какая средняя температура на марсе
Климат Марса: назад в будущее
Где-то на орбите Марса спустя 50 миллионов лет.
До недавнего времени климат планет Солнечной системы считался практически неизменным: только в 1920 году Милутином Миланковичем была предложена идея что изменения в эксцентриситете орбиты, наклон оси вращения Земли и её прецессии вызывают в сумме циклические изменения климата (на самом деле подобные предположения высказывались и до него, но недостаток данных не позволял правильно сформулировать это правило раньше). Эту закономерность так и назвали в честь её автора — циклами Миланковича. В 1950 году Дирком Брауэром и Адрианусом Ван Воеркамом было предположено что эксцентриситет марсианской орбиты тоже меняется со временем, ведя к изменениям его климата. Но на тот момент подтвердить или опровергнуть это было невозможно — до пролёта Марса первым земным зондом Маринер-4 оставалось ещё 15 лет.
Благодаря моей хорошей знакомой Диляре Садриевой, вы можете посмотреть эту статью в формате видеоролика.
Первые следы непостоянства марсианского климата полученные «Маринером-9»: на снимке отчётливо видна слоистая структура полярных шапок идущая от правого верхнего угла снимка к центру его нижней части.
Однако были и хорошие новости: аппарату удалось заснять больше 70% марсианской поверхности, включая полярные шапки. На них почти не наблюдалось кратеров, что свидетельствовало об их молодом возрасте (его оценили в 20 миллионов лет). Также повсеместно, начиная от 80 параллели и до самых полюсов, фиксировалась слоистая структура — это означало что полярные шапки Марса не только являются весьма молодыми образованиями, но ещё и периодически менялись в этот период. Теория об изменчивости марсианского климата начала подтверждаться.
Первые симуляции давали изменения эксцентриситета в диапазоне 0,004-0,141, что почти совпало с современными оценками, составляющими 0-0,16. Текущее значение эксцентриситета для Марса оценивается в 0,0934 — это всё равно весьма большое значение по сравнению с земными 0,0167 и оно уступает только Меркурию. Именно на основании наблюдений Тихо Браге движения Марса Иоганн Кеплер смог прийти к выводу о том, что орбиты планет являются эллиптическими, а не круговыми, что в дальнейшем позволило ему составить три своих знаменитых закона.
Цикличность изменений эксцентриситета также верно определили двумя периодами в 95 тысяч и 2 миллиона лет (хотя из-за сложностей в измерении скорости осаждения пород в полярных шапках Марса погрешности оценили в целых два порядка величины). А вот изменения в наклоне орбиты были оценены неверно: из-за преуменьшения влияния прецессии на этот параметр, первые расчёты исследователей давали только 15-35° вместо современных 0-80°.
Анимация прецессии оси вращения Земли. У Марса она происходит в обратном направлении.
Несмотря на то что Марс весит почти в 10 раз меньше Земли, его циклы занимают намного больше времени. Для Земли цикл прецессии занимает 25800 лет, в то время как для Марса это целых 56600 лет (скорость прецессии составляет 50,3 угловых секунд для Земли и 8,26 угловых секунд для Марса соответственно). Цикл изменения наклона оси у Земли составляет 41 тысячу лет, а у Марса — 124 тысячи. Прецессия оси вращения планеты ведёт к интересным эффектам: связанное с ней постепенное изменение оси вращения планеты приводит к тому, что звание «полярной» звезды со временем переходит от одной из них к другой. Также вместе с этим постепенно «дрейфует» и начало времён года: на Земле они смещаются назад на 1 день каждые 70,5 лет, а у Марса они наоборот смещаются на 1 день вперёд каждые 83,3 года. Скорость изменений в данном случае почти совпадают из-за того, что сам марсианский год в 1,8 раза дольше земного.
Эволюция южной полярной шапки по снимкам «Марс Глобал Сервейор».
Из-за высокого эксцентриситета марсианской орбиты, совпадающим в афелии (самой удалённой от Солнца точки орбиты) с зимой в южном полушарии, приводит к тому что климат в этом полушарии является более суровым, а южная полярная шапка значительно превосходит северную в размерах. Из других интересных особенностей: продолжительность суток на Марсе на 37,4 минуты дольше земных, но дальше отрыв будет сокращаться, так как замедление вращения Марса происходит со скоростью на 3 порядка меньше чем у Земли, что связано с малой массой двух спутников Марса по сравнению с нашей Луной.
1001 симуляция изменений наклона оси вращения Марса.
В 1989 году Ласкаром было установлено что параметры планет земной группы изменяются хаотично (в основном из-за влияния также хаотически движущихся астероидов Веста и Церера, на которые влияют объекты Пояса астероидов). Это приводит к тому что точно определить изменения наклона оси и эксцентриситета Марса на период более 10 миллионов лет оказывается невозможно (этот период называют временем Ляпунова), а на период более 50 миллионов лет становится невозможно с большей или меньшей точностью определить даже статистическое распределение их значений (для Земли эти интервалы составляют 50 и 250 миллионов лет соответственно). Но на периоды в пределах 10 миллионов лет характеристики орбит всех планет Солнечной системы возможно определить с достаточно высокой точностью.
Исследования этих показателей для других планет тоже дали весьма интересные результаты: при том что параметры орбит планет-гигантов практически не меняются, у Марса и Меркурия их эксцентриситеты колебались в весьма широких пределах. А для Меркурия они и вовсе были столь велики, что могли на интервалах в миллиарды лет привести к тому что он мог быть выброшен из Солнечной системы при его сближении с Венерой (такая вероятность была в прошлом и сохраняется в будущем). Это также может позволить нам по-другому взглянуть на парадокс Ферми (проблему того почему мы не находим следы жизни у других звёзд), так как для зарождения жизни на планете оказывается что ей не только нужно сформироваться в обитаемой зоне у своей звезды, но при этом ещё и оказаться в квазистабильном состоянии с другими планетами, чтобы из неё не выпасть.
Но вернёмся к Марсу. По оценкам изначальная атмосфера Марса имела давление в 6 раз больше текущего земного, но в результате поздней тяжёлой бомбардировки астероидами и кометами (случившейся 3,8 миллиарда лет назад) Марс потерял большую её часть сохранив давление в 0,5-1 земную атмосферу (500-1000 мбар). Но сейчас мы наблюдаем среднее давление у марсианской поверхности всего лишь в 6 мбар — куда же делось оставшееся? Главной причиной потерь марсианской атмосферы до последнего времени считалось исчезновение у него магнитного поля, которое тем самым перестало препятствовать «сдуванию» атмосферы под действием солнечного ветра.
Но как показали дальнейшие исследования, отсутствие магнитного поля наоборот замедляет скорость её улетучивания: измеренные спутником MAVEN за первые 2 года своей работы потери атмосферы составили в среднем 2193 тонны за год. Даже если учесть, что эти измерения производились на спаде активности Солнца, и среднее значение будет в несколько раз выше, этого всё равно оказывается недостаточно: прежние оценки учёных, основанные на уровне потерь в 568 тонн за год в солнечный минимум в современное время, давали общую потерю углекислого газа из атмосферы в размере 0,8-43 мбар за предыдущие 3,5 миллиарда лет. То есть экстраполируя их оценки на полученные MAVEN данные (оказавшиеся в 3,86 раза выше) мы получаем утечку в 31-166 мбар за этот период, против минимально недостающих 500 мбар.
Изменение атмосферного давления за марсианский год. Разница в показаниях объясняется тем что Викинг-2 располагался на 900 метров ниже среднего уровня марсианской поверхности чем его собрат Викинг-1.
Какие есть ещё подозреваемые? Посадочные платформы «Викингов» обнаружили то, что марсианский грунт содержит значительную долю монтмориллонитовых глин, которые могут адсорбировать значительную массу углекислого газа из атмосферы. Так что кроме 4-5 мбар кочующих от полюса к полюсу в полярных шапках (по более новым данным там может находиться до 85 мбар) и 6 мбар находящихся в атмосфере, предполагается что ещё порядка 300 мбар углекислого газа из атмосферы было поглощено грунтом и ещё 130 мбар превратились в ней в карбонаты. Оценки общих текущих запасов углекислого газа на Марсе у различных учёных варьируются в довольно широких пределах: от ≤200 до ≥450 мбар. Но раньше они и вовсе колебались в интервале 200-10000 мбар.
Причиной такого разброса было наше плохое знание внутреннего устройства «Красной планеты». Да и сейчас, хоть мы и неплохо изучили полярные шапки Марса, а также приповерхностные слои Марса на всей его площади до глубины в пару метров, наши знания его внутреннего устройства оставляют желать лучшего, отчего разброс оценок всё ещё остаётся большим. Приоткрыть завесу над этим вопросом должна посадочная платформа «InSight», которая приземлилась на Марс 26 ноября. На борту InSight находятся чувствительный сейсмометр и складной 5-метровый бур (химического анализа грунта производить в данном случае не собираются, но и измерение физических свойств грунта на таких глубинах станет для нас большим шагом вперёд).
«Как это всё влияет на марсианский климат?» — вы можете спросить. Дело тут заключается в том, что от эксцентриситета зависит то как близко подходит планета к Солнцу и сколько времени за оборот она проводит в этом положении. Таким образом эксцентриситет влияет на климат планеты в целом, а наклон оси влияет на его широтное распределение: при достижении наклона оси вращения планеты значения в 54° полюса планеты начинают получать такое же количество солнечного света, как и экватор. А при дальнейшем увеличении наклона — даже больше него. Таким образом климат на полюсах становится теплее чем на экваторе, что ведёт в свою очередь к таянию верхнего слоя полярных шапок, состоящих из «сухого льда» (замёрзшего углекислого газа). А так как углекислый газ является парниковым газом, то его выделение вызывает потепление на всей планете в целом.
График годичных пиков температур в областях полярных шапок согласно исследованию 2012 года. Самые высокие температуры выделены чёрным цветом, а средние — красным и жёлтым, а низкие — белым (при этом ромбом указано текущее состояние Марса). Синим прямоугольником указан интервал изменения параметров эксцентриситета и наклона у Земли.
По всей совокупности факторов оптимальными параметрами для разогрева Марса являются среднее значение эксцентриситета (0,06-0,08) и совпадение перигелия орбиты с днём равноденствия (0° или 360°), но в целом эти параметры на климат имеют значительно меньшее влияние. Текущими значениями для Марса являются 25,19° наклона оси, эксцентриситет в 0,0934 и перигелий 286,502°. Эксцентриситет орбиты Марса сейчас движется к своему пику в 0,105 (который должен достичь спустя 24 тысячи лет), после чего он двинется обратно к показателю 0,002 (который достигнет спустя 100 тысяч лет). К сожалению наклон Марса сейчас находится в своей спокойной фазе, вблизи минимума цикла в 2 миллиона лет, и в ближайшее время не планирует подниматься выше 36°. Так что Марс в обозримом будущем для нас так и должен остаться бескрайней пустыней.
Песчаный вихрь заснятый марсоходом «Спирит» 15 мая 2005 года. Gif отображает процесс движения вихря за 9,5 минут (интервал между кадрами составляет около полуминуты).
Однако это не означает что климат Марса не будет меняться в ближайшее время. Точнее сказать он меняется прямо сейчас: за период с получения последних сведений от «Викингов» в 1977 году и до момента получения первых данных с зонда «Марс Глобал Сервейор» в 1999 году, температура марсианской поверхности поднялась на 0,86°C. Этот процесс не связан напрямую с описанными выше явлениями — объяснение ему учёные нашли в изменении альбедо Марса (степени отражающей способности его поверхности) которое как оказалось за эти 22 года изменилось больше чем на 10% в большую или меньшую сторону на трети марсианской поверхности.
Это изменение не предвещает пока сделать терраформинг Марса значительно проще, так как по предварительным оценкам учёных для него требуется поднять температуру на поверхности на целых 25°C — иначе после снятия внешнего воздействия Марс вернётся в своё изначальное холодное состояние. Само изменение альбедо Марса по всей видимости связано с пылевыми бурями, и как видно на снимках, южная полярная шапка (формирующаяся в тот период года, когда на Марсе происходит глобальная пылевая буря) становится более «грязной» чем северная.
Сейчас эти данные строятся всего на двух временных точках и говорить о каких-то закономерностях пока рано. Однако исследования циклов изменения эксцентриситета и наклона также говорят о том, что глобальное потепление происходит на Марсе уже прямо сейчас, но происходит со значительно меньшей скоростью:
Синяя линия — температура при которой начинается таяние вечной мерзлоты в кратере Гейла, располагающегося в 5° к югу от экватора (получено по данным Кьюриосити).
Что же может дать нам этот небольшой пик на графике, к которому мы сейчас движемся? Если говорить в целом, то довольно немного. При повышении средней температуры на Марсе там тоже должно происходить глобальное потепление, как и на Земле: при давлении атмосферы в 6,1 мбар и температуре в 158°K в марсианском грунте может адсорбироваться до 11 см³ углекислого газа на 1 грамм грунта, но при температуре в 196°K насыщение происходит уже при 3,5 см³ на грамм. Таким образом нагрев грунта вызовет выделение накопленного в ней парникового газа. Однако в целом от этого небольшого повышения средней температуры и сам эффект будет незначительным. К тому же из-за ограниченной теплопроводности грунта его прогрев происходит не мгновенно, а со скоростью около 1 метра за год, так что эти узкие пики не успевают прогреть Марс на значительную глубину и вызвать выделение значительных объёмов углекислого газа.
Взвесь пыли в марсианской атмосфере делает его небо противоположным земному.
Кроме выделения газов из грунта возможен ещё один эффект, усиливающий потепление: при значительном росте давления атмосферы знаменитые глобальные пылевые бури Марса по оценкам учёных должны сойти на нет. Это также должно повысить среднюю температуру на планете, так как эти бури могут накрывать всю планету на срок от нескольких земных месяцев до полугода, отражая часть света обратно в космос. Но, возможно, ещё более важным последствием этого может стать то, что согласно другому недавнему исследованию эти бури являются источником перхлоратов на Марсе, которые в больших концентрациях являющихся ядовитыми для людей и большинства форм жизни на Земле (включая растения). Таким образом потепление климата на «Красной планете» может напрямую послужить и в повышении плодородности его грунта. Однако этот эффект требует заметно большего потепления, чем будет достигнут в текущем цикле повышения температуры, так что об этом скорее стоит поговорить в контексте терраформинга Марса, о котором будет идти речь в очередной статье.
В завершении статьи я хотел бы предложить всем интересующимся исследованием, колонизацией и терраформингом Марса подписаться на группу Марсианского общества в Facebook и ВКонтакте, а также вступить в наши ряды или стать координаторами Марсианского общества в регионах, чтобы внести свой посильный вклад в процесс превращения «Красной планеты» в сине-зелёную. Для этого можно обратиться ко мне или Алексею.
Температурные условия на Марсе
Марс – это один из представителей земной группы, средняя температура поверхности которой ниже нуля. Он ближайший из наших соседей, а потому его исследование особо интересует человечество. В перспективе это вариант первой межпланетной колонизации. А знания температурных режимов это понимание изначальных условий колонизации. Сведения о температурном режиме Марса позволят строить теории о температурах других планет.
Какая температура на Марсе
В 50 годы накопилось достаточно информации, стали известны факты о положительных температурах на экваторе. В 1956 году группой американских ученых были проведены исследования, которые подтверждали низкие температуры на полюсах.
При этом на экваторе термометр показывает привычные 18 0 С. Вполне достаточно для выращивания растений и основания колоний, но есть весьма емкая проблема. Давление в нем достигает величины 0,6 кПа, что очень мало. Для сравнения: одна атмосфера равняется примерно 100 кПа, а это в 110 раз больше озвученного значения. Из-за этого воздушное пространство разряжено, в таком случае на небольших разницах высот в 1,5-2 метра возникает разница в несколько десятков делений термометра. В жару верх грунта может прогреваться до 27 0 С, но на небольшой возвышенности быстро падает до нуля.
В 2004 году на планету приземлился один из марсоходов исследовательской миссий НАСА. Аппарат назывался «Спирит». Устройство действовало на планете до января 2009 и в числе прочих данных, были получены новые сведения о температуре на поверхности.
Максимальная температура, зафиксирована на экваторе Марса +35 0 С.
Это на 5 градусов больше предыдущего значения, что свидетельствует о возможном потеплении.
Температура на Марсе днем и ночью
Год на красной планете длится в два раза дольше земного, но при этом также делится на 4 сезона. Каждое время года здесь отличается своим температурным режимом.
Климат Марса суров. Днем и ночью нередки пылевые ураганы, которые вносят дополнительный разлад. На специальных радарах это явление выглядит как хаотично перемещающееся тепловое облако. Энергия от поверхности быстро рассеивается, потом поднимается новая и так до бесконечности. Пыльные бури длятся в течение двух месяцев, что мешает становлению стабильного фона. Порядка 10-13 процентов тепла, которое производит ядро планеты, разносится ураганами по всей поверхности.
Бури образуются в результате большого разрыва температуру грунта и на возвышенностях. Частицы песка задерживают на себе солнечные лучи, ограждая поверхность от дополнительного тепла. В итоге еще как минимум 20 процентов энергии просто не долетает до грунта.
Особенно выделяется равнина Эллада. Этот оазис представляет собой самую глубокую впадину, образовавшуюся в прошлом от огромного астероида. Давление на дне в девять раз выше, чем в других частях планеты, соответственно и температурные перепады ниже.
Отметка термометра во впадине не поднимается выше нуля, но и редко опускается ниже – 50 0 С. В сравнении с остальными участками отличие меньше почти в два раза. Благодаря пониженному содержанию, зимой во впадине образуется иней – замерзшие частицы CO2, напоминающие густой туман. Именно из-за него астрономы и обнаружили в 18 веке Элладу.
Почему на Марсе холодно
Теплу не за что зацепиться, и оно расходится. В результате образуется замкнутый цикл, когда резкие скачки с плюса на минус в разных зонах вызывают глобальные пылевые бури, которые еще больше рассеивают тепло по всем закоулкам. Из-за разряженной атмосферы такие ураганы способны переносить большие массы пыли и песка на дальние расстояния.
Воздушная среда не способна задержать и отразить энергию обратно к псевдосфере, вследствие чего, она вместо расхода на нагрев уходит в космос.
Причины, вызывающие понижение температуры на Марсе.
Как менялась температура на Марсе
Солнечное излучение в то время было на 30% меньше. Условия для прогревания были хуже, но жидкость была. Это возможно только при высоких тепловых величинах, за счет повышенного содержания CO2 газа. В газообразном состоянии это вещество может накрывать псевдосферу непроницаемой изнутри пленкой. Это так называемый парниковый эффект, который способен прогреть окружающее пространство и способствовать появлению первых форм жизни. Но CO2 в реках и озерах оставляет карбиды, которые должны были выпасть в осадок на дне. Таких отложений нет, следовательно, атмосфера была более плотной. Возможно из-за повышенного содержания кислорода, температура была более высокой. Ученые сходятся во мнении: несколько миллиардов лет назад газовоздушная смесь здесь была влажной и теплой. Грунт прогревался до параметров в районе 28 0 С.
После этого он попал в метеоритный поток, регулярные удары привели к уменьшению давления и исчезновению или замерзанию парникового газа, что и стало причиной дестабилизации параметров.
В изучении более поздней истории: два-три миллиона лет назад, все исследователи однозначно сходятся во мнениях: сейчас идет очередной ледниковый период. Помимо отметин рек и озер, имеются все признаки рельефа изрезанного ледяными массивами. В пользу этого периода говорит и уменьшение интервала температурных колебаний. Верхний слой постепенно становиться теплее, об это заявили профессоры из NASA в 2016 году. Было зарегистрировано повышение по площади на 3-5 0 С.
Фобос и Дэймос вообще не являются таковыми в прямом понимании этого слова – это астероиды, которые не могут повлиять на температуру поверхности. Но исследования позволяют надеяться, что через несколько веков здесь установится комфортные для человека условия.
На планете крайне неблагоприятная для существования человека обстановка. Этот факт результат долгих космических процессов, не до конца понятных ученым, но одно можно сказать точно: когда-то здесь были возможны некоторые формы жизни. Есть вероятность, что с окончанием современного образования ледников, здесь вновь возникнут комфортные условия, а температурные перепады исчезнут или будут незначительны.
Какая погода за окном: что известно ученым о климате Марса
В освоении космоса человечество заметно сильно продвинулось вперед. Сегодня многочисленные зонды уже посетили все планеты Солнечной системы, включая самую отдаленную – Нептун. И в первую очередь ученые заинтересовались Марсом из-за его близкого соседства с Землей и специфического красного цвета.
Но уже в 19 веке, до периода активных запусков зондов и станций, ученые знали о наличии на Красной планете атмосферы, благодаря которой формируется определенная погода на Марсе. Последующие исследования позволили исследователям ответить на вопрос, какая температура на Марсе.
Марсианский климат
Атмосферное давление
Атмосфера Красной планеты более разряжена, чем атмосфера Земли. Ее среднее давление около поверхности составляет 0,6 кПа, то есть меньше земного в 160 раз. В течение одного сезона и суток давление атмосферы меняется. Сезонные перепады давления составляют 4 – 8,7 мбар. Разряженность атмосферы непосредственно влияет на формирование в целом холодного климата на Марсе. Планета быстро нагревается и быстро остывает.
Газовая оболочка Марса состоит в основном из углекислого газа (95%), на 3% из азота и на 1,6% из аргона. Доли кислорода и водяных паров – менее 1%. Ученые считают, что такое высокое содержание паров углекислоты связано с вулканической деятельностью. Из-за отсутствия тектонического движения вулканическая магма в течение нескольких миллионов лет извергалась на поверхность с выделением углекислого газа.
Пылевые бури и смерчи
На Марсе постоянно присутствуют частицы пыли, состоящие из оксида железа и имеющие размер 1,5 мкм.
В результате перепада температур на Красной планете дуют ветра, скорость которых достигает 100 м/с. Особенно часто они наблюдаются в южном полушарии в конце весеннего периода — начале летнего, что связано с большой разницей температур между полушариями.
Общий вес пыли, переносимой в течение периода пылевых бурь, может составлять 108 — 109 т, то есть равняется общему весу пыли с марсианской поверхности. Огромная пылевая буря возникла в сентябре 1971 и длилась до января 1972 года. Масса пылевых частиц составляла 7,8*10-50 – 1,66*10-3 г/см2.
Пылевые бури хорошо видны на фотографиях с орбитальных аппаратов. Но при съемке с поверхности они малозаметны и фиксируются только по резкому скачку давления, температуры и небольшому затемнению неба.
Суточные вариации температур способствуют образованию пылевых смерчей. Скорость воздушных поток при этом может достигать 30 м/с. Смерчи на Марсе больше напоминают торнадо из-за большой степени разряженности атмосферы. Пылевые частицы поднимаются ветром вверх на несколько километров, а диаметр пылевого облака составляет сотни километров. Пылевые смерчи — одна из проблем, с которой столкнутся космонавты прибыв на планету.
Облака и осадки
В атмосфере Марса содержание паров H2O составляет менее 0,001%. При низких температуре и давлении воздух становится более насыщенным парами воды. На высоте 10-20 км пар собирается в облака. Их часто можно наблюдать на снимках экватора, где они появляются в течение всего года. В более высоких атмосферных слоях (выше 20 км) облака образуются из испарившегося углекислого газа. В результате этого процесса облака образуются и на низких уровнях (менее 10 км) на полюсах в зимний период.
Конденсационное происхождение имеют также туманы, которые часто можно наблюдать над низкими участками марсианской поверхности – на дне кратеров, над долинами и каньонами холодной ночью.
Иногда в атмосфере Красной планеты возникают метели. Одну из таких марсоход «Феникс» наблюдал в 2008 году в приполярной области. Эта метель представляла собой виргу – осадки, которые испаряются, не достигнув до поверхности планеты. Скорость падения частиц была незначительной. Возможная причина возникновения метелей была определена в ходе компьютерного моделирования в 2017 году. Ученые установили, что после заката на средних широтах, где смена дня и ночи происходит регулярно, облака резко остывают, что может приводить к сильным метелям. При этом скорость движения частиц достигает 10 м/с. В связи с низкой облачностью и сильными ветрами исследователи допускают возможность выпадения снега на Марсе. Он уже выпадал на поверхность планеты ранее. Зимой 1979 года «Викинг-2» зафиксировал тонкий снежный покров, пролежавший несколько месяцев.
Времена года
На Марсе есть сменяющие друг друга времена года. Сходство проявляется и в их количестве (на Красной планете их также четыре), и в последовательности — лето, осень, зима, весна. Смена сезонов на Красной планете происходит по причине наклона на 25° оси вращения к плоскости орбиты.
Продолжительность сезонов в противоположных полушариях разная. Зима длится дольше и холоднее в южном полушарии, чем северном. Лето в северном полушарии прохладное и долгое, тогда как в южном – оно короткое, но более теплое. Это происходит из-за большой «сжатости» орбиты. В фазе перигелия поверхность планеты получает примерно в 1,5 раза больше тепла, чем при нахождении в афелии. Поэтому ледяная шапка на северном полюсе в зимний период разрастается на одну треть расстояния до экватора, а на южном – наполовину.
В результате смены сезонов на Марсе происходит круговорот углекислого газа. Когда на полюс приходит лето, его ледяная шапка тает и углекислый газ испаряется в атмосферу. Потоками ветра он переносится к другому полюсу и вновь замерзает. В результате круговорота CO2 и разных размеров шапок давление атмосферы на планете меняется по мере движения по орбите. Зимой, когда 30% атмосферного углекислого газа замерзает, давление в зонах полярных шапок заметно снижается.
Температура на Марсе днем и ночью
Причины низких температур
Хотя летом температура на Марсе похожа на летнюю температуру на Земле, средние ее показатели сравнительно ниже, что связано со следующими факторами:
• Расстояние.
Марс находится дальше от Солнца, и получает меньше солнечного излучения, чем Земля.
• Грунт.
Низкая теплопроводность грунта не способствует сохранению попавшего на поверхность солнечного тепла;
• Атмосфера.
Толщина и плотность атмосферы Марса меньше, чем у Земли. Исходя из этого, газообразная оболочка не удерживает тепло от нагретой поверхности.
Как менялась температура на Марсе
Марсоходы и космические зонды периодически фотографируют участки марсианской поверхности с явно заметными признаками эрозии. Ученые предполагают, что это указывает на наличие воды на Марсе в далеком прошлом. Если это так, то раньше на планете не было таких низких температур, климат был влажным, шли дожди. Но согласно исследованиям климат Марса остается неизменным в течение последних 3 миллиардов лет. Некоторые ученые высказывают версию, согласно которой остывание планеты началось 4 миллиарда лет назад. Участки с эрозией не исчезли, так как нет тектонического движения плит или водных бассейнов.
В 2008 году специалисты исследовательского центра им. К. Сагана сделали вывод, что за последние 10 лет климат Марса стал более теплым. НАСА, основываясь на результатах проведенного анализа изменений альбедо (диффузная отражательная способность поверхности) разных частей планеты, подтвердило эту теорию. В мае 2016 года в журнале Science была опубликована статья с новыми доказательствами потепления климата Марса, сделанными на основе анализа данных Mars Reconnaissance Orbiter. По мнению авторов, потепление на Марсе началось давно, возможно, 370 тыс. лет назад.
Радиация на Марсе
Поскольку у Марса нет магнитосферы, поверхность планеты подвержена сильной солнечной радиации, которая выше, чем на Земле и губительна для живых организмов. Но согласно данным с марсохода Curiosity радиационная обстановка на Марсе в безветренный день не обладает негативным влиянием на человека. Однако в период солнечной бури уровень радиации резко возрастает и становится очень опасным для здоровья. Также сильнейшее радиационное излучение будет воздействовать на астронавтов в период полета к Красной планете.
Ученые предполагают, что в прошлом у Марса была магнитосфера, основанная на динамо-эффектах. Но после столкновения с большим космическим телом или в результате резкого остывания ядра динамо-эффекты и магнитосфера исчезли.
Уже многое известно ученым о Красной планете: ее химический состав, атмосфера, погода. Но космические исследования Марса продолжаются. 26 ноября 2018 года на планету высадится зонд НАСА InSight. Целью миссии является изучение внутреннего строения, распространения тепла и поиски жидкой воды в слоях грунта. Изучение климата, а также содержания воды на планете в прошлом поможет ученым в скором времени дать ответ на вопрос о возможности зарождения жизни на Марсе.