Зарубежных исследователей Марса удивила аномально теплая весна. Российские ученые знают об этом с 2002 года
Красная планета не перестает удивлять землян. Недавно марсоход Curiosity нашел там речной гравий, камень пирамидальной формы, передал на Землю фото прекрасного солнечного затмения... А еще, по мнению испанских исследователей, которые поставили на марсоход свои термодатчики, на Марсе необычайно потеплело — до +6. Для марсианской весны, которая там сейчас наблюдается, это просто курорт. Соотечественники Сальвадора Дали поговаривают, что если тенденция сохранится, то разговоры про колонизацию станут более чем реальными. Но действительно ли на Марсе стало теплее, чем раньше? Что бы увидели земляне, если бы оказались сейчас на этой планете? «МК» узнал это, побеседовав с российскими учеными из Института космических исследований РАН. Некоторые из них недавно вернулись с международной конференции в Мадриде.
Итак, метеорологическая станция REMS, установленная на борту марсохода Curiosity, обнаружила, что пришедшая на Марс весна оказалось неожиданно теплой. По крайней мере так подали новость представители научной команды, управляющей работой марсохода. По словам ученых, в частности Фелипе Гомеcа (Felipe Gomez) из испанского Центра астробиологии, тепло на Марсе очень удивило его и коллег...
Местом посадки Curiosity 6 августа стал спуск Брэдбери в южном полушарии Красной планеты. Поскольку там сейчас наступает марсианская весна, ученые пристально следят за ее особенностями. По их словам, с момента посадки в половине случаев дневная температура, измеряемая станцией REMS, была выше нуля. Таким образом, средний показатель суточной температуры составил +6 градусов днем и −70 градусов ночью. Это удивило ученых, которые, по их собственным словам, ожидали более холодных марсианских суток. «То, что Марс такой „теплый“ в светлое время суток, само по себе удивило и заинтересовало нас. Если это потепление будет продолжаться до наступления лета, то мы увидим температуры в +20 или больше, что великолепно, если смотреть на Марс с точки зрения колонизации. Вероятно, что дневные температуры смогут поддерживать воду в жидком состоянии. Но пока сложно говорить о том, являются ли такие температуры нормой или просто аномалией», — продолжил Гомез.
Разрешить проблему Гомеза мы попросили сотрудников Института космических исследований РАН.
— Указанные температуры являются нормой для марсианской весны. Вообще погода там очень стабильна, мы можем предсказывать ее гораздо точнее, чем на Земле. А все потому, что на Марсе нет турбулентности (нерегулярных взаимных перемещений в атмосфере), — поясняет доцент МФТИ, старший научный сотрудник ИКИ РАН Александр РОДИН .
— Почему же тогда весеннее тепло удивило испанцев?
— Они сейчас на подъеме, ведь их Центр астробиологии установил на Curiosity свои метеодатчики, — и при любом удобном случае они ищут повод, чтобы поговорить о погоде. То, что говорил Фелипе Гомез, который больше является чиновником от науки, чем исследователем, конечно, преувеличение. Какое-то незначительное повышение температуры испанские датчики могли зафиксировать, но оно не говорит о серьезной тенденции.
По словам Родина, к небольшому потеплению могла привести глобальная пылевая буря (такие случаются на Марсе 1-2 раза в год как раз в период, когда в южном полушарии весна или лето). Однако бури эти такие мощные, что заволакивают своим шлейфом всю планету на 100-150 дней. А поскольку пыль поглощает солнечные лучи и превращает их энергию в тепло, то на Марсе во время таких бурь среднесуточная температура может повышаться. Происхождение таких бурь на сегодняшний день загадка для метеорологов. Если не считать бурь, то погода на Марсе почти всегда стабильна и предсказуема. Из-за очень тонкой атмосферы дневное тепло быстро улетучивается — и ночью поверхность планеты может остыть сразу на 100 градусов. Среднесуточная температура на Марсе почти всегда −50 градусов. Однако в самых жарких точках дневная температура может достигать и +20...30 градусов в летнее время.
Кстати, слова Родина подтверждает и заведующий лабораторией космической гамма-спектроскопии Игорь МИТРОФАНОВ , он же разработчик российского прибора ХЕНД, который работает сейчас на борту американского марсианского спутника «Марс Одиссей».
— ХЕНД «наблюдает» сезонные процессы на Красной планете уже около 5 марсианских лет непрерывно начиная с февраля 2002 года, — говорит Митрофанов. — Мы регистрируем толщину зимнего покрова «сухого снега» из атмосферной углекислоты на северном и южном полушариях. До сих пор измеренный нами сезонный профиль накопления и испарения марсианского «сухого снега» удивительно точно повторяется каждый марсианский год. Текущий год не исключение. В южном полушарии Марса наступает обычная марсианская весна. Летним днем на экваторе Марса температура поверхности может достигать +30 градусов Цельсия (прочти как у нас в Москве).
Кстати, по словам Митрофанова, если бы люди высадились на Марсе в весеннее время, их ждало бы здесь удивительное зрелище — гейзеры из углекислого газа.
Весенние гейзеры на Марсе.
— Весной у нас на Земле снег тает и превращается в воду, — рассказывает Игорь Митрофанов. — Поэтому на Земле весной текут ручьи. А на Марсе снег состоит из замерзшей углекислоты, и при повышении температуры он превращается в углекислый газ. Это происходит следующим образом: весенние солнечные лучи проникают через снежный покров и прогревают поверхность грунта. В результате под слоем сухого снега возникает углекислый газ, который постепенно накапливается в приповерхностном пространстве. Давление газа растет, и где-то в верхнем слое «сухого снега» образуется трещина, через которую скопившийся газ вдруг с шумом вырывается на поверхность. Такова природа весенних марсианских гейзеров.
О чем еще говорили на конференции в Мадриде
На Титане обнаружены полярные вихри, очень напоминающие венерианские. Поскольку атмосферы на этих планетах движутся быстрее самих планет, вихри представляют собой очень мощные, долго не разрушающиеся образования. Факт обнаружения вихрей на Титане позволяет ученым понять общность законов природы, действующих на разных планетах.
Среди экзопланет (планет, расположенных за пределами Солнечной системы) похожих на Землю пока не найдено. Зато обнаружены Суперземли, масса которых в 10 раз больше массы нашей планеты. Правда, они скорее похожи на Венеру.
Марс — это суровый, холодный мир, условия на котором очень отличаются от привычных нам. Несмотря на то, что Солнце (при взгляде с поверхности Марса) кажется здесь лишь немногим меньше, чем при наблюдении с Земли, на самом деле Марс находится от него на расстоянии , то есть значительно дальше, чем наша планета (149,5 млн. км.). Соответственно, и солнечной энергии этой планете достается на четверть меньше, чем Земле.
Однако расстояние от Солнца — только одна из причин того, почему планета Марс — холодная планета. Вторая причина — это слишком тонкая , состоящая на 95% из углекислого газа, и неспособная удержать достаточного количества тепла.
Почему атмосфера так важна? Потому что для нашей (и любой другой) планеты, она служит своего рода «термобельем», или «одеялом», препятствующим слишком быстрому остыванию поверхности. А теперь представьте, что если на Земле, с её весьма плотной атмосферой, в зимние периоды температура падает в отдельных регионах до -50-70 градусов по Цельсию, насколько холодно должно быть на Марсе, чье одеяло-атмосфера тоньше земной в 100 раз!
Снег на Марсе — пейзаж, как его увидел один из марсоходов на поверхности красной планеты. Честно говоря, у нас в Якутии я наблюдал точь в точь такие же пейзажи
Температура на Марсе днем и ночью
Итак, Марс это безжизненная и холодная планета, из-за тонкой атмосферы напрочь лишенная шанса когда-нибудь «согреться». Однако какая температура обычно наблюдается в марсианских условиях?
Средняя температура на Марсе составляет что-то около минус 60 градусов по Цельсию. Чтобы вы понимали насколько это холодно, то вот и пища к размышлению: на Земле средняя температура составляет +14,8 градусов, так что да, на Марсе весьма и весьма «прохладно». Зимой, в районе полюсов, температура на Марсе может опускаться до -125 градусов по Цельсию независимо от времени суток. Летним днем, вблизи экватора, на планете относительно тепло: до +20 градусов, однако ночью столбик термометра снова упадет до -73. Ничего не скажешь — условия просто экстремальные!
С падением температуры, частички двуокиси углерода в атмосфере Марса замерзают и выпадают в виде инея, покрывая поверхность и скалы планеты подобно снегу. Марсианский «снег» мало напоминает земной, ведь его снежинки по размерам не превышают размеров клеток-эритроцитов в человеческой крови. Скорее такой «снег» напоминает разряженный туман, оседающий на поверхность планеты по мере замерзания. Впрочем, как только настанет марсианское утро, и атмосфера планеты начнет прогреваться, углекислый газ вновь превратится в летучее соединение, и снова покроет всё вокруг белым туманом, пока не испарится полностью.
Ледяные шапки Марса в хороший телескоп видны даже с земли
Сезоны (времена года) на Марсе
Как и у нашей планеты, ось Марса несколько наклонена относительно плоскости, что в свою очередь означает, что также как на Земле, на Марсе есть и 4 сезона, или времени года. Однако из-за того, что орбита Марса вокруг Солнца напоминает не ровный круг, а несколько смещена в сторону относительно центра (солнца), длина марсианских времен года тоже неравномерна.
Так, в северном полушарии планеты, самым длинным сезоном является весна , которая длится на Марсе целых семь земных месяцев. Лето и осень примерно шесть месяцев, а вот марсианская зима — самое короткое время года, и длится только четыре месяца.
Во время марсианского лета, полярная ледяная шапка планеты, состоящая в основном диоксида углерода, значительно уменьшается в размерах и может совсем исчезнуть. Впрочем, даже короткой, но необычно холодной марсианской зимы достаточно, чтобы нарастить её снова. Если где-то на Марсе и есть вода, то скорее всего искать её нужно на полюсе, где она заключена в ловушке под слоем замерзшего углекислого газа.
«У нас на Марсе дрянь погодка!» - так говорилось в одном стихотворении про космонавтов, сложенном в те времена, когда ещё окружалась ореолом романтики… А действительно, какая погода бывает на «красной планете»?
Говоря о погоде на Земле, мы прежде всего имеем в виду состояние атмосферы. На Марсе она тоже есть - но не такая, как у нас. Дело в том, что у Марса, в отличие от Земли, нет магнитного поля, которое удерживало бы атмосферу - и солнечный ветер (поток ионизированных частиц из солнечной короны) разрушает её. Поэтому атмосферное давление у поверхности планеты в 160 раз ниже земного. Такая не может защищать планету от суточных температурных колебаний (поскольку не препятствует излучению в космос тепловой энергии), поэтому на экваторе температура воздуха, поднимаясь днём до +30 °C, ночью опускается до -80 °C, а на полюсах и того ниже - до -143 °C.
А вот что у наших планет очень похоже - так это угол наклона оси вращения, «ответственный» за смену времён года на планете (у Земли он составляет 23,439281, а у Марса - 25,19, как видите - не такая уж большая разница), поэтому смена сезонов на Марсе тоже есть - только продолжаются они в два раза дольше (ведь и марсианский год почти в 2 раза длиннее земного - 687 земных суток). Есть и свои климатические пояса, различаются сезоны и от полушария к полушарию.
Так, в северном полушарии зима наступает, когда Марс более всего приближается к Солнцу, а в южном - когда удаляется, летом же всё происходит наоборот. Поэтому зима в северном полушарии короче и теплее, чем в южном, а лето - длиннее, но холоднее.
Но заметнее всего (во всяком случае, для наблюдателя с земли) смена времён года в полярных областях, покрытых ледяными шапками. Полностью они не исчезают никогда, но размер их меняется. Зимой расстояние от южного полюса до границы южной полярной шапки равно половине расстояния до экватора, а на северном полюсе - трети этого расстояния. С приходом же весны полярные шапки уменьшаются, «отступая» к полюсам. При этом испаряется «сухой лёд » (замёрзший углекислый газ), составляющий верхний слой ледяных шапок, и в газообразном состоянии переносится ветром к противоположному полюсу, где в это время наступает зима - и (поэтому на противоположном полюсе шапка растёт).
На Земле, интересуясь прогнозом погоды, мы прежде всего задаёмся вопросом: а будет ли дождь? Так вот, на Марсе дождей можно не бояться - при таком низком атмосферном давлении вода в жидком состоянии существовать не может. А вот снег - бывает. Так, снег выпал на Марсе в 1979 году в районе посадки космического аппарата «Викинг-2», и не таял довольно долго - несколько месяцев.
В низинах, на дне кратеров и каньонах часто бывает туман в холодное время суток, а водяной пар, присутствующий в атмосфере, формирует облака.
А вот чего на Марсе следует опасаться (если мы когда-нибудь туда отправимся) - так это ураганных ветров, смерчей и пылевых бурь. Скорость ветра до 100 м/с - обычное явление для Марса, а из-за малой силы тяжести ветры поднимают в воздух огромное количество пыли.
Крупнейшие пылевые бури зарождаются в южном полушарии Марса весной (когда планета быстро прогревается) - и могут затянуться надолго и охватить огромные территории. Так, с сентября 1971 года до января 1972 на Марсе бушевала пылевая буря, охватившая всю планету - около миллиарда тонн пыли было поднято на 10-километровую высоту. Эта буря чуть не сорвала миссию космического аппарата «Маринер-9» - из-за плотной пылевой пелены поверхность планеты невозможно было наблюдать. Пришлось компьютер «Маринера» на задержку фотосъёмки (и всё равно никто не мог поручиться за успех - ведь невозможно было предсказать, когда буря прекратится).
Бывают на Марсе и «пылевые дьяволы» - вихри, поднимающие в воздух пыль и песок. На Земле такое явление встречается в пустынях, но Марс - весь пустыня, и возникнуть такой пыльный вихрь может где угодно.
Как видим, климат Марса действительно не очень-то благоприятен. И чтобы там могли «яблони цвести», придётся либо очень сильно изменить планету, либо подождать, когда это сделает природа… Во всяком случае, в обозримом будущем массовое заселение Марса вряд ли состоится.
| Показать новости: 2011, Январь 2011, Февраль 2011, Март 2011, Апрель 2011, Май 2011, Июнь 2011, Июль 2011, Август 2011, Сентябрь 2011, Октябрь 2011, Ноябрь 2011, Декабрь 2012, Январь 2012, Февраль 2012, Март 2012, Апрель 2012, Май 2012, Июнь 2012, Июль 2012, Август 2012, Сентябрь 2012, Октябрь 2012, Ноябрь 2012, Декабрь 2013, Январь 2013, Февраль 2013, Март 2013, Апрель 2013, Май 2013, Июнь 2013, Июль 2013, Август 2013, Сентябрь 2013, Октябрь 2013, Ноябрь 2013, Декабрь 2017, Ноябрь 2018, Май 2018, Июнь 2019, Апрель 2019, Май
Планета Марс имеет экваториальный диаметр 6787 км, т. е. 0,53 земного. Полярный диаметр несколько меньше экваториального (6753 км) из-за полярного сжатия, равного 1/191 (против 1/298 у Земли). Марс вращается вокруг своей оси почти так же, как и Земля: его период вращения равен 24 час. 37 мин. 23 сек., что лишь на 41 мин. 19 сек. больше периода вращения Земли. Ось вращения наклонена к плоскости орбиты на угол 65°, почти равный углу наклона земной оси (66°,5). Это значит, что смена дня и ночи, а также смена времен года на Марсе протекают почти так же, как на Земле. Там есть и климатические пояса, подобные земным: тропический (широта тропиков ±25°), два умеренных и два полярных (широта полярных кругов ±65°).
Однако вследствие удаленности Марса от Солнца и разреженности атмосферы климат планеты гораздо суровее земного. Год Марса (687 земных или 668 марсианских суток) почтя вдвое длиннее земного, а значит, дольше длятся и сезоны. Из-за большого эксцентриситета орбиты (0,09) длительность и характер сезонов Марса различны в северном и южном полушариях планеты.
Таким образом, в северном полушарии Марса лето долгое, но прохладное, а зима короткая и мягкая (Марс в это время близок к перигелию), тогда как в южном полушарии лето короткое, но теплое, а зима долгая и суровая. На диске Марса еще в середине XVII в. были замечены темные и светлые области. В 1784 г.
В. Гершель обратил внимание на сезонные изменения размеров белых пятен у полюсов (полярных шапок). В 1882 г. итальянский астроном Дж. Скиапарелли составил подробную карту Марса и дал систему названий деталей его поверхности,; выделив среди темных пятен "моря" (по-латыни mare), "озера" (lacus), "заливы" (sinus), "болота" (palus), "проливы" (freturn), "источники" (fens), "мысы" (promontorium) и "области" (regio). Все эти термины носили, разумеется, чисто условный характер.
Температурный режим на Марсе выглядит так. В дневные часы в районе экватора, если Марс находится вблизи перигелия, температура может подниматься до +25°С (около 300°К). Но уже к вечеру она падает до нуля и ниже, а за ночь планета выхолаживается еще больше, поскольку разреженная сухая атмосфера планеты не может удержать тепло, получаемое от Солнца днем.
Средняя температура на Марсе значительно ниже чем на Земле, - около -40° С. При наиболее благоприятных условиях летом на дневной половине планеты воздух прогревается до 20° С - вполне приемлемая температура для жителей Земли. Но зимней ночью мороз может достигать до -125° С. При зимней температуре даже углекислота замерзает, превращаясь в сухой лед. Такие резкие перепады температуры вызваны тем, что разреженная атмосфера Марса не способна долго удерживать тепло. Первые измерения температуры Марса с помощью термометра, помещённого в фокусе телескопа-рефлектора, проводились ещё в начале 20-х годов. Измерения В. Лампланда в 1922 г. дали среднюю температуру поверхности Марса -28°С, Э. Петтит и С. Никольсон получили в 1924 г. -13°С. Более низкое значение получили в 1960г. У. Синтон и Дж. Стронг: -43°С. Позднее, в 50-е и 60-е гг. были накоплены и обобщены многочисленные измерения температур в различных точках поверхности Марса, в разные сезоны и времена суток. Из этих измерений следовало, что днём на экваторе температура может доходить до +27°С, но уже к утру до -50°С.
Космический аппарат "Викинг" после посадки на Марс измерил температуру около поверхности. Несмотря на то, что в это время в южном полушарии стояло лето, температура атмосферы близ поверхности температура в утренние часы составляла - 160° С, но к середине дня поднялась до -30°С. Давление атмосферы у поверхности планеты составляет 6 миллибар (т. е. 0,006 атмосферы). Над материками (пустынями) Марса постоянно носятся облака мелкой пыли, которая всегда светлее тех пород, из которых она образуется. Пыль и повышает яркость материков в красных лучах.
Под действием ветров и смерчей пыль на Марсе может подниматься в атмосферу и держаться в ней довольно долго. Сильные пылевые бури наблюдались в южном полушарии Марса в 1956, 1971 и 1973 гг. Как показали спектральные наблюдения в инфракрасных лучах, в атмосфере Марса (как и в атмосфере Венеры) главным компонентом является углекислый газ (С03). Длительные поиски кислорода и водяного пара сперва вообще не давали уверенных результатов, а потом было установлено, что кислорода в атмосфере Марса не более 0,3%.
Если вы собираетесь провести отпуск на другой планете, то важно узнать о возможных климатических перепадах:) А если серьезно, то многие люди знают, что у большинства планет в нашей Солнечной системе чрезвычайные температуры, неподходящие для спокойного проживания. Но какие точно температуры на поверхности этих планет? Ниже я предлагаю небольшой обзор температур планет Солнечной системы.
Меркурий
Меркурий — планета, самая близкая к Солнцу, таким образом, можно было бы предположить, что она постоянно раскалена как печь. Однако не смотря на то, что температура на Меркурии может достигнуть 427°C, она может также упасть до очень низкой отметки -173°C. Такой большой перепад в температуре Меркурия происходит потому, что у него отсутствует атмосфера.
Венера
Венера, вторая самая близкая планета к Солнцу, имеет самые высокие средние температуры среди планет в нашей Солнечной системе, и ее температура регулярно доходит до отметки 460°C. Венера так раскалена из-за своей близости к Солнцу и своей плотной атмосферы. Атмосфера Венеры состоит из плотных облаков, содержащих углекислый газ и двуокись серы. Это создает сильный парниковый эффект, который удерживает высокую температуру Солнца в ловушке атмосферы и превращает планету в печь.
Земля
Земля — третья планета от Солнца, и до сих пор единственная планета, известная своей способностью поддерживать жизнь. Средняя температура на Земле 7.2°C, но она изменяется большими отклонениями от этого показателя. Самая высокая температура, когда-либо зарегистрированная на Земле, была 70.7°C в Иране. Самая низкая температура была , и она достигает -91.2°C.
Марс
Марс является холодным, потому что он, во-первых, не имеет атмосферы для сохранения высокой температуры, а во вторых — находится относительно далеко от Солнца. Поскольку у Марса эллиптическая орбита (он становится намного ближе к Солнцу в некоторых точках орбиты), то в течение лета его температура может отклонятся на 30°C от нормы в северных и южных полушариях. Минимальная температура на Марсе приблизительно -140°C, а самая высокая 20°C.
Юпитер
У Юпитера нет никакой твердой поверхности, так как он — газовый гигант, таким образом, у него нет и никакой поверхностной температуры. Наверху облаков Юпитера температура около -145°C. Когда Вы спускаетесь ближе к центру планеты, то температура увеличивается. В точке, где атмосферное давление в десять раз больше по сравнению с таковым на Земле, температура 21°C, которую некоторые ученые шутя называют «комнатной температурой». В ядре планеты температура намного выше и достигает приблизительно 24000°C. Для сравнения стоит отметить, что ядро Юпитера горячее, чем поверхность Солнца.
Сатурн
Как и на Юпитере, температура в верхних слоях атмосферы Сатурна остается очень низкой – доходит приблизительно до -175°C – и увеличивается по мере приближения к центру планеты (до 11700°C в ядре). Сатурн, фактически, сам генерирует тепло. Он вырабатывает в 2,5 раза больше энергии, чем получает от Солнца.
Уран
Уран — это самая холодная планета с самой низкой зарегистрированной температурой -224°C. Хотя Уран далек от Солнца, это не является единственной причиной его низкой температуры. Все другие газовые гиганты в нашей Солнечной системе испускают из своих ядер больше тепла, чем они получают от Солнца. Уран имеет ядро с температурой приблизительно 4737°C, что является только одной пятой температуры ядра Юпитера.
Нептун
С температурами, доходящими до -218°C в верхней атмосфере Нептуна, эта планета является одной из самых холодных в нашей Солнечной системе. Как и у газовых гигантов, у Нептуна есть намного более горячее ядро, которое имеет температуру около 7000°C.
Ниже приведен график, на котором температуры планет показаны и в Фаренгейте (°F), и в Цельсия (°C). Обратите внимание, что Плутон с 2006 года не попадает под классификацию планет (см.