Menyu
evAvtomobil elektrik

İnsanlar üçün Marsda atmosfer. Marsın atmosferi: təzyiq və ya sıxlıq? Atmosferin yenidən qurulmasının mümkünlüyü və miqyası

Günəşdən ən uzaqda olan dördüncü planet olan Mars uzun müddətdir ki, dünya elminin diqqət mərkəzindədir. Bu planet Yerə çox bənzəyir, bir kiçik, lakin taleyüklü istisna olmaqla - Marsın atmosferi Yer atmosferinin həcminin bir faizindən çoxunu təşkil etmir. Hər hansı bir planetin qaz zərfi onun görünüşünü və səthdəki şəraitini formalaşdıran müəyyənedici amildir. Məlumdur ki, Günəş sisteminin bütün qayalı dünyaları təxminən eyni şəraitdə Günəşdən 240 milyon kilometr məsafədə əmələ gəlmişdir. Əgər Yer və Marsın əmələ gəlməsi şərtləri demək olar ki, eyni idisə, bəs indi bu planetlər niyə bu qədər fərqlidir?

Hər şey ölçü ilə bağlıdır - Yerlə eyni materialdan əmələ gələn Marsın bir vaxtlar bizim planet kimi maye və isti metal nüvəsi var idi. Sübut çoxlu sönmüş vulkanlardır, lakin “qırmızı planet” Yerdən çox kiçikdir. Bu o deməkdir ki, daha tez soyuyur. Maye nüvə nəhayət soyuduqda və bərkidikdə, konveksiya prosesi başa çatdı və bununla da planetin maqnit qalxanı, maqnitosfer yox oldu. Nəticədə planet Günəşin dağıdıcı enerjisinə qarşı müdafiəsiz qaldı və Marsın atmosferi günəş küləyi (radioaktiv ionlaşmış hissəciklərin nəhəng axını) tərəfindən demək olar ki, tamamilə daşındı. “Qırmızı planet” cansız, küt səhraya çevrilib...

İndi Marsın atmosferi planetin səthini yandıran ölümcül qazın nüfuzuna tab gətirə bilməyən nazik, nadir qaz qabığıdır. Marsın istilik relaksiyası, məsələn, atmosferi daha sıx olan Veneradan bir neçə dəfə azdır. İstilik tutumu çox aşağı olan Marsın atmosferi daha aydın orta gündəlik küləyin sürəti yaradır.

Marsın atmosferinin tərkibi çox yüksək məzmun (95%) ilə xarakterizə olunur. Atmosfer də azot (təxminən 2,7%), arqon (təxminən 1,6%) və az miqdarda oksigen (0,13%-dən çox olmayan) ehtiva edir. Marsın atmosfer təzyiqi planetin səthindəki təzyiqdən 160 dəfə yüksəkdir. Yer atmosferindən fərqli olaraq, buradakı qaz qabığı açıq dəyişkən təbiətə malikdir, çünki çoxlu miqdarda karbon qazı olan planetin qütb qapaqları bir illik dövr ərzində əriyib donur.

Mars Express tədqiqat kosmik gəmisindən əldə edilən məlumatlara görə, Marsın atmosferində bir qədər metan var. Bu qazın özəlliyi onun tez parçalanmasıdır. Bu o deməkdir ki, planetin haradasa metanla doldurulma mənbəyi olmalıdır. Burada yalnız iki variant ola bilər - ya izləri hələ aşkar edilməmiş geoloji aktivlik, ya da Günəş sistemində həyat mərkəzlərinin olması haqqında anlayışımızı dəyişə bilən mikroorqanizmlərin həyati fəaliyyəti.

Mars atmosferinin xarakterik təsiri aylarla davam edə bilən toz fırtınalarıdır. Planetin bu sıx hava örtüyü əsasən az miqdarda oksigen və su buxarı olan karbon qazından ibarətdir. Bu uzun müddət davam edən təsir Marsın son dərəcə aşağı cazibə qüvvəsi ilə əlaqədardır ki, bu da hətta super nadir atmosferə milyardlarla ton tozu səthdən qaldırmağa və uzun müddət saxlamağa imkan verir.

Bu gün təkcə elmi fantastika yazıçıları deyil, həm də real alimlər, iş adamları, siyasətçilər Marsa uçuşlar və onun mümkün müstəmləkəçiliyi haqqında danışırlar. Zondlar və kəşfiyyatçılar geoloji xüsusiyyətlərə dair cavablar verdilər. Lakin insanlı missiyalar üçün Marsın atmosferinin olub-olmadığını və onun strukturunun nə olduğunu anlamaq lazımdır.


Ümumi məlumat

Marsın öz atmosferi var, lakin o, Yerin yalnız 1%-ni təşkil edir. Venera kimi, əsasən karbon qazından ibarətdir, lakin yenə də daha incədir. Nisbətən sıx təbəqə 100 km-dir (müqayisə üçün Yer kürəsində müxtəlif hesablamalara görə 500 - 1000 km var). Buna görə günəş radiasiyasından qorunma yoxdur və temperatur rejimi praktiki olaraq tənzimlənmir. Marsda bildiyimiz kimi hava yoxdur.

Alimlər dəqiq tərkibi qurdular:

  • Karbon qazı - 96%.
  • Arqon - 2,1%.
  • Azot - 1,9%.

Metan 2003-cü ildə kəşf edilib. Kəşf Qırmızı Planetə marağı artırdı, bir çox ölkə uçuş və müstəmləkəçilik haqqında danışmağa səbəb olan kəşfiyyat proqramlarına başladı.

Aşağı sıxlıq səbəbindən temperatur rejimi tənzimlənmir, buna görə də fərqlər orta hesabla 100 0 C. Gündüzlər +30 0 C kifayət qədər rahat şərait yaradılır, gecə isə səthin temperaturu -80 0 C-ə düşür. təzyiq 0,6 kPa (yerin göstəricisindən 1/110). Planetimizdə oxşar vəziyyətlər 35 km yüksəklikdə baş verir. Qorunmayan insan üçün bu, əsas təhlükədir - onu öldürəcək temperatur və ya qazlar deyil, təzyiqdir.

Səthin yaxınlığında həmişə toz var. Aşağı cazibə qüvvəsi səbəbindən buludlar 50 km-ə qədər yüksəlir. Güclü temperatur dəyişiklikləri 100 m/s-ə çatan küləklərə səbəb olur, buna görə də Marsda toz fırtınaları tez-tez baş verir. Hava kütlələrindəki hissəciklərin az konsentrasiyası səbəbindən onlar ciddi təhlükə yaratmır.

Marsın atmosferi hansı təbəqələrdən ibarətdir?

Cazibə qüvvəsi Yerinkindən azdır, ona görə də Marsın atmosferi sıxlıq və təzyiqə görə qatlara o qədər də aydın şəkildə bölünmür. Homojen tərkib 11 km işarəsinə qədər qalır, sonra atmosfer təbəqələrə ayrılmağa başlayır. 100 km-dən yuxarı sıxlıq minimum dəyərlərə enir.

  • Troposfer - 20 km-ə qədər.
  • Stratomesosfer - 100 km-ə qədər.
  • Termosfer - 200 km-ə qədər.
  • İonosfer - 500 km-ə qədər.

Üst atmosferdə yüngül qazlar var - hidrogen, karbon. Bu təbəqələrdə oksigen toplanır. Atom hidrogeninin ayrı-ayrı hissəcikləri 20.000 km-ə qədər məsafələrə yayılaraq hidrogen tacını əmələ gətirir. Ekstremal bölgələr və kosmos arasında aydın bölünmə yoxdur.

Üst atmosfer

20-30 km-dən çox yüksəklikdə termosfer - yuxarı bölgələr yerləşir. Kompozisiya 200 km yüksəkliyə qədər sabit qalır. Burada yüksək miqdarda atomik oksigen var. Temperatur olduqca aşağıdır - 200-300 K-ə qədər (-70-dən -200 0 C-ə qədər). Sonra ionların neytral elementlərlə reaksiya verdiyi ionosfer gəlir.

Aşağı atmosfer

İlin vaxtından asılı olaraq bu təbəqənin sərhədi dəyişir və bu zona tropopoz adlanır. Orta temperaturu -133 0 C olan stratomesosferi daha da genişləndirir. Yer kürəsində kosmik radiasiyadan qoruyan ozon var. Marsda 50-60 km yüksəklikdə toplanır və sonra praktiki olaraq yoxdur.

Atmosfer tərkibi

Yer atmosferi azotdan (78%) və oksigendən (20%) ibarətdir, az miqdarda arqon, karbon qazı, metan və s. Belə şərait həyatın yaranması üçün optimal hesab olunur. Marsda havanın tərkibi əhəmiyyətli dərəcədə fərqlidir. Mars atmosferinin əsas elementi karbon qazıdır - təxminən 95%. Azotun payı 3%, arqon isə 1,6% təşkil edir. Oksigenin ümumi miqdarı 0,14% -dən çox deyil.

Bu kompozisiya Qırmızı Planetin zəif cazibə qüvvəsi hesabına formalaşıb. Ən sabit vulkanik fəaliyyət nəticəsində daim doldurulan ağır karbon qazı idi. Yüngül qazlar aşağı cazibə qüvvəsi və maqnit sahəsinin olmaması səbəbindən kosmosda dağılır. Azot iki atomlu molekul şəklində cazibə qüvvəsi ilə tutulur, lakin radiasiyanın təsiri altında parçalanır və tək atomlar şəklində kosmosa uçur.

Vəziyyət oksigenlə oxşardır, lakin yuxarı təbəqələrdə karbon və hidrogenlə reaksiya verir. Lakin alimlər reaksiyaların xüsusiyyətlərini tam başa düşə bilmirlər. Hesablamalara görə, karbonmonoksit CO-nun miqdarı daha çox olmalıdır, lakin sonda karbon qazı CO2-yə oksidləşir və səthə çökür. Ayrı-ayrılıqda, molekulyar oksigen O2 yalnız fotonların təsiri altında yuxarı təbəqələrdə karbon qazı və suyun kimyəvi parçalanmasından sonra görünür. Marsda kondensasiya olunmayan maddələrə aiddir.

Alimlər hesab edirlər ki, milyonlarla il əvvəl oksigenin miqdarı Yerdəki ilə müqayisə edilə bilərdi - 15-20%. Şərtlərin niyə dəyişdiyi hələ dəqiq bilinmir. Bununla belə, ayrı-ayrı atomlar aktiv şəkildə qaçmır və daha böyük çəkiyə görə hətta toplanır. Müəyyən dərəcədə əks proses müşahidə olunur.

Digər vacib elementlər:

  • Ozon praktiki olaraq yoxdur, səthdən 30-60 km məsafədə bir toplanma sahəsi var.
  • Suyun tərkibi Yerin ən quraq bölgəsindən 100-200 dəfə azdır.
  • Metan - naməlum təbiətli emissiyalar müşahidə olunur və bu günə qədər Mars üçün ən çox müzakirə olunan maddədir.

Yerdəki metan qida maddəsi kimi təsnif edilir, buna görə də potensial olaraq üzvi maddələrlə əlaqələndirilə bilər. Görünüşün təbiəti və sürətli məhv hələ izah edilməmişdir, buna görə də elm adamları bu suallara cavab axtarırlar.

Keçmişdə Marsın atmosferi ilə nə baş verdi?

Planetin mövcud olduğu milyonlarla il ərzində atmosfer tərkibində və strukturunda dəyişir. Araşdırmalar nəticəsində keçmişdə səthdə maye okeanların mövcud olduğuna dair dəlillər ortaya çıxdı. Ancaq indi su buxar və ya buz şəklində az miqdarda qalır.

Mayenin itməsinin səbəbləri:

  • Aşağı atmosfer təzyiqi suyu Yerdə olduğu kimi uzun müddət maye vəziyyətdə saxlamağa qadir deyil.
  • Cazibə qüvvəsi buxar buludlarını saxlayacaq qədər güclü deyil.
  • Maqnit sahəsinin olmaması səbəbindən maddə günəş küləyi hissəcikləri tərəfindən kosmosa aparılır.
  • Əhəmiyyətli temperatur dəyişiklikləri ilə su yalnız bərk vəziyyətdə saxlanıla bilər.

Başqa sözlə desək, Marsın atmosferi suyu maye halında saxlayacaq qədər sıx deyil və kiçik cazibə qüvvəsi hidrogen və oksigeni saxlaya bilmir.
Mütəxəssislərin fikrincə, Qırmızı planetdə həyat üçün əlverişli şərait təxminən 4 milyard il əvvəl yarana bilərdi. Bəlkə də o dövrdə həyat var idi.

Aşağıdakı məhv səbəbləri göstərilir:

  • Günəş radiasiyasından müdafiənin olmaması və milyonlarla il ərzində atmosferin tədricən tükənməsi.
  • Atmosferi dərhal məhv edən bir meteorit və ya digər kosmik cisimlə toqquşma.

Birinci səbəb hazırda daha çox ehtimal olunur, çünki qlobal fəlakətin izləri hələ tapılmayıb. Oxşar nəticələr "Curiosity" muxtar stansiyasının tədqiqatı sayəsində də çıxarılıb. Mars aparatı havanın dəqiq tərkibini müəyyən edib.

Marsın qədim atmosferi çoxlu oksigen ehtiva edirdi

Bu gün elm adamları Qırmızı Planetdə əvvəllər su olduğuna şübhə etmirlər. Okeanların konturlarının çoxsaylı baxışları haqqında. Vizual müşahidələr xüsusi tədqiqatlarla təsdiqlənir. Roverlər keçmiş dənizlərin və çayların vadilərində torpaq sınaqları keçirdilər və kimyəvi tərkibi ilkin ehtimalları təsdiqlədi.

Hazırkı şəraitdə planetin səthindəki istənilən maye su təzyiq çox aşağı olduğu üçün dərhal buxarlanacaq. Ancaq qədim zamanlarda okeanlar və göllər mövcud idisə, şərtlər fərqli idi. Fərziyyələrdən biri, təxminən 15-20% oksigen fraksiyası, həmçinin azot və arqon nisbətinin artması ilə fərqli bir tərkibdir. Bu formada Mars bizim planetimizlə demək olar ki, eyniləşir - maye su, oksigen və azotla.

Digər elm adamları günəş küləyindən qoruya bilən tam hüquqlu bir maqnit sahəsinin mövcudluğunu irəli sürdülər. Onun gücü Yerlə müqayisə edilə bilər və bu, həyatın yaranması və inkişafı üçün şəraitin mövcudluğunun lehinə danışan başqa bir amildir.

Atmosferin tükənməsinin səbəbləri

İnkişafın zirvəsi Hesperiya dövründə (3,5-2,5 milyard il əvvəl) baş verdi. Düzənlikdə Şimal Buzlu Okeanı ilə müqayisə edilə bilən duzlu okean var idi. Səthdə temperatur 40-50 0 C-ə çatdı, təzyiq isə təxminən 1 atm idi. Həmin dövrdə canlı orqanizmlərin mövcud olma ehtimalı yüksəkdir. Ancaq "rifah" dövrü mürəkkəb, daha az intellektli həyatın yaranması üçün kifayət qədər uzun deyildi.

Əsas səbəblərdən biri planetin kiçik olmasıdır. Mars Yerdən kiçikdir, ona görə də cazibə və maqnit sahəsi daha zəifdir. Nəticədə, günəş küləyi hissəcikləri aktiv şəkildə yıxdı və sözün həqiqi mənasında qabıq təbəqəsini kəsdi. Atmosferin tərkibi 1 milyard il ərzində dəyişməyə başladı, bundan sonra iqlim dəyişikliyi fəlakətli oldu. Təzyiqin azalması mayenin buxarlanmasına və temperaturun dəyişməsinə səbəb oldu.

Müəyyən bir planetin iqlim şəraitini qiymətləndirmək üçün edilən ümumi səhv təzyiqlə sıxlığı qarışdırmaqdır. Baxmayaraq ki, nəzəri nöqteyi-nəzərdən hamımız təzyiq və sıxlıq arasındakı fərqi bilirik, əslində ehtiyat tədbirləri olmadan yerdəki atmosfer təzyiqini müəyyən bir planetin atmosfer təzyiqi ilə müqayisə etmək qəbul edilir.

Cazibə qüvvəsinin təxminən eyni olduğu hər hansı yerüstü laboratoriyada bu tədbirə ehtiyac yoxdur və sıxlıq üçün “sinonim” kimi təzyiqdən tez-tez istifadə edir. Bəzi hadisələr "təzyiq/temperatur" dəyəri baxımından təhlükəsiz şəkildə idarə olunur, məsələn, üz diaqramları (və ya vəziyyət diaqramları), burada reallıqda "sıxlıq-temperatur əmsalı" və ya "təzyiq/temperatur altında" haqqında danışmaq daha düzgün olardı. Əks halda biz kosmosda orbitdə fırlanan kosmik gəmilərdə cazibə qüvvəsi (və sonra çəkisizlik) olmadıqda maye suyun mövcudluğunu başa düşmürük!

Əslində, texniki olaraq, atmosfer təzyiqi başımızın üstündəki müəyyən miqdarda qazın altındakı hər şeyə verdiyi "çəki"dir. Ancaq əsl problem çəki yalnız sıxlıqdan deyil, açıq şəkildə cazibə qüvvəsindən qaynaqlanır. Əgər biz, məsələn, Yerin cazibəsini 1/3 nisbətində azaltsaq, Aydındır ki, üstümüzdə olan eyni miqdarda qaz, ilkin çəkisinin üçdə birinə sahib olacaq, Qazın miqdarı tam olaraq eyni qalmasına baxmayaraq. Beləliklə, iki planet arasındakı iqlim şəraitini müqayisə edərkən təzyiqdən çox sıxlıqdan danışmaq daha düzgün olardı.

Yerin atmosfer təzyiqini ölçən ilk sənəd olan Torricelli barometrinin fəaliyyətini təhlil edərək bu prinsipi çox yaxşı başa düşürük. Əgər qapalı borunu bir tərəfdən civə ilə doldursaq və açıq ucu da civə ilə doldurulmuş çənə batırılmış vəziyyətdə şaquli olaraq qoysaq, samanın yuxarı hissəsində vakuum kamerasının əmələ gəldiyini görəcəksiniz. Torricelli əslində samanda tətbiq edilən xarici təzyiqin təxminən 76 sm yüksək civə sütununu dəstəkləmək üçün olduğunu qeyd etdi.Civənin xüsusi məhsulunu, Yerin cazibə sürətini və civə sütununun hündürlüyünü hesablayaraq, atmosferin üstündəki çəki ola bilər. hesablanmışdır.

Vikipediyadan: http:///Wiki/Tubo_di_Torricelli it.wikipedia.org

Öz dövrünə görə parlaq olan bu sistem, Yerlilərə tətbiq edildikdə güclü məhdudiyyətlərə malik idi. Əslində, düsturun üç amilindən ikisində həqiqi cazibə qüvvəsi kimi, cazibə qüvvəsindəki hər hansı fərq, orijinalın 1/3 hissəsi olan bir planetdə barometrin, sonra eyni hava sütununun reaksiyasında kvadratik fərq yaradır. çəkisi, istehsal edəcək, barometr üçün, Torricelli , təzyiq altında 1/9 orijinal dəyəri.
Aydındır ki, instrumental artefaktlardan başqa, fakt faktlığında qalır: eyni hava sütunu planetlərin cazibəsinə mütənasib bir çəkiyə sahib olacaq və zaman-zaman biz onu o qədər sadələşdirəcəyik ki, barometrik təzyiq sıxlığın mütləq göstəricisi deyil!
Mars atmosferinin təhlillərində bu təsir sistematik olaraq nəzərə alınmır. Biz asanlıqla hPa-da təzyiqdən danışırıq və hPa-dakı təzyiqə tamamilə məhəl qoymadan birbaşa yerdən işləyirik, yəni Marsda cazibə qüvvəsi yerin 1/3 hissəsidir (38% dəqiqlik üçün). Marsda suyun maye halında mövcud ola bilməyəcəyini nümayiş etdirmək üçün suyun ön diaqramlarına baxdığınız zaman etdiyiniz eyni səhvlər. Xüsusilə, suyun üçqat nöqtəsi, yer üzündə 6,1 hPa, lakin cazibə qüvvəsinin yerinkinin 38% olduğu Marsda. Əgər hPa ilə etsəniz, bu, mütləq 6,1 olacaq, lakin 2,318 hPa üçün (Baxmayaraq ki, barometr Torricelli qeyd edəcək. 0,88 hPa). Bu təhlil, mənim fikrimcə, həmişə saxtakarlıqla, sistematik şəkildə qarşısını alır, təyinatı yerin eyni mənalarına qaytarır. Mars atmosfer təzyiqi üçün 5-7 GPA-nın eyni göstəricisi yer çəkisi və ya Mars baxımından aydın şəkildə göstərilmir.
Əslində, Marsda 7 hPa, yer üzündə təxminən 18,4 hPa ölçəcək bir qaz sıxlığına sahib olmalıdır. Bu, bütün müasir tədqiqatlarda tamamilə qarşısı alınır, Deyin ki, 60-cı ilin ikinci yarısında Bundan əlavə, Əvvəllər təzyiqin yerin onda biri olduğu, lakin 1/3 sıxlığı ilə sərt şəkildə ifadə edildiyi halda. Sırf elmi nöqteyi-nəzərdən hava sütununun faktiki çəkisi nəzərə alındı ​​ki, bu da onun yerdəki faktiki çəkisinin 1/3 hissəsi ilə nəticələnir, lakin əslində sıxlığın yerin 1/3 hissəsi ilə müqayisə edilə bilər. Son tədqiqatlar bu fərqin mövcud olduğunu necə göstərir?

Bəlkə suyun maye fazasını saxlamağın mümkünsüzlüyündən danışmaq daha asan olduğuna görə?
Bu tezisin başqa ipuçları da var: Hər bir atmosfer əslində əsasən mavi rəngdə işıq səpilməsi (səpilmə) əmələ gətirir ki, bu da Mars vəziyyətində belə asanlıqla təhlil edilə bilər. Marsın atmosferi onu qırmızımtıl etmək üçün toz yığını olsa da, Marsın panoramik görüntüsünün mavi rəng komponentini ayırır, siz Marsın atmosferinin sıxlığı haqqında təsəvvür əldə edə bilərsiniz. Yerin səmasının müxtəlif hündürlüklərdə, sonra isə müxtəlif sıxlıq dərəcələri ilə çəkilmiş şəkillərini müqayisə etsək, başa düşürük ki, 7 hPa tapmalı olduğumuz nominal ölçü, yəni. 35.000 m, səma tamamilə qaradır, Salvo Fair əslində hələ də atmosferimizin təbəqələrində gördüyümüz üfüq zolağıdır.

Solda: Pathfinder zondunun çəkdiyi Mars mənzərəsinin çəkilişi 22 iyun 1999-cu il. Mənbə: http://photojournal.JPL. nasa.gov/catalog/PIA01546 sağda: Yanında mavi kanal fiquru; Göyün intensivliyinə diqqət yetirin!

Sol: Sidney - Cənub-Şərqi Avstraliyada şəhər, Yeni Cənubi Uels əyalətinin paytaxtı, 6 m. Sağ: Sonrakı mavi kanal rəsmi.

Sol: Sidney, lakin həmişə qum fırtınası zamanı. Sağda: Yanında mavi kanal təsviri; Gördüyünüz kimi, asılmış toz NASA Mars məsələsində iddia edilənin əksinə olaraq, səmanın parlaqlığını artırmır, azaldır!

Aydındır ki, mavi zolaqla süzülmüş Mars səmasının fotoşəkilləri daha parlaqdır, demək olar ki, 9.000 m-dən bir qədər az olan Everest dağında çəkilmiş şəkillərlə müqayisə edilə bilər.

Marsın atmosfer sıxlığının reklam ediləndən daha yüksək olmasının ciddi faydasına dair əlavə sübutlar toz şeytanları fenomeni ilə təmin edildi. Bu "mini Tornadolar" bir neçə kilometrə qədər qum sütunlarını qaldırmağa qadirdir; Bəs bu necə mümkündür?
NASA özü onları vakuum kamerasında 7 hPa-lıq Mars təzyiqini təqlid etməyə çalışdı və təzyiq ən azı 11 dəfə artırılmasa, onlar bu fenomeni simulyasiya edə bilmədilər! İlkin təzyiq, hətta çox güclü bir fan istifadə edərkən, heç bir şeyi aradan qaldıra bilmədi!
Əslində, 7 GPa, dəniz səviyyəsindən yuxarı qalxmaqla yanaşı, fraksiya dəyərləri üçün dərhal tez azaldığını nəzərə alsaq, həqiqətən sadədir; lakin sonra bütün hadisələr 17 km hündürlükdə olan Olimp dağının yaxınlığında müşahidə olunur, Bu necə mümkün olacaq?

Teleskopik müşahidələrdən məlumdur ki, Marsın çox aktiv atmosferi var, xüsusən də təkcə qum fırtınaları deyil, bulud və dumanların əmələ gəlməsi ilə bağlı. Marsı teleskopla müşahidə etməklə, mavi filtr daxil etməklə, bütün bu atmosfer hadisələrini vurğulaya bilərsiniz. Səhər və axşam duman, oroqrafiya buludları, qütb buludları həmişə orta media gücü olan bir teleskopda müşahidə olunurdu. Hər kəs, məsələn, adi qrafik proqramı ilə Marsın təsvirinin üç qırmızı səviyyəsini, yaşıl, mavi rəngini ayıra və onun necə işlədiyini yoxlaya bilər. Qırmızı kanala uyğun gələn şəkil bizə yaxşı topoqrafik xəritə verəcək, mavi kanal isə qütb buzlaqlarını və buludları göstərəcək. Həmçinin, kosmik teleskopdan əldə edilən görüntülərdə atmosferin yaratdığı mavi bir sərhəd görürsünüz, daha sonra görüntü yerində göstərildiyi kimi deyil, mavi və qırmızı görünür.

Hubble Kosmik Teleskopu tərəfindən çəkilmiş Marsın tipik şəkilləri. Mənbə: http://Science.NASA.gov/Science-News/Science-at-NASA/1999/ast23apr99_1/

Qırmızı kanal (solda), Yaşıl kanal (Mərkəz) və Mavi kanal (sağda); Ekvator buluduna diqqət yetirin.

Digər maraqlı məqam qütb yataqlarının təhlilidir; hündürlük məlumatlarının və qravitometrinin kəsişməsində, qütb çöküntülərinin Şimal qütbündə təqribən 1,5 metr və Cənub qütbündə 2,5 metr, maksimum hündürlüyü təqribən 0,5 q olan zaman orta əhalinin sıxlığı ilə mövsümi olaraq fərqləndiyini müəyyən etmək mümkün olmadı. /sm 3.

Bu halda CO 2-də 1 mm qarın sıxlığı 0,04903325 hPa təzyiq yaradır; İndi, ən optimist Mars təzyiqini, yuxarıdakı 18,4 hPa olduğunu fərz etsək belə, CO 2-nin Mars atmosferinin 100%-ni deyil, 95%-ni təşkil etdiyini nəzərə almasaq, əgər hamımız yer üzündə atmosferi sıxlaşdırsaq, 37,5 qatını əldə edərik. sm qalınlığında!
Digər tərəfdən, 0,5 q/sm 3 sıxlığı olan 1,5 fut karbon qazı qarı 122,6 hPa əvəzinə 73,5 hPa və 2,5 metr təzyiq yaradır!

Zaman təkamülü səthi atmosfer təzyiqi, iki Vikinq Lander 1 və 2 qeydə alınmışdır (Vikinq Lander 1 O, Kris kosmizminə 22.48° n, 49.97° Qərb uzunluğu, ortadan 1.5 Km aşağı enmişdir. Vikinq Lander 2 Utopiya kosmizmine 47° n-də enmişdir. 225,74° Qərb uzunluğu, orta səviyyədən 3 Km aşağı), Mars missiyasının ilk üç ili ərzində: 1-ci il (nöqtələr), 2-ci il (bərk xətt) və 3 il (kesik xətt) eyni sütuna uyğun gəlir. Mənbə Tillman və Qonaq (1987) (Həmçinin Tillman 1989-a baxın).

Həm də nəzərə alın ki, quru buzun mövsümi kütləsi iki yarımkürə arasında oxşar idisə, bu, qlobal atmosfer təzyiqində mövsümi dəyişikliklərə səbəb olmamalıdır, çünki qütb qapağının çökməsi həmişə digər yarımkürədə döşəmədəki kondensasiya ilə kompensasiya ediləcəkdir.

Lakin biz bilirik ki, Mars orbitinin düzləşməsi iki yarımkürənin orta temperaturunda zirvədən 30 ° C-ə qədər -30 ° ~ eninin xeyrinə demək olar ki, 20 ° C fərq yaradır. Nəzərə alın ki, 7 GPa CO 2 ICES -123°C (~150°K), baxmayaraq ki, 18.4 hPa (Marsın cazibə qüvvəsi üçün düzgün dəyər) ~-116°C-yə (~157°K) qədər ICES olur.

Boreal yaz zamanı Mariner 9 missiyası tərəfindən toplanmış məlumatların müqayisəsi (Ls = 43 – 54°). Qrafikdə IRIS təcrübəsi ilə aşkar edilmiş temperaturun (Kelvin ilə) üstündəki möhkəm xətt kimi göstərilir. Tire-nöqtə əyriləri küləyin istilik balansından əldə edilən yerli küləkləri (m s-1 ilə) göstərir (Pollack et. 1981). Orta qrafik eyni mövsüm üçün simulyasiya edilmiş temperaturu (K), aşağı qrafik isə simulyasiya edilmiş küləkləri (m s-1 ilə) göstərir. Mənbə: "Marsda meteoroloji dəyişkənlik və illik səth təzyiqi dövrü" Frederik Hourdin, Le Van Fu, François Forget, Olivier Talagrand (1993)

Mariner 9 məlumatlarına görə, yalnız Cənub Qütbündə biz lazımi hava şəraitini tapırıq, Baxmayaraq ki, yerlə əlaqəli qlobal ölçmə aparatının (MGS) zərərlərinə görə, hər iki yarımkürədə mövcudluq mümkündür.

Mars Qlobal Surveyorunun (MGS) göyərtəsindəki Termal Spektrometrdən (TES) götürülən Marsdakı torpağın Selsi dərəcəsində minimum temperaturu. Günəşin üfüqi və şaquli Enlem Uzunluğunda (Ls). Cədvəlin mavi hissəsində minimum temperatur, orta illik maksimum və həmişə gündəlik minimum temperaturlara istinad edilir.

Sonra ümumiləşdirsək, atmosferin minimum temperaturu -123 °C ilə sıfır -132 °C arasında olduğu görünür; Qeyd edim ki, -132°2-də təzyiq buzsuz 1,4 GPa-dan çox olmamalıdır!

Karbon qazı buxarının təzyiq qrafiki; Bu qrafikin digər köməkçiləri arasında, müəyyən bir temperaturda kondensasiyadan əvvəl (bu halda buzda) CO2-nin çata biləcəyi maksimum təzyiqi müəyyən edə bilərsiniz.

Ancaq mövsümi qütb yataqlarına qayıdaq; Artıq gördüyümüz kimi, ən azı gecə, 60° enlikdə quru buzun əmələ gəlməsi üçün şərait var kimi görünür, lakin qütb gecəsində əslində nə baş verir?

İki tamamilə fərqli vəziyyətdən başlayaq: bir hava kütləsini soyutmaq üçün səthdən kondensasiya və ya "soyuq".

Birinci halda, torpağın temperaturunun karbon qazının donma həddinin altına düşdüyünü düşünək; Torpaq getdikcə daha çox buz təbəqəsi ilə örtülməyə başlayacaq, ta ki buzun özünün yaratdığı istilik izolyasiyası prosesi dayandırmağa kifayət edəcək. Quru buz vəziyyətində, yaxşı bir istilik izolyatoru olsa da, sadəcə çox kiçikdir, buna görə də bu fenomenin özü müşahidə olunan buz yığılmalarını əsaslandırmaq üçün kifayət qədər təsirli deyil! Bunun sübutu kimi Şimal Qütbü və Cənub Qütbündə -132°C rekordu var, burada minimum -130°C (TES MGS-ə görə). Marsın orbitindən və spektroskopik yolundan -132°C-nin aşkarlanmasının nə qədər etibarlı olması ilə də maraqlanıram, çünki bu temperaturda torpağın özü kondensasiya prosesindən pərdələnməlidir!

İkinci halda, əgər hava kütləsi (bu halda demək olar ki, təmiz CO 2) şeh nöqtəsinə çatarsa, temperatur aşağı düşən kimi onun təzyiqi həmin temperaturda həmin qaz üçün “buxar təzyiqi” ilə müəyyən edilmiş həddi keçmir. , hər hansı artıq qaz kütləsinin dərhal kondensasiyasına səbəb olur! Əslində, bu prosesin effektivliyi həqiqətən dramatikdir; Əgər Marsda oxşar hadisəni simulyasiya etsəydik, yaradacaq hadisələr zəncirini də nəzərdən keçirməliyik.

Cənub qütbünün temperaturunu aşağı salırıq, məsələn -130 ° C, ilkin təzyiq 7 hPa; gəliş təzyiqi ~ 2 GPa olmalıdır, quru buz qarının yağmasına səbəb olur ~ 50 sm qalınlığında (0,1 Gy/sm 2) 0,5 Gy/sm 2 uyğunluqda ~ 10 sm qalınlığında sıxılırsa. Əlbəttə ki, belə bir təzyiq fərqi qonşu ərazilərdən aşağı (zəncir) təzyiq və temperaturun təsiri ilə ətraf ərazilərdən dərhal hava alacaq, lakin kondensasiya qarda hər kəsin töhfəsidir. Prosesin özü də eyni zamanda istilik enerjisi (sonra temperaturun artması) etməyə meyllidir, lakin temperatur -130 ° C-də qalarsa, kondensasiya prosesi yalnız bütün planetlər 2 hPa tarazlıq təzyiqinə çatdıqda dayanacaq!

Bu kiçik simulyasiya minimum temperatur və atmosfer təzyiqindəki dəyişikliklər arasındakı əlaqəni başa düşmək, minimum temperatur və təzyiqin niyə əlaqəli olduğunu izah etmək üçün istifadə olunur. İki Viking Landers tərəfindən qeydə alınmış təqdim olunan atmosfer təzyiqi qrafiklərindən bilirik ki, Vikinqlər 1 üçün təzyiq minimum 6,8 GPa və maksimum 9,0 hPa arasında dəyişir və orta dəyər 7,9 təşkil edir. Vikings 2 üçün məqbul dəyərlər orta hesabla 8,75 hPa ilə 7,4 HPA ilə 10,1 GPa arasındadır. Biz həmçinin bilirik ki, VL 1 Marsın orta səviyyəsindən 1,5 Km və VL 2 3 Km yerə enib. Marsın orta səviyyəsinin 6,1 hPa (suyun üçqat nöqtəsindən gəlir!) olduğunu nəzərə alsaq, yuxarıdakı dəyərləri orta hesabla 6,1 hPa-a qədər ölçsək, hər ikisi 5,2 ± 0,05 hPa-dan az və maksimum arasında dəyişir. 7 ± 0,05 hPa. Minimum dəyər 5,2 GPa, aşağı temperatur olsa da, məlumatlarınızla artıq açıq şəkildə ziddiyyət təşkil edən ~ -125 ° C (~ 148 ° K) alırıq. İndi, 7 HPA-dan 5.2 HPA-a qədər təzyiq düşməsi 18.4 sm qalınlığında (0.1 Gy/sm 2) çökdürülürsə, 0.5 Gy/sm 2-ə sıxışdırıldığında ~ 3.7 sm qalınlığında və Cənub qütb qapağının səthi ~ 1 olur. / 20 Marsın ümumi səthi (mütləq defolt olaraq yaxınlaşır!), 3,7 sm X 20 = 74 sm, Bu, aşkar edilmiş qütb yataqları daxilində daha kiçik bir dəyərdir!

Buna görə də, biri digərini dəstəkləmirsə, istilik məlumatları ilə hava məlumatları arasında açıq bir ziddiyyət var! Belə aşağı temperatur təzyiqin güclü dalğalanmasına (hətta gündüz və gecə arasında!) və ya hətta ümumi təzyiqin aşağı düşməsinə səbəb olacaq! Digər tərəfdən, 7, 7 hPa atmosfer təzyiqindən daha yaxşı izah etdiyiniz Devils tozunun nominal HPA, yarğanlar, səma işığının yayılması və ya keçid qütb çöküntülərinin böyüklüyü kimi hadisələri hesablamaq üçün tamamilə kifayət deyil.

İndiyə qədər yalnız atmosferin əsas komponentlərindən biri hesab edilən karbon qazı ilə bağlı aspektlər nəzərdən keçirilmişdir (~95%); Ancaq bu analizə hətta suyu da daxil etsək, 7 GPa təyinatı tamamilə gülünc olur!
Məsələn, çox aşağı təzyiq və təxminən 27 ° C-ə qədər olan temperatur nəzərə alınmaqla suyun yalnız buxar halında olması lazım olan maye su axınının buraxdığı izlər (Nyuton kraterinə baxın)!
Belə bir vəziyyətdə, əminliklə deyə bilərik ki, təzyiq (yer şəraitində) 35 hPa-dan az ola bilməz!

Karbon qazı 95,32 %
Azot 2,7 %
Arqon 1,6 %
oksigen 0,13 %
Dəm 0,07 %
su buxarı 0,03 %
azot oksidi (II) 0,013 %
Neon 0,00025 %
kripton 0,00003 %
Ksenon 0,000008 %
Ozon 0,000003 %
Formaldehid 0,0000013 %

Marsın atmosferi- Mars planetini əhatə edən qaz qabığı. O, həm kimyəvi tərkibinə, həm də fiziki parametrlərinə görə yer atmosferindən əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənir. Səthdəki təzyiq 0,7-1,155 kPa (Yerin 1/110-u və ya Yer səthindən otuz kilometrdən çox yüksəklikdə Yerin təzyiqinə bərabərdir). Atmosferin təxmini qalınlığı 110 km-dir. Atmosferin təxmini kütləsi 2,5 10 16 kq-dır. Marsın maqnit sahəsi çox zəifdir (Yerlə müqayisədə) və nəticədə günəş küləyi atmosfer qazlarının sutkada 300±200 ton sürətlə kosmosa yayılmasına səbəb olur (günəşin hazırkı aktivliyindən və Günəşdən uzaqlığından asılı olaraq). ).

Kimyəvi birləşmə

4 milyard il əvvəl Marsın atmosferi gənc Yerdəki payına bərabər miqdarda oksigen ehtiva edirdi.

Temperatur dalğalanmaları

Marsın atmosferi çox nadir olduğu üçün səth temperaturunda gündəlik dalğalanmaları hamarlaşdırmır. Ekvatorda havanın temperaturu gündüz +30°C-dən gecə -80°C-yə qədər dəyişir. Qütblərdə temperatur -143°C-ə enə bilər. Bununla belə, gündəlik temperatur dalğalanmaları atmosfersiz Ay və Merkuridəki qədər əhəmiyyətli deyil. Aşağı sıxlıq atmosferin genişmiqyaslı toz fırtınalarının və tornadoların, küləklərin, dumanların, buludların əmələ gəlməsinə, planetin iqliminə və səthinə təsir göstərməsinə mane olmur.

Marsın temperaturunu əks etdirən teleskopun fokusuna yerləşdirilən termometrdən istifadə edərək ilk ölçmələr 1920-ci illərin əvvəllərində aparılıb. 1922-ci ildə W. Lampland tərəfindən ölçmələr Marsın orta səth temperaturunu 245 (−28 ° C), E. Pettit və S. Nikolson 1924-cü ildə 260 K (-13 ° C) əldə etdi. Daha aşağı qiymət 1960-cı ildə W. Sinton və J. Strong tərəfindən əldə edilmişdir: 230 K (-43 ° C).

İllik dövr

Qışda qütb qapaqlarında böyük həcmdə karbon qazının kondensasiyası və yayda buxarlanması səbəbindən atmosferin kütləsi il ərzində çox dəyişir.

Mars da Venera kimi Yerə bənzər planetlərdir. Onların çoxlu ortaq cəhətləri var, amma fərqlər də var. Alimlər uzaq gələcəkdə də olsa, Marsda həyat tapmaq, eləcə də Yerin bu “qohumunu” terraformasiya etmək ümidlərini itirmirlər. Qırmızı Planet üçün bu vəzifə Veneradan daha sadə görünür. Təəssüf ki, Marsın çox zəif maqnit sahəsi var ki, bu da vəziyyəti çətinləşdirir. Fakt budur ki, maqnit sahəsinin demək olar ki, tamamilə olmaması səbəbindən günəş küləyi planetin atmosferinə çox güclü təsir göstərir. Atmosfer qazlarının dağılmasına səbəb olur ki, gündə təxminən 300 ton atmosfer qazı kosmosa qaçır.

Mütəxəssislərin fikrincə, milyardlarla il ərzində Mars atmosferinin təxminən 90%-nin dağılmasına səbəb olan günəş küləyi olub. Nəticədə, Marsın səthindəki təzyiq 0,7-1,155 kPa təşkil edir (Yerin 1/110-u, Yerdəki belə təzyiq yerdən otuz kilometr yüksəkliyə qalxmaqla görünə bilər).

Marsda atmosfer əsasən azot, arqon, oksigen və bəzi digər qazların kiçik qarışıqları olan karbon qazından (95%) ibarətdir. Təəssüf ki, Qırmızı Planetdə atmosferin təzyiqi və tərkibi qurudakı canlı orqanizmlərin Qırmızı Planetdə nəfəs almasını qeyri-mümkün edir. Yəqin ki, bəzi mikroskopik orqanizmlər sağ qala biləcəklər, lakin belə şəraitdə özlərini rahat hiss edə bilməyəcəklər.

Atmosferin tərkibi elə bir problem deyil. Əgər Marsda atmosfer təzyiqi Yerdəkinin yarısı və ya üçdə biri olsaydı, o zaman kolonistlər və ya marsonavtlar günün və ilin müəyyən vaxtlarında skafandrsız, yalnız nəfəs aparatından istifadə edərək planetin səthində ola bilərdilər. Bir çox yerüstü orqanizmlər Marsda özlərini daha rahat hiss edərdilər.

NASA hesab edir ki, Marsı günəş küləyindən qorumaqla Yerin qonşusu üzərində atmosfer təzyiqini artırmaq olar. Bu qoruma maqnit sahəsi ilə təmin edilir. Yer üzündə o, sözdə hidrodinamik dinamo mexanizmi sayəsində mövcuddur. Planetin maye nüvəsində elektrik keçirici maddənin (ərimiş dəmir) axınları daim dövr edir, bunun sayəsində maqnit sahələri yaradan elektrik cərəyanları həyəcanlanır. Yerin nüvəsindəki daxili axınlar asimmetrikdir, bu da maqnit sahəsinin artmasına səbəb olur. Yerin maqnitosferi atmosferi günəş küləyi tərəfindən “sovrulmaqdan” etibarlı şəkildə qoruyur.


Dipol, Mars üçün maqnit qalxanı yaratmaq layihəsinin müəlliflərinin hesablamalarına görə, günəş küləyinin planetə çatmasına imkan verməyən kifayət qədər güclü maqnit sahəsi yaradacaq.

Təəssüf ki, insanlar üçün Marsda (və Venerada) daimi güclü maqnit sahəsi yoxdur, yalnız zəif izlər qeydə alınır. Mars Global Surveyor sayəsində Marsın qabığının altında maqnit maddəsini aşkar etmək mümkün olub. NASA hesab edir ki, bu anomaliyalar bir vaxtlar maqnit nüvəsinin təsiri altında əmələ gəlib və planetin özü sahəsini itirdikdən sonra da maqnit xüsusiyyətlərini saxlayıb.

Maqnit qalxanı haradan almaq olar

NASA Elm Direktoru Jim Green hesab edir ki, Marsın təbii maqnit sahəsi ən azı indi və hətta çox uzaq gələcəkdə bərpa oluna bilməz. Amma süni sahə yaratmaq olar. Düzdür, Marsın özündə yox, onun yanında. Planetary Science Vision 2050 Seminarında "Kəşfiyyat və Elm üçün Mars Mühitinin Gələcəyi" mövzusunda çıxış edən Qrin maqnit qalxanı yaratmağı təklif etdi. Bu qalxan Mars L1, layihə müəlliflərinin fikrincə, Marsı günəş küləyindən bağlayacaq və planet öz atmosferini bərpa etməyə başlayacaq. Qalxanın sabit orbitdə olacağı Mars və Günəş arasında yerləşdirilməsi planlaşdırılır. Sahənin nəhəng dipol və ya iki bərabər və əks yüklü maqnitdən istifadə etməklə yaradılması planlaşdırılır.


NASA diaqramı maqnit qalxanının Marsı günəş küləyindən necə qoruyacağını göstərir

İdeya müəllifləri bir neçə simulyasiya modeli yaradıblar ki, onların hər biri maqnit qalxanı işə salındıqdan sonra Marsda təzyiqin Yerin yarısına çatacağını göstərirdi. Xüsusilə, Marsın qütblərindəki karbon qazı bərk fazadan qaza çevrilərək buxarlanacaq. Zamanla istixana effekti özünü göstərəcək, Mars isinməyə başlayacaq, bir çox yerdə planetin səthinə yaxın olan buzlar əriyəcək və planet su ilə örtüləcək. Belə şərtlərin Marsda təxminən 3,5 milyard il əvvəl mövcud olduğu güman edilir.

Təbii ki, bu, günümüzün layihəsi deyil, amma bəlkə də növbəti əsrdə insanlar bu ideyanı həyata keçirə və Marsı terraformasiya edərək, özlərinə ikinci ev yarada biləcəklər.