Есть ли атмосфера на марсе

Почему на Марсе холодно?

Марс — это суровый, холодный мир, условия на котором очень отличаются от привычных нам. Несмотря на то, что Солнце (при взгляде с поверхности Марса) кажется здесь лишь немногим меньше, чем при наблюдении с Земли, на самом деле Марс находится от него на расстоянии 228 миллионов километров, то есть значительно дальше, чем наша планета (149,5 млн. км.). Соответственно, и солнечной энергии этой планете достается на четверть меньше, чем Земле.

Однако расстояние от Солнца — только одна из причин того, почему планета Марс — холодная планета. Вторая причина — это слишком тонкая атмосфера Марса, состоящая на 95% из углекислого газа, и неспособная удержать достаточного количества тепла.

Почему атмосфера так важна? Потому что для нашей (и любой другой) планеты, она служит своего рода «термобельем», или «одеялом», препятствующим слишком быстрому остыванию поверхности. А теперь представьте, что если на Земле, с её весьма плотной атмосферой, в зимние периоды температура падает в отдельных регионах до -50-70 градусов по Цельсию, насколько холодно должно быть на Марсе, чье одеяло-атмосфера тоньше земной в 100 раз!

Снег на Марсе — пейзаж, как его увидел один из марсоходов на поверхности красной планеты. Честно говоря, у нас в Якутии я наблюдал точь в точь такие же пейзажи

Температура на Марсе днем и ночью

Итак, Марс это безжизненная и холодная планета, из-за тонкой атмосферы напрочь лишенная шанса когда-нибудь «согреться». Однако какая температура обычно наблюдается в марсианских условиях?

Средняя температура на Марсе составляет что-то около минус 60 градусов по Цельсию. Чтобы вы понимали насколько это холодно, то вот и пища к размышлению: на Земле средняя температура составляет +14,8 градусов, так что да, на Марсе весьма и весьма «прохладно». Зимой, в районе полюсов, температура на Марсе может опускаться до -125 градусов по Цельсию независимо от времени суток. Летним днем, вблизи экватора, на планете относительно тепло: до +20 градусов, однако ночью столбик термометра снова упадет до -73. Ничего не скажешь — условия просто экстремальные!

С падением температуры, частички двуокиси углерода в атмосфере Марса замерзают и выпадают в виде инея, покрывая поверхность и скалы планеты подобно снегу. Марсианский «снег» мало напоминает земной, ведь его снежинки по размерам не превышают размеров клеток-эритроцитов в человеческой крови. Скорее такой «снег» напоминает разряженный туман, оседающий на поверхность планеты по мере замерзания. Впрочем, как только настанет марсианское утро, и атмосфера планеты начнет прогреваться, углекислый газ вновь превратится в летучее соединение, и снова покроет всё вокруг белым туманом, пока не испарится полностью.

Ледяные шапки Марса в хороший телескоп видны даже с земли

Сезоны (времена года) на Марсе

Как и у нашей планеты, ось Марса несколько наклонена относительно плоскости, что в свою очередь означает, что также как на Земле, на Марсе есть и 4 сезона, или времени года. Однако из-за того, что орбита Марса вокруг Солнца напоминает не ровный круг, а несколько смещена в сторону относительно центра (солнца), длина марсианских времен года тоже неравномерна.

Так, в северном полушарии планеты, самым длинным сезоном является весна, которая длится на Марсе целых семь земных месяцев. Лето и осень примерно шесть месяцев, а вот марсианская зима — самое короткое время года, и длится только четыре месяца.

Во время марсианского лета, полярная ледяная шапка планеты, состоящая в основном диоксида углерода, значительно уменьшается в размерах и может совсем исчезнуть. Впрочем, даже короткой, но необычно холодной марсианской зимы достаточно, чтобы нарастить её снова. Если где-то на Марсе и есть вода, то скорее всего искать её нужно на полюсе, где она заключена в ловушке под слоем замерзшего углекислого газа.

А вот так марсианские ледяные шапки выглядят вблизи (компьютерное моделирование)

Какая температура на Марсе

Первые наблюдения за красной планетой начались еще в 18 веке. Тогда это были просто наблюдения, которые не могли ничего сказать о температуре Марсе. Но уже в 20 годах прошлого века ученые помещали термометр в фокус телескопа-рефлектора, тем самым определяя температуру поверхности. На тот момент показатели у разных ученых разнились: от -28 градусов до -60. Ученые обладали разным оборудованием с разной погрешностью измерений, но столь большой разброс только подогрева научный интерес.

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.

Минимальная температура, зафиксированная на полюсе Марса -153 0С.

Наибольшую ценность представляли наблюдения во время Великого противостояния, то есть момента максимального сближения Марса и Земли. Позднее с развитием научного прогресса спустя несколько неудачных попыток запуска марсоходов удалось получить первые снимки полюсов красной планеты. Это позволило подтвердить температуру на полюсах в -125 градусов Цельсия. Наука не стоит на месте и год от года совершаются новые открытия.

Средняя температура на поверхности красной планеты -63 0С.

При этом на экваторе термометр показывает привычные 18 0С. 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 0С, 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 0С.

Это на 5 градусов больше предыдущего значения, что свидетельствует о возможном потеплении.

Марсианские сутки всего на 40 минут дольше земных. При этом температура днем и ночью может колебаться от +8 днем до -120 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.

  • Летом почва прогревается до 20 0С, но ночью сразу же опускается до -60. На экваторе этот показатель характеризуется +27 0С до полудня, опускается до -50 к вечеру.
  • Осенью дневная температура колеблется в районе 2-3 градусов, опускаясь ночью до 68-73 ниже нуля. Это средние показатели, тогда как минимальная температура осенью достигает -83. На экваторе в это время года зарегистрирован максимум в +8 градусов.
  • Зимой показатели меняются. Днем температура колеблется от -1 до 6 градусов, хотя на экваторе иногда можно зарегистрировать температуру в +8. К вечеру земля начинает промерзать, и ночные температуры колеблются от -76 до -88 градусов. Минимальная температура ночью в районе полюсов находится на отметке -123.
  • Весна не радует земными оттепелями. Это один из самых холодных сезонов на красной планете. Средняя температура днем -16, тогда как ночью опускается до -87. С другой стороны, это время отличается не столь резкими перепадами температур, поэтому весну можно назвать самым предсказуемым временем года.

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.

Ученые выделяют оазисы, где скачки температур не столь велики, как в остальных местах. В озере Феникса и землях Ноя диапазон колебаний находится в пределах от +22 до -53, что действительно мягче, чем на равнинах планеты. Эти оазисы расположены недалеко от полюсов и представляют собой впадины глубиной по нескольку километров. Благодаря этому, с одной стороны воздух в них более густой, а с другой накапливаются снежные массы, которые выступают в роли теплоизолятора и способствуют сохранению тепла.

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 0С. 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.

  • Удаленность от солнца. Марс находится на расстоянии 228 километров от солнца, тогда как Земля только в 150. Разница почти в полтора раза. Планета получает 43 процента от объема, тепла, которое достается Земле.
  • Отсутствие сильного магнитного поля – как результат отсутствие атмосферы. В результате воздействия солнечных лучей на разряженную атмосферу планеты происходит процесс сдувания атмосферы солнечным ветром. Для сравнения: атмосфера Венеры настолько плотная, что только четверть солнечных лучей достигают поверхности, но даже с таким результатом средняя температура планеты 500 градусов Цельсия. Все потому что поглощенная энергия не накапливается, а покидает планету в виде инфракрасного теплового излучения, которое с трудом проходить через атмосферу. На поверхность Марса попадает вся солнечная энергия, предназначенная этой планете. Но из-за разряженного воздуха любого количества энергии будет недостаточно для существенного повышения температуры.
  • Пылевые бури. Поглощенная энергия очень быстро разносится пылевыми завихрениями и расходуется на оттаивание CO2.

Как менялась температура на Марсе

О климатическом режиме далекого прошлого нашего галактического соседа ходит достаточно много споров. Дело в том, что своеобразный рельеф имеет отметины очень похожие на те, что оставляет вода в своем жидком состоянии. То есть, когда-то здесь текли реки и были озера. Этот временной период ученые определяют, как 3.5 миллиарда лет назад. Если предположить, что планета была покрыта сетью рек и озер, то атмосфера была в 2-3 раза плотнее. Значит и температура поверхности была в разы больше и не опускалась ниже отметки в -30 градусов.

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 0С.
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 0С.

Тем не менее, такой сдвиг вряд ли можно назвать положительным или отрицательным. Характеристики оранжевого соседа зависит не только от этого. Большое влияние оказывает смещающаяся ось вращения, которая за последние 40000 лет меняла наклон от 100 до 500. Это просто объемные значения в планетарных масштабах. После завершения подобных процессов, меняются области, прогреваемые УФ светом дольше остальных, а как следствие, смещаются положения экваторов и полюсов. Именно так ученые и получают львиную часть данных о существовавших ситуациях. Тепла становится меньше на поверхности, так как порода не успевает прогреться после прошлых изменений. Малая доля научных деятелей считает, что эти следы оставлены непрерывным движением ледяных шапок. Этот процесс происходит из-за отсутствия крупных спутников, которые могли бы корректировать положение огненной планеты в галактике.

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.

Пригодилась информация? Плюсани в социалки!

  • Почему сутки на Марсе называют сол
  • Чему равно расстояние до Марса
  • Вулкан Олимп марсианский Гигант

Солнечная система > Система Марс > Планета Марс > Атмосфера Марса

Тонкая марсианская атмосфера и пыльная красная поверхность, отображенные аппаратом Викинг-1 в 1976 году

Марс — атмосфера планеты: слои атмосферы, химический состав, давление, плотность, сравнение с Землей, количество метана, древняя планета, исследования с фото.

Атмосфера Марса составляет всего 1% земной, поэтому на Красной планете нет никакой защиты от солнечного излучения, а также нормального температурного режима. Состав атмосферы Марса представлен углекислым газом (95%), азотом (3%), аргоном (1.6%) и небольшими примесями кислорода, водяного пара и прочих газов. Также она переполнена мелкими пылевыми частичками, из-за которых планета кажется красной.

Состав атмосферы Марса

Исследователи полагают, что ранее атмосферный слой был плотным, но 4 млрд. лет назад разрушился. Без магнитосферы солнечный ветер врезается в ионосферу и снижает атмосферную плотность.

Это привело к низкому показателю давления – 30 Па. Атмосфера простирается на 10.8 км. В ней присутствует много метана. Причем заметны сильные выбросы в конкретных областях. Выделяют две локации, но источники пока не обнаружены.

Распределение метана в атмосфере Марса

В год выходит 270 тонн метана. А значит, речь идет о каком-то активном подповерхностном процессе. Скорее всего, это вулканическая активность, кометные удары или серпентинизация. Наиболее привлекательный вариант – метаногенная микробная жизнь.

Теперь вы знаете о наличии атмосферы Марса, но, к сожалению, она настроена на истребление колонистов. Она не дает скопиться жидкой воде, открыта для радиации и чрезвычайно холодная. Но в ближайшие 30 лет мы все равно нацелены на освоение.

Диссипация планетных атмосфер

Астрофизик Валерий Шематович об эволюции планетных атмосфер, экзопланетных системах и потере атмосферы Марса:

Сегодня о полётах на Марс и его возможной колонизации говорят не только фантасты в своих рассказах, но и реальные ученые, бизнесмены, политики. Зонды и марсоходы дали ответы об особенностях геологии. Однако для пилотируемых миссий следует разобраться, есть ли у Марса атмосфера и какая она по своей структуре.

Общие сведения

У Марса есть своя атмосфера, но она составляет всего 1% от земной. Как и у Венеры, состоит преимущественно из углекислого газа, но опять же, намного тоньше. Относительно плотный слой составляет 100 км (для сравнения у Земли 500 — 1000 км по разным оценкам). Из-за этого отсутствует защита от солнечной радиации, а температурный режим практически не регулируется. Воздуха на Марсе в привычном нам понимании нет.

Учёные установили точный состав:

  • Двуокись углерода — 96%.
  • Аргон — 2,1%.
  • Азот — 1,9%.

Содержание опасного для жизни углекислого газа в 23 раза больше, чем на Земле. Однако в небольшом количестве имеется водяной пар. Долгое время учёные задавались вопросом, есть ли кислород на Марсе. Сейчас известно, что его концентрация минимальна в виде примесей.

В 2003 году обнаружен метан. Открытие подстегнуло интерес к Красной планете, многие страны запустили программы исследования, которые привели к разговорам о полётах и колонизации.

Из-за маленькой плотности температурный режим не регулируется, поэтому перепады составляют в среднем 1000С. В дневное время устанавливаются достаточно комфортные условия +300С, а ночью температура поверхности падает до -800С. Давление составляет 0,6 кПа (1/110 от земного показателя). На нашей планете подобные условия встречаются на высоте 35 км. Это главная опасность для человека без защиты — его убьёт не температура или газы, а давление.

У поверхности постоянно присутствует пыль. Из-за маленькой силы тяжести облака поднимаются до 50 км. Сильные перепады температуры приводят к появлению ветров с порывами до 100 м/с, поэтому пылевые бури на Марсе обычное дело. Серьезной угрозы они не представляют из-за маленькой концентрации частиц в воздушных массах.

Из каких слоев состоит атмосфера Марса?

Сила тяжести меньше земной, поэтому у Марса атмосфера не так явно делится на слои по плотности и давлению. Однородный состав сохраняется до отметки 11 км, далее атмосфера начинает разделяться на слои. Выше 100 км плотность снижается до минимальных значений.

  • Тропосфера — до 20 км.
  • Стратомезосфера — до 100 км.
  • Термосфера — до 200 км.
  • Ионосфера — до 500 км.

В верхней атмосфере присутствуют лёгкие газы — водород, углерод. В этих слоях скапливается кислород. Отдельные частицы атомарного водорода распространяются на расстояние до 20 000 км, формируя водородную корону. Чёткого разделения между крайними областями и космическим пространством нет.

Верхняя атмосфера

На отметке более 20-30 км располагается термосфера — верхние области. Состав остается стабильным до высоты 200 км. Здесь наблюдается высокое содержание атомарного кислорода. Температура достаточно низкая — до 200-300 К (от -70 до -2000С). Далее идет ионосфера, в которой ионы вступают в реакцию с нейтральными элементами.

Нижняя атмосфера

В зависимости от времени года граница этого слоя меняется, и эта зона именуется тропопаузой. Далее простирается стратомезосфера, температура которой в среднем составляет -1330С. На Земле здесь содержится озон, защищающий от космического излучения. На Марсе он скапливается на высоте 50-60 км и далее практически отсутствует.

Состав атмосферы

Земная атмосфера состоит из азота (78%) и кислорода (20%), в небольших количествах присутствует аргон, углекислый газ, метан и т.д. Такие условия считаются оптимальными для возникновения жизни. Состав воздуха на Марсе существенно отличается. Основным элементом марсианской атмосферы является углекислый газ — порядка 95%. На азот приходится 3%, а на аргон 1,6%. Общее количество кислорода — не более 0,14%.

Такой состав сформировался из-за слабого притяжения Красной планеты. Наиболее устойчивым оказался тяжёлый углекислый газ, который постоянно пополняется в результате вулканической активности. Лёгкие газы рассеиваются в космосе, вследствие низкой силы притяжения и отсутствия магнитного поля. Азот удерживается гравитацией в виде двухатомной молекулы, но расщепляется под воздействием радиации, и виде одиночных атомов улетает в космос.

С кислородом схожая ситуация, но в верхних слоях он вступает в реакцию с углеродом и водородом. Однако учёные до конца не понимают особенности реакций. По расчётам количество угарного газа СО должно быть больше, но в итоге он окисляется до углекислого СО2 и опускается к поверхности. Отдельно молекулярный кислород О2 появляется только после химического распада углекислого газа и воды в верхних слоях под воздействием фотонов. Он относится к неконденсирующимся на Марсе веществам.

Учёные полагают, что миллионы лет назад количество кислорода было сопоставимо с земным — 15-20%. Пока неизвестно точно, почему условия изменились. Однако отдельные атомы не так активно улетучиваются, и из-за большего веса он даже накапливается. В некоторой степени наблюдается обратный процесс.

Остальные важные элементы:

  • Озон — практически отсутствует, имеется одна область скопления в 30-60 км от поверхности.
  • Вода — содержание в 100-200 раз меньше, чем в самом засушливом регионе Земли.
  • Метан — наблюдаются выбросы неизвестной природы, и пока наиболее обсуждаемое вещество для Марса.

Метан на Земле относится к биогенным веществам, поэтому потенциально может быть связан с органикой. Природа появления и быстрого разрушения пока не объяснена, поэтому ученые ищут ответы на эти вопросы.

Что случилось с атмосферой Марса в прошлом?

На протяжении миллионов лет существования планеты атмосфера меняется по составу и структуре. В результате исследований появились доказательства того, что в прошлом на поверхности существовали жидкие океаны. Однако сейчас вода осталась в небольших количествах в виде пара или льда.

Причины исчезновения жидкости:

  • Низкое атмосферное давление не способно сохранять воду в жидком состоянии длительное время, как это происходит на Земле.
  • Гравитация не достаточна сильная, чтобы удерживать облака пара.
  • Из-за отсутствия магнитного поля вещество уносится частицами солнечного ветра в космос.
  • При значительных перепадах температуры вода может сохраняться только в твёрдом состоянии.

Иными словами, атмосфера Марса не достаточно плотная, чтобы сохранять воду в виде жидкости, а маленькая сила притяжения не способна удержать водород и кислород.
По оценкам специалистов благоприятные условия для жизни на Красной планете могли сформироваться около 4 млрд. лет назад. Возможно, в то время существовала жизнь.

Называют следующие причины разрушения:

  • Отсутствие защиты от излучения солнца и постепенно истощение атмосферы на протяжении миллионов лет.
  • Столкновение с метеоритом или иным космическим телом, моментально уничтожившим атмосферу.

Первая причина на данный момент пока более вероятна, так как следов глобальной катастрофы пока не обнаружено. Подобные выводы удалось сделать благодаря исследованием автономной станции Curiosity. Марсоход установил точный состав воздуха.

Древняя атмосфера Марса содержала много кислорода

Сегодня у учёных практически нет сомнений, что раньше на Красной планете была вода. На многочисленных фотографиях с орбиты виды очертания океанов. Визуальные наблюдения подтверждаются конкретными исследованиями. Марсоходы брали анализы грунта в долинах бывших морей и рек, и химический состав подтвердил первоначальные предположения.

В нынешних условиях любая жидкая вода на поверхности планеты моментально испарится, потому что давление слишком низкое. Однако если в древности существовали океаны и озёра, то условия были иными. Одно из предположений — иной состав с долей кислорода порядка 15-20%, а также увеличенной долей азота и аргона. В таком виде Марс становится практически идентичным нашей родной планете — с жидкой водой, кислородом и азотом.

Другие учёные высказывают предположении о существовании полноценного магнитного поля, способного защитить от солнечного ветра. Его мощность сопоставима с земным, а это ещё один фактор, говорящий в пользу наличия условия для зарождения и развития жизни.

Причины истощения атмосфера

Вершина развития приходится на Гесперийскую эру (3,5-2,5 млрд. лет назад). На равнине находился солёный океан, сопоставимый по размерам с Северным Ледовитым океаном. Температура у поверхности достигала 40-500С, а давление было около 1 атм. Высока вероятность существования живых организмов в тот период. Однако период “процветания” был недостаточно долгим, чтобы возникла сложная и тем более разумная жизнь.

Одна из основных причин — маленькие размеры планеты. Марс меньше Земли, поэтому гравитация и магнитное поле слабее. В результате солнечный ветер активно выбивал частицы и буквально срезал оболочку слой за слоем. Состав атмосферы начал меняться на протяжении 1 млрд лет, после чего климатические изменения стали катастрофическими. Уменьшение давления приводило к испарению жидкости и перепадам температуры.

Постепенно у поверхности накапливался тяжёлый углекислый газ, а остальные элементы улетучивались в космос или в верхние слои атмосферы. Марс превратился в безжизненную пустыню. Однако исследования планеты продолжаются, а учёные получают больше информации о процессах, происходящих на поверхности. Особое внимание уделяется метану в газообразной и жидкой форме, химическим процессам, протекающим в различных слоях атмосферы и другим аспектам.

  • Марс в разрезе: внутреннее строение, геологическая эволюция и состав
  • Как долго длится год на Марсе
  • Жизнь на Марсе: поиск и доказательство

Уран и Нептун

По поводу этих двух самых дальних планет Солнечной системы (Плутон, как известно, был лишен статуса планеты) в NASA отвечают одинаково: «Выжить можно только в безопасном космическом корабле, пролетая мимо». Приземлиться на них невозможно.

И вот что получается в итоге: на большинстве планет человек, как он есть, не проживет и секунды. Меньше двух минут можно продержаться на Меркурии и Марсе. Вывод один — лучшего места, чем Земля, не найти.

Марс — место весьма гиблое и для жизни человека категорически непригодное. «Колонистов», ступивших на его поверхность, ожидала бы быстрая смерть из-за совокупности, как минимум, следующих факторов:
1. Крайне разреженная атмосфера, с давлением в 640 Па . Вода в таких условиях кипит при температуре около +0.5 по Цельсию, что много ниже температуры человеческого тела. То есть, без герметичного жёсткого скафандра, подобного лунному, у человека на Марсе мгновенно вскипит кровь . Одного этого достаточно, чтобы оставить мысль о Марсе как о «втором доме», но я дополню картину ещё несколькими штрихами:
2. Практически полное отсутствие кислорода в атмосфере. Его там 0.13%.
3. Невозможность существования воды в жидком виде на Марсе как следствие #1. За крайне редкими исключениями, вода там бывает либо паром, либо льдом, и переход между ними осуществляется напрямую, минуя жидкую фазу. Это серьёзно подсекает возможность заселить Марс какими-нибудь, скажем, лишайниками.
4. Холодно. Обычная погода на Марсе — это -50 С, с вариациями от -130 С до +20 С.
5. Солнечная радиация. Атмосфера планеты тонка и пропускает до самой поверхности солнечное излучение с длинами волн от ~195 нм. Ультрафиолет такой жёсткости губителен для всякой земной жизни. Врачи не зря используют УФ-лампы для дезинфекции помещений.
6. Как следствие #5, поверхность Марса, вероятно, насыщена пероксидами, которые убьют всё живое, если вдруг там и появятся вода и жизнь.
Резюме: нынешний Марс действительно отменно стерилизован и к заселению совершенно непригоден. Технически, сегодня нам куда проще сохранить обитаемой Землю, нежели сделать таковым Марс. Для того же, чтобы люди могли разгуливать по нему в обычной кислородной маске и правильно подобранной одежде, нужно, как минимум, справиться с проблемой #1, то есть увеличить давление атмосферы.
P.S. Ссылки на другие посты:
и

Daein Ballard

Углекислого газа в полярных шапках и других резервуарах Марса не хватит для терраформирования планеты, сообщается в журнале Nature Astronomy. Согласно расчетам астрономов, человечество сможет лишь утроить давление на Красной планете, чего недостаточно для создания комфортных условий на ее поверхности.

Терраформирование — гипотетический процесс изменения атмосферы и климата на планете, который должен сделать ее пригодной для земных животных и растений. Одним из наиболее многообещающих кандидатов для терраформирования считается Марс, вторая по близости к Земле планета. Считается, что в прошлом он был более похож на Землю — на его поверхности могли существовать жидкие водоемы, а его климат был гораздо более мягким из-за более плотной атмосферы. Сегодня предлагается несколько вариантов терраформирования Красной планеты. Один из них — выпуск в атмосферу парниковых газов, благодаря которым температура и давление повысятся настолько, что жидкая вода сможет существовать на поверхности.

Однако астрономы Брюс Яковски и Кристофер Эдвардс заявляют, что высвобожденного парникового газа не хватит для создания пригодных для жизни условий на планете. В своей работе ученые сфокусировались на углекислом газе (CO2), так как, по их мнению, только он содержится на Марсе в достаточных количествах, чтобы повлиять на климат. Чтобы определить, насколько успешной будет попытка терраформирования, Яковски и Эдвардс рассмотрели доступные источники CO2 на планете, а также с какой скоростью ее атмосфера «убегает» в космос. По мнению астрономов, для того, чтобы условия на Марсе стали более пригодны для жизни, давление на планете необходимо повысить до одного бара (примерно равное земному), что эквивалентно 2,5 тысячам граммов углекислого газа на квадратный сантиметр поверхности. Сегодня давление на Марсе достигает 6 миллибар.

Согласно расчетам, в полярных шапках Марса, может содержаться достаточно углекислого газа, чтобы удвоить атмосферное давление, доведя его до 12 миллибар. На данный момент, точную оценку его количества дать нельзя, однако, по мнению астрономов, верхний лимит для CO2 составляет 150 миллибар. Кроме того, углекислый газ может содержаться в реголите — около 0.01 грамма CO2 на грамм реголита. В общей сложности толщина реголитового слоя, как показывают работы ученых, может составлять до 100 метров, а значит, количество углекислого газа может доходить до 100 грамм на квадратный сантиметр. Это немного завышенная оценка, так как в действительности вряд ли удастся высвободить весь CO2 — но если это все-таки получится осуществить, то давление повысится до 40 миллибар. Последний источник CO2 на планете, углеродсодержащие минералы, позволит повысить давление максимум до 50 миллибар.

При этом скорость «убегания» кислорода из марсианской атмосферы в космос, которое происходит из-за взаимодействия с солнечным ветром, составляет порядка 1,5 килограмма в секунду. Неизвестно, что именно служит источником кислорода (CO2 или H2O), однако наблюдения показывают, что с древних времен Марс также потерял около 50 процентов углерода.

Принимая во внимания все происходящие на планете процессы, а также современное развитие технологий, ученые пришли к выводу, что человечество сможет повысить атмосферное давление на Марсе лишь до 20 миллибар, если будет использовать все доступные источники. Основным резервуаром будут служить полярные шапки, однако содержащегося в них газа все равно будет недостаточно для терраформирования. При атмосферном давлении 20 миллибар средняя температура на Марсе возрастет на 10 кельвинов, в то время как для стабильного существования жидкой воды необходимо потепление на 60 кельвинов.

Сегодня было предложено немало идей по терраформированию Марса. Например, Илон Маск считает, что наиболее быстро достичь постоянного повышения температуры в атмосфере Марса можно путем ядерной бомбардировки полюсов планет. Джим Грин, директор подразделения NASA по изучению планет, предложил окружить Марс искусственным магнитным «щитом», который поможет планете частично восстановить атмосферу.

Кристина Уласович