Атмосфера на Марс: състав, климат и време

Тънката атмосфера на Марс днес съставена главно от въглероден диоксид, както е изобразено в този художник

Тънката атмосфера на Марс днес се състои главно от въглероден диоксид, както е изобразено на илюстрацията на този художник. (Кредит на изображението: НАСА)



Марс е планета, която показва изменението на климата в голям мащаб. Въпреки че атмосферата на Марс беше достатъчно гъста, за да може водата да тече по повърхността, днес тази вода или е оскъдна, или изобщо не съществува. Атмосферата днес също е твърде тънка, за да поддържа лесно живота, какъвто го познаваме, въпреки че животът може да е съществувал в древното минало.



Климатът на Марс идва от различни фактори, включително ледените шапки, водни пари и прахови бури. Понякога гигантските прашни бури могат да покрият цялата планета и да продължат с месеци, превръщайки небето в мъгляво и червено.

От какво е изградена атмосферата на Марс?

Атмосферата на Марс е около 100 пъти по -тънка от земната и представлява 95 процента въглероден диоксид. Ето разбивка на неговия състав, според а Информационен лист на НАСА :

  • Въглероден диоксид: 95,32 процента
  • Азот: 2,7 %
  • Аргон: 1,6 процента
  • Кислород: 0,13 процента
  • Въглероден окис: 0,08 процента
  • Също така, малки количества: вода, азотен оксид, неон, водород-деутерий-кислород, криптон и ксенон

Климат и време



В началото на своята история (особено в периоди, по -стари от преди 3,5 милиарда години) Марс е имал достатъчно гъста атмосфера, за да може водата да тече по повърхността му. Орбиталните снимки показват обширни речни равнини и възможни граници на океана, докато няколко марсохода са открили доказателства за напоени с вода скали на повърхността (като хематит или глина). По причини, които все още са слабо разбрани, атмосферата на Марс се изтънява.

Водещата теория е, че светлинната гравитация на Марс, съчетана с липсата на глобално магнитно поле, оставя атмосферата уязвима на натиск от слънчевия вятър, постоянния поток от частици, идващи от слънцето. В продължение на милиони години, слънчевото налягане премахва по -леките молекули от атмосферата, като я изтънява. Този процес се изследва от мисията на НАСА MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution). Други изследователи предполагат, че може би гигантско въздействие от малко тяло би премахнало атмосферата.

Тънката атмосфера на Марс и по -голямото му разстояние от слънцето означават, че Марс е много по -студен от Земята. Средната температура е около минус 80 градуса по Фаренхайт (минус 60 градуса по Целзий), въпреки че може да варира от минус 195 F (минус 125 C) в близост до полюсите през зимата до комфортни 70 F (20 C) в обяд близо до екватора.



Атмосферата на Марс също е приблизително 100 пъти по -тънка от земната, но все още е достатъчно дебела, за да поддържа времето, облаците и ветровете. На повърхността му също има радиация, но това не би трябвало да е достатъчно, за да спре изследването на Марс; анализът на марсохода Curiosity установи, че една мисия до Марс е сравнима с насоки за радиация за астронавти за Европейската космическа агенция, въпреки че превишава тези на НАСА.

Гигант прахови дяволи рутинно вдига окисления железен прах, който покрива повърхността на Марс. Прахът също е постоянна част от атмосферата, като по -големи количества от него през северната есен и зима и по -малки количества през северната пролет и лято. Праховите бури на Марс са най -големият в Слънчевата система , способни да покрият цялата планета и да продължат месеци. Те обикновено се провеждат през пролетта или лятото.

Една теория за това защо праховите бури могат да нараснат толкова много на Марс започва с прахови частици във въздуха, абсорбиращи слънчевата светлина, затоплящи марсианската атмосфера в тяхната близост. Топли въздушни джобове към по -студени райони, генериращи ветрове. Силните ветрове вдигат повече прах от земята, което от своя страна загрява атмосферата, вдига повече вятър и вдига повече прах. Проучване от 2015 г. допълнително предполага, че инерцията на Марс-която е засегната от други планети-генерира обикалящи около планетата прахови бури, когато този импулс е най-голям в началото на сезона на праховите бури.



Понякога дори вали сняг на Марс . Смята се, че марсианските снежинки, направени от въглероден диоксид, а не от вода, са много малки частици, които създават ефект на мъгла, а не изглеждат като падащ сняг. Северните и южните полярни области на Марс са покрити с лед, голяма част от който е направен от въглероден диоксид, а не от вода.

Днес НАСА казва, че сезонните промени се дължат на нарастването и намаляването на ледени шапки от въглероден диоксид , прах, движещ се в атмосферата, и водни пари, движещи се между повърхността и атмосферата. (По -голямата част от водата идва от северната ледена шапка, която е изложена и сублимира през лятото на Марс, когато въглеродният диоксид се изпарява от капачката.)

„През зимата температурите в полярните райони са достатъчно ниски за CO2[въглероден диоксид] в атмосферата, за да се кондензира в лед на повърхността. СО2след това сублимира от ледената шапка през пролетта и лятото, връщайки се в атмосферата “, заяви НАСА.

„В северното полукълбо CO2ледената шапка изчезва напълно през лятото, откривайки голямо многогодишно H2О ледена шапка. През лятото на южното полукълбо, малък CO2покритата ледена шапка оцелява; тази многогодишна ледена шапка е изместена от южния полюс. Това циклиране на CO2навлизането и излизането на лед на повърхността променя атмосферната маса с десетки проценти в течение на една марсианска година. “

От 2017 г. няколко орбитални мисии следят дългосрочните климатични промени на Марс, включително:

  • ExoMars Trace Gas Orbiter (Европейска космическа агенция или ESA)
  • MAVEN (НАСА)
  • Марс Експрес (ESA)
  • Марс Одисея (НАСА)
  • Орбитална мисия на Марс или Mangalyaan (Индийска изследователска космическа организация)
  • Марс разузнавателен орбитален апарат (НАСА)

Текущите повърхностни мисии включват роувърите на НАСА Curiosity и Opportunity. През следващите години се планират други надводни мисии, включително Марс 2020 на НАСА и марсоход ExoMars от ESA.

Възможност за живот

Марс можеше някога да е таил живот. Някои предположения, че животът може да съществува и днес. Редица изследователи дори предполагат това животът на Земята може да е посял Марс , или това животът на Марс засява Земята . Кацащите викинги са известни с търсенето на живот на Марс в края на 70 -те години на миналия век, но излязоха празни. Днес някои от тези резултати остават спорни, особено този, при който проба от почва се нагрява и след това се проверява за органичност. Докато Викинг не е открил никакви органични вещества, други изследователи имат алтернативни обяснения за неговата повреда (като например, че инструментите не са чувствителни за откриване на живот.)

Океаните може да са покривали повърхността на Марс в миналото, осигурявайки среда за развитие на живота. Въпреки че червената планета днес е студена пустиня, изследователите предполагат, че течна вода може да присъства под земята, осигурявайки потенциално убежище за всеки живот, който все още може да съществува там. Няколко проучвания показват, че под повърхността има изобилен воден лед.

Функция, наречена повтарящи се наклонени линии (RSL), понякога се среща по марсианските склонове. През 2015 г. изследователите обявиха, че вътре в тези характеристики са открити хидратирани соли, което предполага, че RSL имат някаква солена вода в тях - среда, която би могла да бъде гостоприемна за някои форми на екстремен живот. Въпреки това, повече проучвания през 2016 и 2017 г. хвърлят известно съмнение в тази теория. Едно проучване предполага, че водата може да възникне от атмосферата на Марс, докато други поддържат, че RSLs вместо това се дължат на сух пясък .

Марсоходът на НАСА Curiosity понастоящем търси обитаеми среди по време на мисията си на Марс, която започна през 2012 г. Очаква се марсоходът на НАСА „Марс 2020“ да поеме това на ниво, което ще включва кеширане на потенциални проби с биологични подписи за бъдещи мисии за извличане. ESA също планира свой собствен роувър за лов на биологичен подпис като част от мисията ExoMars. Предизвикателството е, че тези марсоходи, макар и мощни, не могат да носят същия тип сложно лабораторно оборудване, което обикновено се използва на Земята за намиране на признаци на живот в стари проби от скала. Също така е трудно дори за пробите на Земята да преминат теста за живот, тъй като геоложките подписи могат да се маскират като живот; откритията на древния живот в Гренландия и Квебек, Канада през 2016 и 2017 г. например са спорни.

Допълнителен доклад от Елизабет Хауъл, сътрудник на demokratija.eu.