai alungită decât multe alte planete și această formă orbitală ovală are ca rezultat furtuni de praf feroce care acoperă întreaga planetă și pot dura mai multe luni.

Soarele pare să aibă aproximativ jumătate din dimensiunea vizuală a Pământului când este privit de pe Marte. Când Marte este cel mai aproape de Soare pe orbita sa, iar emisfera sa sudică este îndreptată spre Soare, planeta experimentează o vară foarte scurtă, dar incredibil de fierbinte. În același timp, în emisfera nordică se instalează o iarnă scurtă, dar rece. Când planeta este mai departe de Soare, iar emisfera nordică îndreaptă spre ea, Marte experimentează o vară lungă și blândă. În emisfera sudică se instalează o iarnă lungă.

Cu excepția Pământului, oamenii de știință consideră Marte cea mai potrivită planetă pentru viață. Agențiile spațiale de vârf planifică o serie de misiuni spațiale în următorul deceniu pentru a afla dacă există potențial pentru viață pe Marte și dacă este posibil să se construiască o colonie pe acesta.

Marțienii și extratereștrii de pe Marte au fost candidații principali pentru extratereștri de destul de mult timp, făcând Marte una dintre cele mai populare planete din sistemul solar.

Marte este singura planetă din sistem, în afară de Pământ, care are gheață polară. A fost descoperită apă solidă sub calotele polare ale lui Marte.

La fel ca pe Pământ, Marte are anotimpuri, dar durează de două ori mai mult. Acest lucru se datorează faptului că Marte este înclinat pe axa sa la aproximativ 25,19 grade, ceea ce este aproape de înclinarea axială a Pământului (22,5 grade).

Marte nu are câmp magnetic. Unii oameni de știință cred că a existat pe planetă în urmă cu aproximativ 4 miliarde de ani.

Cele două luni ale lui Marte, Phobos și Deimos, au fost descrise în cartea Călătoriile lui Gulliver de Jonathan Swift. Aceasta a fost cu 151 de ani înainte de a fi descoperite.

Cunoașterea oricărei planete începe cu atmosfera ei. Învăluie corpul cosmic și îl protejează de influențele externe. Dacă atmosfera este foarte rarefiată, atunci o astfel de protecție este extrem de slabă, dar dacă este densă, atunci planeta se află în ea ca într-un cocon - Pământul poate servi ca exemplu. Cu toate acestea, un astfel de exemplu este izolat în sistemul solar și nu se aplică altor planete terestre.

Prin urmare, atmosfera lui Marte (planeta roșie) este extrem de rarefiată. Grosimea sa aproximativă nu depășește 110 km, iar densitatea sa în comparație cu atmosfera pământului este de doar 1%. În plus, planeta roșie are un câmp magnetic extrem de slab și instabil. Ca urmare, vântul solar invadează Marte și dispersează gazele atmosferice. Ca urmare, planeta pierde de la 200 la 300 de tone de gaze pe zi. Totul depinde de activitatea solară și de distanța până la stea.

De aici nu este greu de inteles de ce presiunea atmosferica este foarte scazuta. La nivelul mării este de 160 de ori mai puțin decât pe Pământ. Pe vârfurile vulcanice este de 1 mm Hg. Artă. Iar în depresiuni adânci valoarea sa ajunge la 6 mm Hg. Artă. Valoarea medie la suprafata este de 4,6 mm Hg. Artă. Aceeași presiune se înregistrează în atmosfera terestră la o altitudine de 30 km de suprafața pământului. Cu asemenea valori, apa nu poate fi prezentă în stare lichidă pe planeta roșie.

Atmosfera lui Marte conține 95% dioxid de carbon.. Adică putem spune că ocupă o poziție dominantă. Pe locul doi se află azotul. Reprezintă aproape 2,7%. Locul trei este ocupat de argon - 1,6%. Iar oxigenul este pe locul patru - 0,16%. Monoxidul de carbon, vaporii de apă, neonul, criptonul, xenonul și ozonul sunt de asemenea prezente în cantități mici.

Compoziția atmosferei este de așa natură încât este imposibil ca oamenii să respire pe Marte. Vă puteți deplasa în jurul planetei doar într-un costum spațial. În același timp, trebuie menționat că toate gazele sunt inerte din punct de vedere chimic și niciunul dintre ele nu este otrăvitor. Dacă presiunea la suprafață a fost de cel puțin 260 mmHg. Art., atunci ar fi posibil să se deplaseze de-a lungul ei fără un costum spațial în haine obișnuite, având doar un aparat de respirație.

Unii experți cred că în urmă cu câteva miliarde de ani atmosfera lui Marte era mult mai densă și mai bogată în oxigen. La suprafață erau râuri și lacuri de apă. Acest lucru este indicat de numeroasele formațiuni naturale care seamănă cu albiile uscate ale râurilor. Vârsta lor este estimată la aproximativ 4 miliarde de ani.

Datorită rarefierii mari a atmosferei, temperatura de pe planeta roșie se caracterizează printr-o instabilitate ridicată. Există fluctuații mari zilnice, precum și diferențe mari de temperatură în funcție de latitudini. Temperatura medie este de -53 de grade Celsius. Vara la ecuator temperatura medie este de 0 grade Celsius. În același timp, poate fluctua în timpul zilei de la +30 la –60 noaptea. Dar înregistrările de temperatură sunt observate la poli. Acolo temperatura poate scădea până la -150 de grade Celsius.

În ciuda densității scăzute, vânturile, tornadele și furtunile sunt adesea observate în atmosfera lui Marte. Viteza vântului atinge 400 km/h. Ridică praful roz marțian și acoperă suprafața planetei de la privirile indiscrete ale oamenilor.

Trebuie spus că, deși atmosfera marțiană este slabă, are suficientă putere pentru a rezista meteoriților. Oaspeții neinvitați din spațiu, care cad la suprafață, ard parțial și, prin urmare, nu există atât de multe cratere pe Marte. Meteoriții mici ard complet în atmosferă și nu provoacă niciun rău vecinului Pământului.

Vladislav Ivanov