Menyu
uyAvtomobil elektr jihozlari

Odamlar uchun Marsdagi atmosfera. Mars atmosferasi: bosimmi yoki zichlikmi? Atmosferani qayta qurish imkoniyati va ko'lami

Quyoshdan eng uzoqda joylashgan to'rtinchi sayyora bo'lgan Mars uzoq vaqt davomida jahon ilm-fanining diqqat markazida bo'lib kelgan. Bu sayyora Yerga juda o'xshaydi, bitta kichik, ammo taqdirli istisno - Mars atmosferasi Yer atmosferasi hajmining bir foizidan ko'p bo'lmagan qismini tashkil qiladi. Har qanday sayyoraning gaz qobig'i uning tashqi ko'rinishi va sirtdagi sharoitlarini shakllantiradigan hal qiluvchi omil hisoblanadi. Ma'lumki, Quyosh tizimining barcha tosh olamlari taxminan bir xil sharoitlarda Quyoshdan 240 million kilometr uzoqlikda shakllangan. Agar Yer va Marsning paydo bo'lishi uchun shartlar deyarli bir xil bo'lgan bo'lsa, nega endi bu sayyoralar juda farq qiladi?

Hammasi o'lchamga bog'liq - Yer bilan bir xil materialdan hosil bo'lgan Mars bir paytlar bizning sayyoramiz kabi suyuq va issiq metall yadroga ega edi. Buning isboti - ko'plab so'ngan vulqonlar, ammo "qizil sayyora" Yerdan ancha kichikroq. Bu tezroq soviganligini anglatadi. Suyuq yadro nihoyat sovigan va qattiqlashganda, konveksiya jarayoni tugadi va u bilan birga sayyoraning magnit qalqoni - magnitosfera yo'qoldi. Natijada, sayyora Quyoshning halokatli energiyasidan himoyasiz qoldi va Mars atmosferasi quyosh shamoli (radioaktiv ionlangan zarralarning ulkan oqimi) tomonidan deyarli butunlay olib ketildi. “Qizil sayyora” jonsiz, zerikarli sahroga aylandi...

Endi Marsdagi atmosfera yupqa, siyrak gaz qobig'i bo'lib, sayyora sirtini yoqib yuboradigan halokatli gazning kirib kelishiga dosh bera olmaydi. Marsning termal bo'shashishi, masalan, atmosferasi ancha zichroq bo'lgan Veneranikidan bir necha daraja kichikroqdir. Issiqlik sig'imi juda past bo'lgan Mars atmosferasi kunlik o'rtacha shamol tezligini yanada aniqroq hosil qiladi.

Mars atmosferasining tarkibi juda yuqori (95%) bilan tavsiflanadi. Atmosferada azot (taxminan 2,7%), argon (taxminan 1,6%) va oz miqdorda kislorod (0,13% dan ko'p bo'lmagan) mavjud. Marsning atmosfera bosimi sayyora yuzasidagi bosimdan 160 baravar yuqori. Yer atmosferasidan farqli o'laroq, bu erdagi gaz qobig'i sezilarli o'zgaruvchan xususiyatga ega, chunki sayyoramizning katta miqdordagi karbonat angidridni o'z ichiga olgan qutb qopqoqlari bir yillik tsikl davomida erishi va muzlashi bilan bog'liq.

Mars Express tadqiqot kosmik kemasidan olingan ma'lumotlarga ko'ra, Mars atmosferasida bir oz metan mavjud. Bu gazning o'ziga xos xususiyati uning tez parchalanishidir. Bu shuni anglatadiki, sayyoramizning biron bir joyida metanni to'ldirish manbai bo'lishi kerak. Bu erda faqat ikkita variant bo'lishi mumkin - yoki izlari hali aniqlanmagan geologik faollik yoki mikroorganizmlarning hayotiy faoliyati, bu bizning Quyosh tizimidagi hayot markazlarining mavjudligi haqidagi tushunchamizni o'zgartirishi mumkin.

Mars atmosferasining xarakterli ta'siri bir necha oy davom etishi mumkin bo'lgan chang bo'ronidir. Sayyoramizning bu zich havo qoplamasi asosan kislorod va suv bug'ining kichik qo'shimchalari bo'lgan karbonat angidriddan iborat. Bu uzoq davom etuvchi ta'sir Marsning juda past tortishish kuchi bilan bog'liq bo'lib, bu hatto juda kam uchraydigan atmosferaga ham yer yuzidan milliardlab tonna changni ko'tarishga va uzoq vaqt ushlab turishga imkon beradi.

Bugungi kunda nafaqat fantast yozuvchilar, balki haqiqiy olimlar, biznesmenlar va siyosatchilar ham Marsga parvozlar va uning mustamlaka qilinishi mumkinligi haqida gapirishadi. Zondlar va rovers geologik xususiyatlar haqida javob berdi. Biroq, boshqariladigan missiyalar uchun Marsda atmosfera bor yoki yo'qligini va uning tuzilishi qanday ekanligini tushunish kerak.


Umumiy ma'lumot

Marsning o'ziga xos atmosferasi bor, lekin u Yer atmosferasining atigi 1 foizini tashkil qiladi. Venera singari, u asosan karbonat angidriddan iborat, lekin yana ancha yupqaroq. Nisbatan zich qatlam 100 km (taqqoslash uchun, turli hisob-kitoblarga ko'ra, Yerda 500 - 1000 km bor). Shu sababli, quyosh nurlanishidan himoya yo'q va harorat rejimi amalda tartibga solinmaydi. Biz bilganimizdek Marsda havo yo'q.

Olimlar aniq tarkibni aniqladilar:

  • Karbonat angidrid - 96%.
  • Argon - 2,1%.
  • Azot - 1,9%.

Metan 2003 yilda topilgan. Ushbu kashfiyot Qizil sayyoraga qiziqish uyg'otdi, ko'plab mamlakatlar parvoz va mustamlakachilik haqida gapirishga olib kelgan tadqiqot dasturlarini boshladilar.

Past zichlik tufayli harorat rejimi tartibga solinmaydi, shuning uchun farqlar o'rtacha 100 0 S. Kunduzi +30 0 C etarlicha qulay sharoitlar o'rnatiladi va kechasi sirt harorati -80 0 S gacha tushadi. bosim 0,6 kPa (erning indikatoridan 1/110). Sayyoramizda xuddi shunday sharoitlar 35 km balandlikda sodir bo'ladi. Bu himoyasiz odam uchun asosiy xavf - uni o'ldiradigan harorat yoki gazlar emas, balki bosim.

Sirt yaqinida har doim chang bor. Past tortishish tufayli bulutlar 50 km gacha ko'tariladi. Kuchli harorat o'zgarishi 100 m / s gacha bo'lgan shamollarga olib keladi, shuning uchun Marsda chang bo'ronlari tez-tez uchraydi. Havo massalarida zarrachalarning past konsentratsiyasi tufayli ular jiddiy xavf tug'dirmaydi.

Mars atmosferasi qanday qatlamlardan iborat?

Og'irlik kuchi Yernikidan kamroq, shuning uchun Mars atmosferasi zichlik va bosimga ko'ra qatlamlarga unchalik aniq bo'linmaydi. Bir hil tarkib 11 km belgigacha saqlanib qoladi, keyin atmosfera qatlamlarga ajrala boshlaydi. 100 km dan yuqori zichlik minimal qiymatlarga tushadi.

  • Troposfera - 20 km gacha.
  • Stratomesosfera - 100 km gacha.
  • Termosfera - 200 km gacha.
  • Ionosfera - 500 km gacha.

Atmosferaning yuqori qismida engil gazlar - vodorod, uglerod mavjud. Bu qatlamlarda kislorod to'planadi. Atom vodorodining alohida zarralari 20 000 km gacha bo'lgan masofalarga tarqalib, vodorod tojini hosil qiladi. Ekstremal mintaqalar va kosmos o'rtasida aniq bo'linish yo'q.

Yuqori atmosfera

20-30 km dan ortiq balandlikda termosfera - yuqori mintaqalar joylashgan. Tarkibi 200 km balandlikda barqaror bo'lib qoladi. Bu erda atomik kislorodning yuqori miqdori mavjud. Harorat ancha past - 200-300 K gacha (-70 dan -200 0 S gacha). Keyinchalik ionosfera keladi, unda ionlar neytral elementlar bilan reaksiyaga kirishadi.

Pastki atmosfera

Yil fasliga qarab bu qatlamning chegarasi o'zgaradi va bu zona tropopauza deb ataladi. O'rtacha harorati -133 0 S bo'lgan stratomesosferani yanada kengaytiradi. Yerda u kosmik nurlanishdan himoya qiluvchi ozonni o'z ichiga oladi. Marsda u 50-60 km balandlikda to'planadi va keyin amalda yo'q.

Atmosfera tarkibi

Yer atmosferasi azot (78%) va kislorod (20%)dan iborat bo'lib, oz miqdorda argon, karbonat angidrid, metan va boshqalar mavjud. Bunday sharoitlar hayotning paydo bo'lishi uchun optimal hisoblanadi. Marsdagi havo tarkibi sezilarli darajada farq qiladi. Mars atmosferasining asosiy elementi karbonat angidriddir - taxminan 95%. Azot 3%, argon 1,6% ni tashkil qiladi. Kislorodning umumiy miqdori 0,14% dan oshmaydi.

Ushbu kompozitsiya Qizil sayyoraning zaif tortishish kuchi tufayli shakllangan. Eng barqaror og'ir karbonat angidrid bo'lib, u vulqon faoliyati natijasida doimiy ravishda to'ldiriladi. Yengil gazlar kam tortishish kuchi va magnit maydonning yo'qligi tufayli kosmosda tarqaladi. Azot tortishish kuchi bilan ikki atomli molekula shaklida ushlab turiladi, lekin nurlanish ta'sirida bo'linadi va yagona atomlar shaklida kosmosga uchadi.

Vaziyat kislorod bilan o'xshash, lekin yuqori qatlamlarda u uglerod va vodorod bilan reaksiyaga kirishadi. Biroq, olimlar reaktsiyalarning o'ziga xos xususiyatlarini to'liq tushunishmaydi. Hisob-kitoblarga ko'ra, karbon monoksit CO miqdori ko'proq bo'lishi kerak, lekin oxirida u karbonat angidrid CO2 ga oksidlanadi va sirtga cho'kadi. Alohida, molekulyar kislorod O2 faqat fotonlar ta'sirida yuqori qatlamlarda karbonat angidrid va suvning kimyoviy parchalanishidan keyin paydo bo'ladi. Bu Marsda kondensatsiyalanmaydigan moddalarga ishora qiladi.

Olimlarning fikricha, millionlab yillar oldin kislorod miqdori Yerdagi kislorod miqdori bilan taqqoslangan - 15-20%. Sharoitlar nima uchun o'zgarganligi hozircha ma'lum emas. Biroq, alohida atomlar faol ravishda qochib qutula olmaydi va kattaroq og'irlik tufayli u hatto to'planadi. Qaysidir darajada teskari jarayon kuzatiladi.

Boshqa muhim elementlar:

  • Ozon deyarli yo'q, sirtdan 30-60 km uzoqlikda bitta to'planish maydoni mavjud.
  • Suv miqdori Yerning eng qurg'oqchil mintaqasiga qaraganda 100-200 baravar kam.
  • Metan - noma'lum tabiatning emissiyasi kuzatilmoqda va hozirgacha Mars uchun eng ko'p muhokama qilingan moddadir.

Erdagi metan ozuqa moddasi sifatida tasniflanadi, shuning uchun u organik moddalar bilan bog'liq bo'lishi mumkin. Tashqi ko'rinish va tez yo'q qilishning tabiati hali tushuntirilmagan, shuning uchun olimlar bu savollarga javob izlamoqda.

Ilgari Mars atmosferasi bilan nima sodir bo'ldi?

Sayyora mavjud bo'lgan millionlab yillar davomida atmosferaning tarkibi va tuzilishi o'zgaradi. Tadqiqotlar natijasida suv yuzasida o'tmishda suyuq okeanlar mavjud bo'lganligi haqida dalillar paydo bo'ldi. Biroq, endi suv bug 'yoki muz shaklida oz miqdorda qoladi.

Suyuqlikning yo'qolishining sabablari:

  • Past atmosfera bosimi Yerda bo'lgani kabi suvni uzoq vaqt davomida suyuq holatda ushlab turishga qodir emas.
  • Gravitatsiya bug 'bulutlarini ushlab turish uchun etarlicha kuchli emas.
  • Magnit maydon yo'qligi sababli materiya quyosh shamoli zarralari tomonidan kosmosga olib ketiladi.
  • Haroratning sezilarli o'zgarishi bilan suv faqat qattiq holatda saqlanishi mumkin.

Boshqacha qilib aytganda, Mars atmosferasi suvni suyuqlik sifatida ushlab turish uchun etarlicha zich emas va kichik tortishish kuchi vodorod va kislorodni ushlab turishga qodir emas.
Mutaxassislarning fikricha, Qizil sayyorada hayot uchun qulay sharoitlar taxminan 4 milliard yil avval shakllangan bo'lishi mumkin edi. Balki o'sha paytda hayot bo'lgandir.

Yo'q qilishning quyidagi sabablari nomlanadi:

  • Quyosh radiatsiyasidan himoya etishmasligi va millionlab yillar davomida atmosferaning asta-sekin kamayishi.
  • Atmosferani bir zumda vayron qilgan meteorit yoki boshqa kosmik jism bilan to'qnashuv.

Birinchi sabab hozircha kattaroqdir, chunki global falokatning izlari hali topilmagan. Xuddi shunday xulosalar Curiosity avtonom stansiyasini o'rganish tufayli ham chiqarildi. Mars roveri havoning aniq tarkibini aniqladi.

Marsning qadimgi atmosferasida juda ko'p kislorod mavjud edi

Bugungi kunda olimlar Qizil sayyorada ilgari suv bo'lganiga shubha qilishmaydi. Okeanlar konturlarining ko'plab ko'rinishlarida. Vizual kuzatuvlar maxsus tadqiqotlar bilan tasdiqlangan. Roverlar sobiq dengizlar va daryolar vodiylarida tuproq sinovlarini o'tkazdilar va kimyoviy tarkibi dastlabki taxminlarni tasdiqladi.

Hozirgi sharoitda sayyora yuzasidagi har qanday suyuq suv bosim juda past bo'lgani uchun bir zumda bug'lanadi. Biroq, agar qadim zamonlarda okeanlar va ko'llar mavjud bo'lsa, sharoitlar boshqacha edi. Taxminlardan biri kislorod ulushi taxminan 15-20% bo'lgan boshqa kompozitsiya, shuningdek, azot va argonning ko'paygan nisbati. Ushbu shaklda Mars bizning uy sayyoramiz bilan deyarli bir xil bo'ladi - suyuq suv, kislorod va azot bilan.

Boshqa olimlar quyosh shamolidan himoya qila oladigan to'liq magnit maydon mavjudligini taklif qilishdi. Uning kuchi Yerning kuchi bilan taqqoslanadi va bu hayotning kelib chiqishi va rivojlanishi uchun shart-sharoitlarning mavjudligi foydasiga gapiradigan yana bir omil.

Atmosfera buzilishining sabablari

Rivojlanishning cho'qqisi Hesperia davrida (3,5-2,5 milliard yil oldin) sodir bo'lgan. Tekislikda kattaligi bo'yicha Shimoliy Muz okeani bilan taqqoslanadigan sho'r okean bor edi. Sirtdagi harorat 40-50 0 S ga yetdi, bosim esa 1 atm atrofida edi. O'sha davrda tirik organizmlarning mavjudligi ehtimoli yuqori. Biroq, "farovonlik" davri murakkab, juda kam aqlli hayotning paydo bo'lishi uchun etarli emas edi.

Asosiy sabablardan biri - sayyoramizning kichikligi. Mars Yerdan kichikroq, shuning uchun tortishish va magnit maydon zaifroq. Natijada, quyosh shamoli zarralarni faol ravishda urib yubordi va tom ma'noda qobiq qatlamini kesib tashladi. Atmosferaning tarkibi 1 milliard yil davomida o'zgara boshladi, shundan so'ng iqlim o'zgarishi halokatli bo'ldi. Bosimning pasayishi suyuqlikning bug'lanishiga va haroratning o'zgarishiga olib keldi.

Muayyan sayyoraning iqlim sharoitini baholashda keng tarqalgan xato - bu bosimni zichlik bilan aralashtirishdir. Garchi nazariy nuqtai nazardan barchamiz bosim va zichlik o'rtasidagi farqni bilsak ham, aslida erdagi atmosfera bosimini ma'lum bir sayyoraning atmosfera bosimi bilan ehtiyot choralarisiz solishtirish qabul qilinadi.

Gravitatsiya taxminan bir xil bo'lgan har qanday er usti laboratoriyasida bu ehtiyot chorasi kerak emas va ko'pincha bosimni zichlik uchun "sinonim" sifatida ishlatadi. Ba'zi hodisalar "bosim/harorat" qiymati bo'yicha xavfsiz tarzda ko'rib chiqiladi, masalan, yuz diagrammasi (yoki holat diagrammasi), bu erda "zichlik-harorat koeffitsienti" yoki "bosim ostida/harorat" haqida gapirish to'g'riroq bo'ladi. Aks holda biz kosmosda aylanib yuradigan kosmik kemalarda tortishish (va keyin vaznsizlik) bo'lmaganda suyuq suv mavjudligini tushunmaymiz!

Aslida, texnik jihatdan, atmosfera bosimi bizning boshimiz ustidagi ma'lum miqdordagi gazning ostidagi hamma narsaga ta'sir qiladigan "og'irlik" dir. Biroq, haqiqiy muammo shundaki, vazn nafaqat zichlikdan, balki tortishish kuchidan ham kelib chiqadi. Agar biz, masalan, Yerning tortishish kuchini 1/3 ga kamaytirsak, Shubhasiz, bizdan yuqori bo'lgan bir xil miqdordagi gaz o'zining dastlabki og'irligining uchdan biriga ega bo'ladi, Gaz miqdori mutlaqo bir xil bo'lishiga qaramay. Shunday qilib, ikki sayyora o'rtasidagi iqlim sharoitlarini solishtirishda bosim haqida emas, balki zichlik haqida gapirish to'g'ri bo'ladi.

Biz bu tamoyilni yer atmosfera bosimini o‘lchagan birinchi hujjat bo‘lgan Torricelli barometrining ishlashini tahlil qilish orqali juda yaxshi tushunamiz. Agar yopiq trubkani bir tomondan simob bilan to'ldirib, uni ochiq uchi simob bilan to'ldirilgan idishga botirilib vertikal ravishda o'rnatsak, siz somonning yuqori qismida vakuum kamerasi hosil bo'lishini ko'rasiz. Torricelli, aslida, somonga ta'sir qiladigan tashqi bosim simobning o'ziga xos mahsulotini, Yerning tortishish tezlashishini va simob ustunining balandligini hisoblab, atmosfera ustidagi og'irlikni taxminan 76 sm bo'lgan simob ustunini qo'llab-quvvatlashini ta'kidladi. hisoblangan.

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

O'z davri uchun ajoyib bo'lgan bu tizim Yerliklarga nisbatan kuchli cheklovlarga ega edi. Aslida, formulaning uchta omilidan ikkitasida haqiqiy tortishish kabi, tortishishdagi har qanday farq barometrning javobida kvadratik farqni hosil qiladi, keyin esa xuddi shu havo ustuni, asl 1/3 qismi bo'lgan sayyorada. tortishish, ishlab chiqaradi, barometr uchun, Torricelli , bosim ostida 1/9 asl qiymati.
Shubhasiz, instrumental artefaktlardan tashqari, haqiqat saqlanib qolmoqda: bir xil havo ustuni sayyoralarning tortishish kuchiga mutanosib bo'lgan vaznga ega bo'ladi, vaqti-vaqti bilan bizda shunday oddiygina bo'ladiki, barometrik bosim zichlikning mutlaq ko'rsatkichi emas!
Mars atmosferasini tahlil qilishda bu ta'sir muntazam ravishda e'tiborga olinmaydi. Biz hPadagi bosim haqida osongina gapiramiz va to'g'ridan-to'g'ri erdan harakat qilamiz, hPa bosimini butunlay e'tiborsiz qoldiramiz, ya'ni Marsdagi tortishish Yerning 1/3 qismini tashkil qiladi (38% aniqlik uchun). Marsda suv suyuq holatda bo'lmasligini ko'rsatish uchun suvning oldingi diagrammalariga qaraganingizda qilgan xatolaringiz. Xususan, er yuzidagi suvning uchlik nuqtasi 6,1 hPa, lekin tortishish kuchi 38% bo'lgan Marsda, agar siz hPa da qilsangiz, u mutlaqo 6,1 bo'ladi, lekin 2,318 hPa uchun (garchi barometr Torricelli ni belgilaydi. 0,88 hPa). Biroq, bu tahlil, mening fikrimcha, har doim firibgarlik, tizimli ravishda oldini olish, erning bir xil ma'nolarini belgilashni tiklaydi. Mars atmosfera bosimi uchun 5-7 GPA ning xuddi shunday ko'rsatkichi yerdagi tortishish yoki Mars nuqtai nazaridan aniq ko'rsatilmagan.
Aslida, Marsdagi 7 hPa er yuzidagi gaz zichligiga ega bo'lishi kerak, bu taxminan 18,4 hPa. Bu mutlaqo barcha zamonaviy tadkikotlar oldini oladi, Aytaylik, ikkinchi yarmida 60 Bundan tashqari, Ilgari bosim yerning o'ndan bir qismi, lekin 1/3 zichligi bilan qat'iy aytilgan edi. Sof ilmiy nuqtai nazardan, havo ustunining haqiqiy og'irligi ko'rib chiqildi, bu uning erdagi haqiqiy og'irligining 1/3 qismini tashkil qiladi, lekin aslida zichlik erning 1/3 qismiga teng edi. Yaqinda o'tkazilgan tadqiqotlar bu farqning mavjudligini qanday ko'rsatmoqda?

Balki, suvning suyuq fazasini saqlab qolishning iloji yo'qligi haqida gapirish osonroqdir?
Bu tezisga boshqa maslahatlar ham bor: har bir atmosfera aslida yorug'likning tarqalishini (tarqalishini) asosan ko'k rangda hosil qiladi, buni hatto Marsda ham oson tahlil qilish mumkin. Mars atmosferasi Marsning panoramali tasvirining ko'k rangli tarkibiy qismini ajratib, uni qizg'ish qilish uchun chang to'plami bo'lsa-da, siz Mars atmosferasining zichligi haqida tasavvurga ega bo'lishingiz mumkin. Agar biz er osmonining turli balandliklarda olingan tasvirlarini, keyin esa turli darajadagi zichlik bilan solishtirsak, biz 7 hPa ni topishimiz kerak bo'lgan nominal hajmini tushunamiz, ya'ni. 35.000 m, osmon butunlay qora, Salvo Fair ufq chizig'i bo'lib, u erda biz hali ham atmosfera qatlamlarida ko'ramiz.

Chapda: 1999 yil 22 iyunda Pathfinder zond tomonidan olingan Mars manzarasining suratga olinishi. Manba: http://photojournal.JPL. nasa.gov/catalog/PIA01546 o'ngda: uning yonidagi ko'k kanal shakli; Osmonning shiddatiga e'tibor bering!

Chapda: Sidney - Avstraliyaning janubi-sharqidagi shahar, Yangi Janubiy Uels shtatining poytaxti, balandligi 6 m. O'ngda: Keyingi ko'k kanal chizmasi.

Chapda: Sidney, lekin har doim qum bo'roni paytida. O'ngda: uning yonidagi ko'k kanal chizmasi; Ko'rib turganingizdek, to'xtatilgan chang NASA Mars misolida da'vo qilinganidan farqli o'laroq, osmonning yorqinligini oshirmaydi, kamaytiradi!

Shubhasiz, ko'k chiziq bilan filtrlangan Mars osmonining fotosuratlari ancha yorqinroq bo'lib, Everest tog'ida, 9000 m dan sal pastroqda olingan suratlar bilan deyarli solishtirish mumkin, bu erda atmosfera bosimi dengiz sathidagi normal bosimning 1/3 qismini tashkil qiladi.

Marsdagi atmosfera zichligi e'lon qilinganidan yuqori bo'lishining jiddiy foydasi haqida yana bir dalil chang iblislari fenomeni tomonidan taqdim etildi. Ushbu "mini tornadolar" bir necha kilometrgacha bo'lgan qum ustunlarini ko'tarishga qodir; Lekin bu qanday mumkin?
NASAning o'zi ularni vakuum kamerasida taqlid qilishga urinib ko'rdi va Mars bosimini 7 hPa taqlid qildi va bosim kamida 11 marta ko'tarilmasa, ular bu hodisani taqlid qila olmadilar! Dastlabki bosim, hatto juda kuchli fanni ishlatganda ham, hech narsani olib tashlay olmadi!
Darhaqiqat, 7 GPa haqiqatan ham oddiy, chunki dengiz sathidan ko'tarilishdan tashqari, fraksiyonel qiymatlar uchun darhol tezda pasayadi; ammo keyin barcha hodisalar Olimp tog'i yaqinida kuzatiladi, ya'ni balandligi 17 km, Bu qanday bo'ladi?

Teleskopik kuzatuvlardan ma'lumki, Mars juda faol atmosferaga ega, ayniqsa qum bo'ronlari emas, balki bulutlar va tumanlarning shakllanishi bilan bog'liq. Marsni teleskop orqali kuzatish, ko'k filtrni o'rnatish orqali siz ushbu atmosfera hodisalarining barchasini ta'kidlashingiz mumkin, bu unchalik ahamiyatsiz emas. Ertalab va kechqurun tuman, orografik bulutlar, qutbli bulutlar doimo o'rtacha media kuchiga ega teleskopda kuzatilgan. Har kim, masalan, oddiy grafik dasturi bilan Mars tasvirining uchta qizil darajasini, yashil, ko'k ranglarini ajratib, uning qanday ishlashini tekshirishi mumkin. Qizil kanalga mos keladigan rasm bizga yaxshi topografik xaritani beradi, ko'k kanal esa qutb muzliklari va bulutlarni ko'rsatadi. Bundan tashqari, kosmik teleskopdan olingan tasvirlarda siz atmosfera tomonidan paydo bo'lgan ko'k chegarani ko'rasiz, keyin esa tasvir joyida ko'rsatilganidek emas, ko'k va qizil ko'rinadi.

Xabbl teleskopi tomonidan olingan Marsning odatiy suratlari. Manba: http://Science.NASA.gov/Science-News/Science-at-NASA/1999/ast23apr99_1/

Qizil kanal (chapda), Yashil kanal (Markazda) va Moviy kanal (o'ngda); Ekvator bulutiga e'tibor bering.

Yana bir qiziq nuqta - qutb konlarini tahlil qilish; balandlik ma'lumotlari va gravitometriyaning kesishishi natijasida qutb konlari mavsumiy ravishda Shimoliy qutbda taxminan 1,5 metrga va janubiy qutbda 2,5 metrga farq qilishini aniqlash mumkin emas edi, maksimal balandlikda taxminan 0,5 g bo'lgan paytda aholining o'rtacha zichligi. /sm 3.

Bu holda CO 2 dagi 1 mm qorning zichligi 0,04903325 hPa bosim hosil qiladi; Endi, agar biz eng optimistik Mars bosimini 18,4 hPa dan yuqori deb hisoblasak ham, CO 2 Mars atmosferasining 100% emas, balki 95% ni tashkil etishini e'tiborsiz qoldirsak, agar biz hammamiz er yuzidagi atmosferani zichlashtirsak, biz 37,5 qatlamga ega bo'lamiz. sm qalin!
Boshqa tomondan, 0,5 g / sm 3 zichlikdagi 1,5 fut karbonat angidrid qor 122,6 hPa o'rniga 73,5 hPa va 2,5 metr bosim hosil qiladi!

Vaqt evolyutsiyasi sirt atmosfera bosimi, ikki Viking Lander 1 va 2 qayd (Viking Lander 1 U 22,48 ° n, 49,97 ° G'arbiy uzunlik, o'rtacha 1,5 Km pastda Chrys kosmizmi qo'ndi. Viking Lander 2 U 47 ° n da Utopia kosmizmi qo'ndi. 225,74 ° G'arbiy uzunlik, o'rtacha darajadan 3 Km past), Mars missiyasining dastlabki uch yilida: 1-yil (nuqtalar), 2-yil (qattiq chiziq) va 3 yil (chiziq chiziq) bir xil ustunga to'g'ri keladi. Manba Tillman and Guest (1987) (Shuningdek qarang: Tillman 1989).

Shuni ham yodda tutingki, agar quruq muzning mavsumiy massasi ikki yarim sharda o'xshash bo'lsa, u global atmosfera bosimining mavsumiy o'zgarishiga olib kelmasligi kerak, chunki qutb qopqog'ining qulashi har doim boshqa yarim sharda poldagi kondensatsiya bilan qoplanadi.

Ammo biz bilamizki, Mars orbitasining tekislanishi ikki yarim sharning o'rtacha haroratida deyarli 20 ° C, cho'qqidan 30 ° C gacha kenglik -30 ° ~ foydasiga farq qiladi. Shuni yodda tutingki, 7 GPa CO 2 ICES -123 ° C (~ 150 ° K), 18,4 hPa da (Marsning tortishish kuchi uchun to'g'ri qiymat) ICES ~ -116 ° C (~ 157 ° K) gacha.

Boreal bahorda Mariner 9 missiyasi tomonidan to'plangan ma'lumotlarni taqqoslash (Ls = 43 - 54 °). Grafikda IRIS tajribasi tomonidan aniqlangan haroratdan (Kelvinda) yuqoridagi qattiq chiziq sifatida ko'rsatilgan. Chiziq-nuqta egri chiziqlari mahalliy shamollarni (m s-1 da) shamol termal balansidan kelib chiqqan holda ko'rsatadi (Pollack et. 1981). O'rta grafik xuddi shu mavsum uchun simulyatsiya qilingan haroratni (K) ko'rsatadi, pastki grafik esa simulyatsiya qilingan shamollarni (m s-1 da) ko'rsatadi. Manba: "Meteorologik o'zgaruvchanlik va Marsdagi yillik sirt bosimi aylanishi" Frederik Xourdin, Le Van Fu, Fransua Forget, Olivier Talagran (1993)

Mariner 9 ma'lumotlariga ko'ra, biz faqat Janubiy qutbda kerakli ob-havo sharoitlarini topamiz, garchi global geodezik (MGS) er bilan bog'liq bo'lgan zararlarga ko'ra, ikkala yarim sharda ham mavjud bo'lishi mumkin.

Marsdagi tuproqning Selsiy gradusidagi minimal harorati, Mars Global Surveyor (MGS) bortidagi Termal Spektrometrdan (TES) olingan. Quyoshning gorizontal va vertikal kenglik uzunligida (Ls). Jadvalning ko'k qismida minimal harorat, o'rtacha yillik maksimal va har doim kunlik minimal haroratlarga ishora qilingan.

Keyin, xulosa qilish uchun, atmosfera -123 ° C dan nolga -132 ° C gacha bo'lgan minimal haroratga yetadigan ko'rinadi; Shuni ta'kidlaymanki, -132 ° 2 da bosim muzsiz 1,4 GPa dan oshmasligi kerak!

Karbonat angidrid bug 'bosimi grafigi; Ushbu grafikning boshqa yordamchi dasturlari qatorida, ma'lum bir haroratda kondensatsiyadan oldin (bu holda muzda) CO2 erishish mumkin bo'lgan maksimal bosimni aniqlashingiz mumkin.

Ammo mavsumiy qutb konlariga qaytaylik; Yuqorida aytib o'tganimizdek, hech bo'lmaganda kechasi, 60 ° kenglikda, quruq muz hosil bo'lishi uchun sharoitlar mavjud bo'lib tuyuladi, lekin qutbli tunda aslida nima sodir bo'ladi?

Ikkita mutlaqo boshqa holatdan boshlaylik: havo massasini sovutish uchun sirtdan kondensatsiya yoki "sovuq".

Birinchi holda, tuproq harorati karbonat angidridning muzlash chegarasidan pastga tushadi deb taxmin qiling; Muzning o'zi hosil bo'lgan issiqlik izolatsiyasi jarayonni to'xtatish uchun etarli bo'lmaguncha, tuproq tobora ko'proq muz qatlami bilan qoplana boshlaydi. Quruq muz holatida, u yaxshi issiqlik izolyatori bo'lsa-da, u juda kichik, shuning uchun bu hodisaning o'zi kuzatilgan muz to'planishini oqlash uchun etarli darajada samarali emas! Buning isboti sifatida Shimoliy qutb va janubiy qutbda rekord -132°C boʻlib, bu yerda minimal -130°C (TES MGS maʼlumotlariga koʻra). Mars orbitasi va spektroskopik yo'ldan -132 ° C ni aniqlash qanchalik ishonchli ekanligi meni ham qiziqtiradi, chunki bu haroratda tuproqning o'zi kondensatsiya jarayonidan yashirilishi kerak!

Ikkinchi holda, agar havo massasi (bu holda deyarli toza CO 2) shudring nuqtasiga etib borsa, harorat tushishi bilan uning bosimi o'sha haroratda ushbu gaz uchun "bug 'bosimi" tomonidan belgilangan chegaradan oshmaydi. , har qanday ortiqcha gaz massasining zudlik bilan kondensatsiyasiga olib keladi! Aslida, bu jarayonning samaradorligi haqiqatan ham dramatik; Agar biz Marsda xuddi shunday hodisani simulyatsiya qiladigan bo'lsak, yaratadigan hodisalar zanjirini ham ko'rib chiqishimiz kerak bo'ladi.

Biz janubiy qutbning haroratini pasaytiramiz, masalan -130 ° C, dastlabki bosim 7 hPa; kelishi bosimi ~ 2 GPa bo'lishi kerak, quruq muz qor yog'ingarchilik sabab ~ 50 sm qalin (0,1 Gy / sm 2) 0,5 Gy / sm 2 o'yin ~ 10 sm qalinlikda siqilgan bo'lsa. Albatta, bunday bosim farqi qo'shni hududlardan past (zanjirli) bosim va harorat ta'sirida, zudlik bilan atrofdagi hududlardan havo bo'ladi, ammo kondensatsiya - qordagi har bir kishining hissasi. Jarayonning o'zi ham bir vaqtning o'zida issiqlik energiyasini ishlab chiqarishga intiladi (keyin harorat ko'tariladi), lekin agar harorat -130 ° C da qolsa, kondensatsiya jarayoni barcha sayyoralar 2 hPa muvozanat bosimiga yetganda to'xtaydi!

Ushbu kichik simulyatsiya minimal harorat va atmosfera bosimining o'zgarishi o'rtasidagi bog'liqlikni tushunish uchun, minimal harorat va bosimning nima uchun bog'liqligini tushuntirish uchun ishlatiladi. Ikkita Viking Landers tomonidan qayd etilgan atmosfera bosimi grafiklaridan biz bilamizki, Vikings 1 uchun bosim minimal 6,8 GPa va maksimal 9,0 hPa dan o'zgarib turadi, o'rtacha qiymat 7,9 ga teng. Vikings 2 uchun maqbul qiymatlar 7,4 HPA dan 10,1 GPa gacha, o'rtacha 8,75 hPa. Shuningdek, VL 1 Marsning o'rtacha darajasidan pastroqda 1,5 Km va VL 2 3 Km ga qo'nganini ham bilamiz. Marsning o'rtacha darajasi 6,1 hPa ekanligini hisobga olsak (suvning uch nuqtasidan sodir bo'ladi!), agar yuqoridagi qiymatlarni o'rtacha 6,1 hPagacha o'lchaydigan bo'lsak, ikkalasi ham 5,2 ± 0,05 hPa dan past va maksimal darajada o'zgarib turadi. 7 ± 0,05 hPa. Minimal qiymat 5,2 GPa, past harorat bo'lsa-da, biz sizning ma'lumotlaringiz bilan aniq kelishmovchilikda ~ -125 ° C (~ 148 ° K) olamiz. Endi, 7 HPA dan 5,2 HPA gacha bo'lgan bosimning pasayishi 18,4 sm qalinlikda (0,1 Gy/sm 2) yotqizilgan bo'lsa, 0,5 Gy/sm 2 ga siqilgan bo'lsa ~ 3,7 sm qalinlikda va janubiy qutb qopqog'ining yuzasi ~ 1 bo'ladi. / 20 Marsning umumiy yuzasi (albatta sukut bo'yicha yaqinlashmoqda!), 3,7 sm X 20 = 74 sm, Bu topilgan qutb konlari ichida ancha kichikroq qiymatdir!

Shuning uchun, agar biri boshqasini qo'llab-quvvatlamasa, termal ma'lumotlar va ob-havo ma'lumotlari o'rtasida aniq qarama-qarshilik mavjud! Bunday past harorat bosimning kuchli o'zgarishiga olib keladi (hatto kunduzi va kechasi o'rtasida!) yoki hatto umumiy bosimning pasayishiga olib keladi! Biroq, boshqa tomondan, 7 nominal HPA changi, jarliklar, osmon yorug'ligi tarqalishi yoki o'tish davri qutb konlarining kattaligi kabi hodisalarni hisobga olish uchun mutlaqo etarli emas, siz buni 7 hPa atmosfera bosimidan yaxshiroq tushuntirdingiz.

Hozirgacha faqat atmosferaning asosiy tarkibiy qismlaridan biri hisoblangan (~ 95%) karbonat angidrid bilan bog'liq jihatlar ko'rib chiqildi; Ammo agar biz ushbu tahlilga hatto suvni ham kiritsak, 7 GPa belgisi mutlaqo kulgili bo'ladi!
Misol uchun, juda past bosim va taxminan 27 ° C gacha bo'lgan haroratlarda suv faqat bug 'holatida bo'lishi kerak bo'lgan suyuq suv oqimining izlari (Nyuton krateriga qarang)!
Bunday vaziyatda ishonch bilan aytishimiz mumkinki, bosim (er sharoitida) 35 hPa dan kam bo'lishi mumkin emas!

Karbonat angidrid 95,32 %
Azot 2,7 %
Argon 1,6 %
Kislorod 0,13 %
Uglerod oksidi 0,07 %
suv bug'i 0,03 %
Azot oksidi (II) 0,013 %
Neon 0,00025 %
Kripton 0,00003 %
Ksenon 0,000008 %
Ozon 0,000003 %
Formaldegid 0,0000013 %

Mars atmosferasi- Mars sayyorasini o'rab turgan gaz qobig'i. U kimyoviy tarkibi va fizik parametrlari bo'yicha er atmosferasidan sezilarli darajada farq qiladi. Er yuzasidagi bosim 0,7-1,155 kPa (Yerning 1/110 qismi yoki Yer yuzasidan o'ttiz kilometrdan ortiq balandlikda Yer bosimiga teng). Atmosferaning taxminiy qalinligi 110 km. Atmosferaning taxminiy massasi 2,5 10 16 kg. Mars juda zaif magnit maydonga ega (Yernikiga nisbatan) va natijada quyosh shamoli atmosfera gazlarining koinotga kuniga 300±200 tonna (hozirgi quyosh faolligiga va Quyoshdan uzoqligiga qarab) tarqalishiga olib keladi. ).

Kimyoviy tarkibi

4 milliard yil oldin Mars atmosferasida yosh Yerdagi ulushiga teng miqdorda kislorod mavjud edi.

Haroratning o'zgarishi

Mars atmosferasi juda kam uchraydigan bo'lgani uchun u sirt haroratining kunlik tebranishlarini tekislamaydi. Ekvatordagi harorat kunduzi +30 ° C dan kechasi -80 ° C gacha. Qutblarda harorat -143°C gacha tushishi mumkin. Biroq, kunlik harorat o'zgarishi atmosferasiz Oy va Merkuriydagi kabi muhim emas. Past zichlik atmosferada keng miqyosli chang bo'ronlari va tornadolar, shamollar, tumanlar, bulutlar paydo bo'lishiga va sayyoramizning iqlimi va yuzasiga ta'sir qilishiga to'sqinlik qilmaydi.

Marsning haroratini aks ettiruvchi teleskopning fokusida joylashgan termometr yordamida birinchi o'lchovlar 1920-yillarning boshlarida amalga oshirilgan. 1922 yilda V. Lemplend tomonidan o'tkazilgan o'lchovlar Marsning o'rtacha sirt harorati 245 (-28 ° C), E. Pettit va S. Nikolson 1924 yilda 260 K (-13 ° C) ni tashkil etdi. Pastroq qiymat 1960 yilda W. Sinton va J. Strong tomonidan olingan: 230 K (-43 ° C).

Yillik tsikl

Atmosferaning massasi yil davomida katta hajmdagi karbonat angidridning qishda qutb qopqoqlarida kondensatsiyalanishi va yozda bug'lanishi tufayli juda o'zgaradi.

Mars ham Venera kabi Yerga o'xshash sayyoralardir. Ularning umumiy tomonlari ko'p, ammo farqlari ham bor. Olimlar uzoq kelajakda bo'lsa ham, Marsda hayot topish, shuningdek, Yerning ushbu "qarindoshi" ni terraformatsiya qilish umidini yo'qotmaydi. Qizil sayyora uchun bu vazifa Veneraga qaraganda oddiyroq ko'rinadi. Afsuski, Mars juda zaif magnit maydonga ega, bu esa vaziyatni murakkablashtiradi. Gap shundaki, magnit maydonning deyarli yo'qligi tufayli quyosh shamoli sayyora atmosferasiga juda kuchli ta'sir ko'rsatadi. Atmosfera gazlarining tarqalishiga olib keladi, shuning uchun kuniga 300 tonnaga yaqin atmosfera gazlari kosmosga chiqadi.

Mutaxassislarning fikriga ko'ra, milliardlab yillar davomida Mars atmosferasining qariyb 90 foizining tarqalishiga aynan quyosh shamoli sabab bo'lgan. Natijada, Mars yuzasidagi bosim 0,7-1,155 kPa (Yerning 1/110 qismi, Yerdagi bunday bosimni yerdan o'ttiz kilometr balandlikka ko'tarilishi bilan ko'rish mumkin).

Marsdagi atmosfera asosan azot, argon, kislorod va boshqa gazlarning kichik aralashmalari bo'lgan karbonat angidriddan (95%) iborat. Afsuski, Qizil sayyoradagi atmosferaning bosimi va tarkibi yerdagi tirik organizmlarning Qizil sayyorada nafas olishini imkonsiz qiladi. Ehtimol, ba'zi mikroskopik organizmlar omon qolishi mumkin, ammo bunday sharoitda ular o'zlarini qulay his qila olmaydilar.

Atmosferaning tarkibi bunday muammo emas. Agar Marsdagi atmosfera bosimi Yerdagi bosimning yarmi yoki uchdan bir qismiga teng bo‘lsa, kolonistlar yoki marsonavtlar kun va yilning ma’lum vaqtlarida skafandrsiz, faqat nafas olish apparati yordamida sayyora yuzasida bo‘lishlari mumkin edi. Ko'pgina quruqlikdagi organizmlar Marsda o'zlarini qulayroq his qiladilar.

NASA Marsni quyosh shamolidan himoya qilish orqali Yerning qo‘shnisiga atmosfera bosimini oshirish mumkin, deb hisoblaydi. Ushbu himoya magnit maydon tomonidan ta'minlanadi. Erda u gidrodinamik dinamo mexanizmi deb ataladigan mexanizm tufayli mavjud. Sayyoramizning suyuq yadrosida elektr o'tkazuvchan moddalar (erigan temir) oqimlari doimiy ravishda aylanadi, buning natijasida magnit maydonlarni hosil qiluvchi elektr toklari qo'zg'aladi. Yer yadrosidagi ichki oqimlar assimetrikdir, bu esa magnit maydonning kuchayishiga olib keladi. Yer magnitosferasi atmosferani quyosh shamoli tomonidan uchib ketishdan ishonchli himoya qiladi.


Dipol, Mars uchun magnit qalqon yaratish loyihasi mualliflarining hisob-kitoblariga ko'ra, quyosh shamolining sayyoraga etib borishiga imkon bermaydigan etarlicha kuchli magnit maydon hosil qiladi.

Afsuski, odamlar uchun Marsda (va Venerada) doimiy kuchli magnit maydon yo'q, faqat zaif izlar qayd etiladi. Mars Global Surveyor tufayli Mars qobig‘i ostidagi magnit moddani aniqlash mumkin bo‘ldi. NASAning fikricha, bu anomaliyalar bir vaqtlar magnit yadro taʼsirida hosil boʻlgan va sayyoraning oʻzi oʻz maydonini yoʻqotganidan keyin ham magnit xususiyatlarini saqlab qolgan.

Magnit qalqonni qayerdan olish mumkin

NASA ilmiy direktori Jim Grinning fikricha, Marsning tabiiy magnit maydonini hech bo'lmaganda hozir yoki hatto juda uzoq kelajakda tiklash mumkin emas. Lekin siz sun'iy maydon yaratishingiz mumkin. To'g'ri, Marsning o'zida emas, balki uning yonida. "Planetary Science Vision 2050" seminarida "Mars muhitining tadqiqot va fan uchun kelajagi" mavzusida so'zlagan Grin magnit qalqon yaratishni taklif qildi. Ushbu qalqon Mars L1, loyiha mualliflarining fikricha, Marsni quyosh shamolidan yopadi va sayyora o‘z atmosferasini tiklay boshlaydi. Qalqonni Mars va Quyosh o'rtasida o'rnatish rejalashtirilgan, u barqaror orbitada bo'ladi. Maydonni ulkan dipol yoki ikkita teng va qarama-qarshi zaryadlangan magnit yordamida yaratish rejalashtirilgan.


NASA diagrammasi magnit qalqon Marsni quyosh shamolidan qanday himoya qilishini ko'rsatadi

G‘oya mualliflari bir nechta simulyatsiya modellarini yaratdilar, ularning har biri magnit qalqon ishga tushirilgandan so‘ng Marsdagi bosim Yer bosimining yarmiga yetishini ko‘rsatdi. Xususan, Marsning qutblaridagi karbonat angidrid bug‘lanib, qattiq fazadan gazga aylanadi. Vaqt o'tishi bilan issiqxona effekti o'zini namoyon qiladi, Mars isinishni boshlaydi, ko'p joylarda sayyora yuzasiga yaqin bo'lgan muz eriydi va sayyora suv bilan qoplanadi. Taxminan 3,5 milliard yil oldin Marsda bunday sharoitlar mavjud bo'lgan deb ishoniladi.

Albatta, bu bugungi kunning loyihasi emas, lekin, ehtimol, keyingi asrda odamlar bu g'oyani amalga oshirishlari va Marsni terraformatsiya qilishlari, o'zlari uchun ikkinchi uy yaratishlari mumkin.