Marso atmosfera: sudėtis, klimatas ir orai

Plona Marso atmosfera šiandien daugiausia sudaryta iš anglies dioksido, kaip pavaizduota šiame menininkui

Ploną Marso atmosferą šiandien daugiausia sudaro anglies dioksidas, kaip pavaizduota šio menininko iliustracijoje. (Vaizdo kreditas: NASA)

Marsas yra planeta, kuri plačiai parodo klimato kaitą. Nors Marso atmosfera anksčiau buvo pakankamai stora, kad paviršiuje tekėtų vanduo, šiandien to vandens yra arba mažai, arba jo visai nėra. Šiandieninė atmosfera taip pat yra per plona, ​​kad galėtų lengvai palaikyti gyvenimą, kokį mes žinome, nors gyvenimas galėjo egzistuoti senovėje.



Marso klimatą lemia įvairūs veiksniai, įskaitant ledo dangčius, vandens garus ir dulkių audras. Kartais milžiniškos dulkių audros gali apkloti visą planetą ir trukti mėnesius, dangų paversdamos miglotu ir raudonu.

Iš ko sudaryta Marso atmosfera?

Marso atmosfera yra apie 100 kartų plonesnė nei Žemės, o tai sudaro 95 procentus anglies dioksido. Štai jo sudėties suskirstymas pagal a NASA faktų lapas :

  • Anglies dioksidas: 95,32 proc
  • Azotas: 2,7 proc
  • Argonas: 1,6 proc
  • Deguonis: 0,13 proc
  • Anglies monoksidas: 0,08 proc
  • Taip pat nedidelis kiekis: vandens, azoto oksido, neono, vandenilio-deuterio-deguonies, kriptono ir ksenono

Klimatas ir oras

Ankstyvojoje istorijoje (ypač senesniais nei 3,5 milijardo metų laikotarpiais) Marsas turėjo pakankamai storą atmosferą, kad jo paviršiuje tekėtų vanduo. Orbitinėse nuotraukose pavaizduotos didžiulės upių lygumos ir galimos vandenynų ribos, o keli Marso roveriai rado įrodymų, kad paviršiuje yra vandens įmirkusios uolienos (pvz., Hematitas ar molis). Tačiau dėl priežasčių, kurios vis dar menkai suprantamos, Marso atmosfera suplonėjo.

Pagrindinė teorija yra ta, kad Marso šviesos gravitacija kartu su pasaulinio magnetinio lauko trūkumu paliko atmosferą pažeidžiamą saulės vėjo spaudimo, nuolatinio saulės dalelių srauto. Per milijonus metų saulės slėgis pašalino lengvesnes molekules iš atmosferos ir suplonino. Šį procesą tiria NASA misija MAVEN (Marso atmosfera ir nepastovi evoliucija). Kiti tyrinėtojai kelia hipotezę, kad galbūt milžiniškas mažo kūno smūgis būtų pašalinęs atmosferą.

Plona Marso atmosfera ir didesnis atstumas nuo saulės reiškia, kad Marsas yra daug šaltesnis už Žemę. Vidutinė temperatūra yra apie minus 80 laipsnių pagal Celsijų (minus 60 laipsnių Celsijaus), nors žiemą jis gali skirtis nuo minus 195 F (minus 125 C) netoli polių iki patogios 70 F (20 C) vidurdienį netoli pusiaujo.

Marso atmosfera taip pat yra maždaug 100 kartų plonesnė nei Žemės, tačiau ji vis tiek yra pakankamai stora, kad palaikytų orą, debesis ir vėjus. Jo paviršiuje taip pat yra spinduliuotės, tačiau to neturėtų pakakti Marso tyrinėjimams sustabdyti; „Curiosity“ roverio atlikta analizė parodė, kad viena misija į Marsą yra panaši į radiacijos gairės Europos kosminės agentūros astronautams, nors ir viršija NASA.

Milžinas dulkių velniai reguliariai spardykite oksiduotas geležies dulkes, dengiančias Marso paviršių. Dulkės taip pat yra nuolatinė atmosferos dalis, kurių didesnis kiekis yra šiaurės rudenį ir žiemą, o mažesnis - šiaurinį pavasarį ir vasarą. Marso dulkių audros yra didžiausias Saulės sistemoje , galinti apkloti visą planetą ir trukti mėnesius. Paprastai tai vyksta pavasarį arba vasarą.

Viena teorija, kodėl dulkių audros Marse gali išaugti tokios didelės, prasideda nuo ore sklindančių dulkių dalelių, sugeriančių saulės šviesą, šildančių Marso atmosferą jų apylinkėse. Šiltos oro kišenės patenka į šaltesnius regionus, sukeldamos vėją. Stiprus vėjas pakelia daugiau dulkių nuo žemės, o tai savo ruožtu šildo atmosferą, pakelia daugiau vėjo ir sukuria daugiau dulkių. 2015 m. Atliktas tyrimas taip pat parodė, kad Marso impulsas, kurį veikia kitos planetos, sukuria aplink planetą besisukančias dulkių audras, kai šis impulsas yra didžiausias dulkių audrų sezono pradžioje.

Kartais net sninga Marse . Manoma, kad Marso snaigės, pagamintos iš anglies dioksido, o ne iš vandens, yra labai mažos dalelės, kurios sukuria rūko efektą, o ne atrodo kaip krentantis sniegas. Šiaurės ir Pietų poliarinius Marso regionus dengia ledas, didžiąją jo dalį sudaro anglies dioksidas, o ne vanduo.

Šiandien NASA teigia, kad sezoniniai pokyčiai atsiranda dėl vaško augimo ir mažėjimo anglies dioksido ledo dangteliai , atmosferoje judančios dulkės ir vandens garai, judantys tarp paviršiaus ir atmosferos. (Didžioji vandens dalis gaunama iš šiaurinio vandens ledo dangtelio, kuris yra veikiamas ir sublimuojasi Marso vasarą, kai iš dangtelio išgaruoja anglies dioksidas.)

„Žiemą poliarinių regionų temperatūra yra pakankamai šalta CO2[anglies dioksidas] atmosferoje, kad paviršiuje kondensuotųsi į ledą. CO2tada pavasarį ir vasarą sublimuoja nuo ledo dangtelio ir grįžta į atmosferą “, - teigė NASA.

„Šiaurės pusrutulyje CO2vasarą ledo dangtelis visiškai išnyksta, atidengdamas didelį daugiametį H2O ledo dangtelis. Per pietų pusrutulio vasarą nedidelis CO2uždengtas ledo dangtelis išgyvena; ši daugiametė ledo kepurė yra nukreipta nuo pietinio ašigalio. Šis CO ciklas2į ledą ir iš jo paviršiaus pasikeičia atmosferos masė dešimtimis procentų per Marso metus “.

Nuo 2017 m. Kelios orbitinės misijos stebi ilgalaikius klimato pokyčius Marse, įskaitant:

  • „ExoMars Trace Gas Orbiter“ (Europos kosmoso agentūra arba ESA)
  • MAVEN (NASA)
  • „Mars Express“ (ESA)
  • Marso Odisėja (NASA)
  • „Mars Orbiter“ misija arba „Mangalyaan“ (Indijos tyrimų kosmoso organizacija)
  • „Mars Reconnaissance Orbiter“ (NASA)

Dabartinės paviršiaus misijos apima NASA „Curiosity“ ir „Opportunity“ roverius. Ateinančiais metais planuojamos kitos paviršiaus misijos, įskaitant NASA „Mars 2020“ ir „ExoMars“ roverį iš ESA.

Gyvenimo galimybė

Marsas kadaise galėjo turėti gyvybę. Kažkokia prielaida, kad gyvybė ten gali išlikti ir šiandien. Nemažai tyrinėtojų netgi spėliojo gyvybė Žemėje galėjo sėti Marsą , ar tai gyvenimas Marse sėjamoje Žemėje . Aštuntojo dešimtmečio pabaigoje vikingų nusileidėjai garsiai ieškojo gyvybės Marse, tačiau atėjo tušti. Šiandien kai kurie iš šių rezultatų išlieka prieštaringi, ypač kai dirvožemio mėginys buvo šildomas ir tikrinamas dėl organinių medžiagų. Nors Vikingas nerado jokių organinių medžiagų, kiti tyrėjai turi alternatyvių paaiškinimų dėl jo gedimo (pavyzdžiui, prietaisai nėra jautrūs gyvybei aptikti).

Vandenynai galbūt anksčiau dengė Marso paviršių ir sudarė sąlygas gyvybei vystytis. Nors raudonoji planeta šiandien yra šalta dykuma, mokslininkai teigia, kad skystas vanduo gali būti po žeme ir gali būti prieglobstis bet kuriai gyvybei, kuri dar gali egzistuoti. Keletas tyrimų parodė, kad po paviršiumi gausu vandens ledo.

Savybė, vadinama pasikartojančių šlaitų linijomis (RSL), kartais atsiranda Marso šlaituose. 2015 m. Tyrėjai paskelbė, kad šių savybių viduje buvo rasta hidratuotų druskų, o tai rodo, kad RSL yra savotiško sūraus vandens - aplinka, kuri gali būti svetinga kai kurioms ekstremalaus gyvenimo formoms. Tačiau daugiau tyrimų 2016 ir 2017 m. Sukėlė tam tikrų abejonių dėl šios teorijos. Vienas tyrimas parodė, kad vanduo gali kilti iš Marso atmosferos, o kiti teigia, kad RSL yra dėl sausas smėlis .

NASA „Curiosity rover“ šiuo metu ieško gyvenamosios aplinkos per savo misiją Marse, kuri prasidėjo 2012 m. Tikimasi, kad NASA roveris „Mars 2020“ tai padarys aukštyn, o tai apims potencialių pavyzdžių talpyklą su biosignatūrais būsimoms misijoms atgauti. ESA taip pat planuoja savo „biosignature“ medžioklės roverį kaip „ExoMars“ misijos dalį. Iššūkis yra tas, kad šie roveriai, nors ir galingi, negali turėti to paties tipo sudėtingos laboratorinės įrangos, paprastai naudojamos Žemėje, kad senuose uolienų mėginiuose būtų galima rasti gyvybės ženklų. Be to, net Žemės mėginiams sunku išlaikyti gyvybės testą, nes geologiniai parašai gali užmaskuoti gyvybę; senovės gyvenimo atradimai Grenlandijoje ir Kvebeke, Kanadoje, pavyzdžiui, 2016 ir 2017 m., yra prieštaringi.

Papildomos ataskaitos pateikė Elizabeth Howell, „demokratija.eu“ bendraautorė.