Atmosfären på Mars - den kemiska sammansättningen, väderförhållandena och klimatet i det förflutna. NASA föreslår att återställa Mars atmosfär med en magnetisk sköld Finns det syre på Mars

16.05.2022

> > > Mars atmosfär

Mars - planetens atmosfär: lager av atmosfären, kemisk sammansättning, tryck, densitet, jämförelse med jorden, mängden metan, en uråldrig planet, forskning med ett foto.

MENatmosfär av marsär bara 1% av jorden, så det finns inget skydd mot solstrålning på den röda planeten, liksom en normal temperaturregim. Sammansättningen av Mars atmosfär representeras av koldioxid (95%), kväve (3%), argon (1,6%) och små föroreningar av syre, vattenånga och andra gaser. Den är också fylld med små dammpartiklar, som gör att planeten ser röd ut.

Forskare tror att det atmosfäriska lagret tidigare var tätt, men kollapsade för 4 miljarder år sedan. Utan en magnetosfär kraschar solvinden in i jonosfären och minskar atmosfärens densitet.

Detta ledde till en lågtrycksindikator - 30 Pa. Atmosfären sträcker sig över 10,8 km. Den innehåller mycket metan. Dessutom märks starka utsläpp inom specifika områden. Det finns två platser, men källorna har ännu inte upptäckts.

270 ton metan produceras per år. Det betyder att vi talar om någon form av aktiv underjordisk process. Troligtvis är detta vulkanisk aktivitet, kometpåverkan eller serpentinisering. Det mest attraktiva alternativet är metanogent mikrobiellt liv.

Nu vet du om närvaron av Mars atmosfär, men tyvärr är den inställd på att utrota kolonisterna. Den förhindrar att flytande vatten samlas, är öppen för strålning och är extremt kall. Men under de kommande 30 åren är vi fortfarande fokuserade på utveckling.

Försvinnande av planetariska atmosfärer

Astrofysikern Valery Shematovich om utvecklingen av planetatmosfärer, exoplanetära system och förlusten av Mars atmosfär:

Varje planet är annorlunda från resten på ett antal sätt. Människor jämför andra hittade planeter med den de känner väl, men inte perfekt, - det här är planeten Jorden. Det är trots allt logiskt, liv skulle kunna dyka upp på vår planet, vilket betyder att om du letar efter en planet som liknar vår, så kommer det också att vara möjligt att hitta liv där. På grund av dessa jämförelser har planeterna sina egna särdrag. Till exempel har Saturnus vackra ringar, på grund av vilka Saturnus kallas den vackraste planeten i solsystemet. Jupiter är den största planeten i solsystemet och denna egenskap hos Jupiter. Så vad är egenskaperna hos Mars? Den här artikeln handlar om detta.

Mars har, liksom många andra planeter i solsystemet, månar. Mars har två månar, Phobos och Deimos. Satelliterna fick sina namn från grekerna. Phobos och Deimos var söner till Ares (Mars) och var alltid nära sin far, precis som dessa två satelliter alltid är nära Mars. I översättning betyder "Phobos" "rädsla" och "Deimos" betyder "skräck".

Phobos är en måne vars bana är mycket nära planeten. Det är den satellit som ligger närmast planeten i hela solsystemet. Avståndet från Mars yta till Phobos är 9380 kilometer. Satelliten kretsar runt Mars med en frekvens på 7 timmar 40 minuter. Det visar sig att Phobos lyckas göra tre och några varv runt Mars, medan Mars själv gör ett varv runt sin axel.

Deimos är den minsta månen i solsystemet. Måtten på satelliten är 15x12,4x10,8 km. Och avståndet från satelliten till planetens yta är 23 450 tusen km. Rotationsperioden för Deimos runt Mars är 30 timmar och 20 minuter, vilket är lite mer än den tid det tar för planeten att rotera runt sin axel. Om du är på Mars kommer Phobos att stiga i väster och sjunka i öster, samtidigt som de gör tre varv per dag, och Deimos, tvärtom, kommer att stiga i öster och sjunka i väster, medan han bara gör ett varv runt omkring planeten.

Funktioner hos Mars och dess atmosfär

En av huvuddragen hos Mars är att den skapades. Atmosfären på Mars är mycket intressant. Nu är atmosfären på Mars mycket sällsynt, det är möjligt att Mars i framtiden helt kommer att förlora sin atmosfär. Det som kännetecknar Mars atmosfär är att Mars en gång i tiden hade samma atmosfär och luft som på vår hemplanet. Men under evolutionens gång förlorade den röda planeten nästan all sin atmosfär. Nu är trycket från atmosfären på den röda planeten bara 1% av trycket på vår planet. Kännetecken för Mars atmosfär är också att även med tre gånger mindre gravitation hos planeten, i förhållande till jorden, kan Mars höja enorma dammstormar och lyfta upp massor av sand och jord i luften. Dammstormar har redan förstört nerverna hos våra astronomer mer än en gång, eftersom dammstormar är mycket omfattande, blir observation av Mars från jorden omöjlig. Ibland kan sådana stormar till och med pågå i månader, vilket i hög grad förstör processen att studera planeten. Men utforskningen av planeten Mars slutar inte där. Det finns robotar på Mars yta som inte stoppar processen att utforska planeten.

De atmosfäriska egenskaperna hos planeten Mars ligger också i det faktum att forskarnas gissningar om färgen på Mars-himlen har motbevisats. Forskare trodde att himlen på Mars borde vara svart, men bilder tagna av rymdstationen från planeten motbevisade denna teori. Himlen på Mars är inte alls svart, den är rosa, tack vare partiklarna av sand och damm som finns i luften och absorberar 40% av solljuset, tack vare vilket effekten av den rosa himlen på Mars skapas.

Funktioner av temperaturen på Mars

Mätningar av temperaturen på Mars började för relativt länge sedan. Allt började med Lamplands mätningar 1922. Då visade mätningarna att medeltemperaturen på Mars är -28º C. Senare, på 50- och 60-talen, samlades viss kunskap om planetens temperaturregim, som utfördes från 20- till 60-talet. Från dessa mätningar visar det sig att under dagen vid planetens ekvator kan temperaturen nå +27º C, men på kvällen kommer den att sjunka till noll och på morgonen blir den -50º C. Temperaturen vid polerna varierar från +10º C, under polardagen, och till mycket låga temperaturer under polarnatten.

Funktioner av lättnad av Mars

Mars yta, liksom andra planeter som inte har någon atmosfär, är ärrad av olika kratrar från fallande rymdobjekt. Kratrar är små i storlek (5 km i diameter) och stora (från 50 till 70 km i diameter). På grund av frånvaron av dess atmosfär var Mars utsatt för meteorregn. Men planetens yta innehåller inte bara kratrar. Tidigare trodde folk att det aldrig fanns vatten på Mars, men observationer av planetens yta berättar en annan historia. Mars yta har kanaler och till och med små fördjupningar, som påminner om vattenavlagringar. Detta tyder på att det fanns vatten på Mars, men av många anledningar försvann det. Nu är det svårt att säga vad som behöver göras för att vattnet på Mars ska dyka upp igen och vi skulle kunna observera planetens återuppståndelse.

Det finns även vulkaner på den röda planeten. Den mest kända vulkanen är Mount Olympus. Denna vulkan är känd för alla som är intresserade av Mars. Denna vulkan är den största kullen inte bara på Mars, utan också i solsystemet, detta är en annan egenskap hos denna planet. Om du står vid foten av berget Olympus kommer det att vara omöjligt att se kanten av denna vulkan. Denna vulkan är så stor att dess kanter går bortom horisonten och det verkar som att Olympen är oändlig.

Funktioner av magnetfältet på Mars

Detta är kanske den sista intressanta egenskapen hos denna planet. Magnetfältet är planetens beskyddare, som stöter bort alla elektriska laddningar som rör sig mot planeten och stöter bort dem från deras ursprungliga bana. Magnetfältet är helt beroende av planetens kärna. Kärnan på Mars är nästan stationär och därför är planetens magnetfält mycket svagt. Det magnetiska fältets verkan är mycket intressant, det är inte globalt, som på vår planet, men har zoner där det är mer aktivt, och i andra zoner är det kanske inte alls.

Således har planeten som verkar så vanlig för oss en hel uppsättning av sina egna egenskaper, av vilka några är ledande i vårt solsystem. Mars är inte en så enkel planet som man kan tro vid första anblicken.

Eftersom Mars är längre bort från solen än jorden kan den inta en position mitt emot solen på himlen, då är den synlig hela natten. Denna position av planeten kallas konfrontation. På Mars upprepas det vartannat år och varannan månad. Eftersom Mars omloppsbana är mer utsträckt än jordens, kan avstånden mellan Mars och jorden vara olika under oppositioner. En gång vart 15:e eller 17:e år inträffar den stora konfrontationen, när avståndet mellan jorden och Mars är minimalt och är 55 miljoner km.

Kanaler på Mars

Ett fotografi av Mars taget från rymdteleskopet Hubble visar tydligt planetens karaktäristiska egenskaper. Mot den röda bakgrunden av Mars-öknarna syns blågröna hav och en ljus vit polarmössa tydligt. Känd kanaler syns inte på bilden. Vid denna förstoring är de verkligen inte synliga. Efter att storskaliga bilder av Mars erhölls löstes mysteriet med Marskanalerna till slut: kanalerna är en optisk illusion.

Av stort intresse var frågan om möjligheten att existera liv på Mars. Genomfördes 1976 på amerikanska AMS "Viking"-studier gav uppenbarligen det slutliga negativa resultatet. Inga spår av liv har hittats på Mars.

Det pågår dock fortfarande en livlig diskussion om detta. Båda sidor, både anhängare och motståndare till livet på Mars, presenterar argument som deras motståndare inte kan vederlägga. Det finns helt enkelt inte tillräckligt med experimentella data för att lösa detta problem. Det återstår bara att vänta när de pågående och planerade flygningarna till Mars kommer att ge material som bekräftar eller motbevisar existensen av liv på Mars i vår tid eller i det avlägsna förflutna. material från webbplatsen

Mars har två små satellit- Phobos (fig. 51) och Deimos (fig. 52). Deras dimensioner är 18×22 respektive 10×16 km. Phobos ligger från planetens yta på ett avstånd av endast 6000 km och kretsar runt den på cirka 7 timmar, vilket är 3 gånger mindre än en Mars-dag. Deimos ligger på ett avstånd av 20 000 km.

Ett antal mysterier är kopplade till satelliterna. Så deras ursprung är oklart. De flesta forskare tror att dessa är relativt nyligen fångade asteroider. Det är svårt att föreställa sig hur Phobos överlevde efter ett meteoritnedslag, som lämnade en krater på 8 km i diameter. Det är inte klart varför Phobos är den svartaste kroppen vi känner till. Dess reflektionsförmåga är 3 gånger mindre än sotets. Tyvärr slutade flera rymdfarkoster till Phobos i misslyckande. Den slutliga lösningen av många frågor om både Phobos och Mars skjuts upp till expeditionen till Mars, planerad till 30-talet av 2000-talet.

När vi pratar om klimatförändringar skakar vi sorgset på huvudet - oj, vad mycket vår planet har förändrats på sistone, hur förorenad dess atmosfär är... Men om vi vill se ett verkligt exempel på hur ödesdigert klimatförändringar kan vara, då vi kommer inte behöva leta efter det på jorden och bortom. Mars är mycket lämplig för denna roll.

Det som fanns här för miljoner år sedan går inte att jämföra med dagens bild. Idag är Mars en bitter kyla på ytan, lågt tryck, en mycket tunn och sällsynt atmosfär. Framför oss ligger bara en blek skugga av den forna världen, vars yttemperatur inte var mycket lägre än den nuvarande temperaturen på jorden, och fullflödande floder forsade genom slätterna och ravinerna. Kanske fanns det till och med organiskt liv här, vem vet? Allt detta är i det förflutna.

Vad är Mars atmosfär gjord av?

Nu förkastar den till och med möjligheten att levande varelser bor här. Marsvädret formas av många faktorer, inklusive den cykliska tillväxten och smältningen av inlandsisar, atmosfärisk vattenånga och säsongsbetonade dammstormar. Ibland täcker gigantiska dammstormar hela planeten på en gång och kan pågå i månader och gör himlen djupröd.

Atmosfären på Mars är cirka 100 gånger tunnare än jordens, och 95 procent koldioxid. Den exakta sammansättningen av Mars atmosfär är:

Koldioxid: 95,32 %
Kväve: 2,7 %
Argon: 1,6 %
Syre: 0,13 %
Kolmonoxid: 0,08%

Dessutom finns det i små mängder: vatten, kväveoxider, neon, tungt väte, krypton och xenon.

Hur kom Mars atmosfär till? Precis som på jorden - som ett resultat av avgasning - frigörs gaser från planetens tarmar. Tyngdkraften på Mars är dock mycket mindre än på jorden, så de flesta av gaserna flyr ut i världsrymden, och bara en liten del av dem kan stanna runt planeten.

Vad hände med Mars atmosfär förr i tiden?

Vid gryningen av solsystemets existens, det vill säga för 4,5-3,5 miljarder år sedan, hade Mars en tillräckligt tät atmosfär, på grund av vilken vatten kunde vara i flytande form på dess yta. Orbitalfotografier visar konturerna av stora floddalar, konturerna av ett forntida hav på ytan av den röda planeten, och rovers har upprepade gånger hittat prover av kemiska föreningar som bevisar för oss att ögonen inte ljuger - alla dessa detaljer i reliefen bekanta för det mänskliga ögat på Mars bildades under samma förhållanden precis som på jorden.

Det rådde ingen tvekan om att det fanns vatten på Mars, här finns inga frågor. Frågan är bara varför hon försvann?

Huvudteorin i denna fråga ser ut ungefär så här: en gång i tiden hade Mars en effektivt reflekterande solstrålning, men med tiden började den försvagas och för ungefär 3,5 miljarder år sedan försvann den praktiskt taget (separata lokala centra av magnetfältet, dessutom , enligt makt ganska jämförbar med jorden, finns det på Mars även nu). Eftersom storleken på Mars är nästan hälften av jordens, är dess gravitation mycket svagare än vår planets. Kombinationen av dessa två faktorer (förlusten av magnetfältet och svag gravitation) ledde till detta. att solvinden började "slå ut" lätta molekyler från planetens atmosfär och gradvis tunnade ut den. Så inom loppet av miljontals år förvandlades Mars till rollen som ett äpple, varifrån huden försiktigt skars med en kniv.

Det försvagade magnetfältet kunde inte längre effektivt "släcka" kosmisk strålning, och solen förvandlades från en livskälla till en mördare för Mars. Och den uttunnade atmosfären kunde inte längre behålla värmen, så temperaturen på planetens yta sjönk till ett medelvärde på -60 grader Celsius, bara en sommardag vid ekvatorn och nådde +20 grader.

Även om atmosfären på Mars nu är cirka 100 gånger tunnare än jordens, är den fortfarande tillräckligt tjock för att väderbildningsprocesserna aktivt ska ske på den röda planeten, nederbörd föll, moln och vindar uppstod.

"Dust Devil" - en liten tornado på ytan av Mars, fotograferad från planetens omloppsbana

Strålning, dammstormar och andra egenskaper hos Mars

Strålning nära planetens yta är farligt, men enligt NASA-data som erhållits från insamlingen av analyser från Curiosity-rovern, följer det att även för en 500-dagars vistelse på Mars (+360 dagar på väg), astronauter (inklusive skyddsutrustning) skulle få "dos" strålning lika med 1 sievert (~100 röntgener). Denna dos är farlig, men kommer definitivt inte att döda en vuxen "på plats". Man tror att 1 sievert av strålning som tas emot ökar astronautens risk att utveckla cancer med 5%. Enligt forskare, för vetenskapens skull, kan du gå till stora svårigheter, särskilt det första steget till Mars, även om det lovar hälsoproblem i framtiden ... Detta är definitivt ett steg in i odödlighet!

På Mars yta rasar säsongsvis hundratals dammdjävlar (tornados), som lyfter upp damm från järnoxider (rost, på ett enkelt sätt) till atmosfären, som rikligt täcker Mars ödemarker. Marsdamm är mycket fint, vilket i kombination med låg gravitation leder till att en betydande mängd av det alltid finns i atmosfären och når särskilt höga koncentrationer på hösten och vintern på norra halvklotet och på våren och sommaren i planetens södra halvklot.

Dammstormar på Mars- den största i solsystemet, kapabel att täcka hela planetens yta och ibland pågå i månader. De viktigaste dammstormssäsongerna på Mars är våren och sommaren.

Mekanismen för sådana kraftfulla väderfenomen är inte helt klarlagd, men med en hög grad av sannolikhet förklaras av följande teori: när ett stort antal dammpartiklar stiger upp i atmosfären, leder detta till dess skarpa uppvärmning till en stor höjd. Varma massor av gaser rusar mot de kalla områdena på planeten och genererar vind. Marsdamm, som redan nämnts, är väldigt lätt, så en stark vind väcker ännu mer damm, vilket i sin tur värmer upp atmosfären ännu mer och genererar ännu starkare vindar, som i sin tur väcker ännu mer damm ... och så vidare!

Det finns inget regn på Mars, och var kan de komma ifrån i kylan vid -60 grader? Men ibland snöar det. Det är sant att sådan snö inte består av vatten, utan av koldioxidkristaller, och dess egenskaper liknar mer dimma än snö (”snöflingorna” är för små), men var säker på att detta är riktig snö! Bara med lokala detaljer.

I allmänhet går "snö" nästan över hela Mars territorium, och denna process är cyklisk - på natten fryser koldioxid och förvandlas till kristaller, faller till ytan och under dagen tinar den och återvänder till atmosfären igen. Men på planetens norra och södra poler, på vintern, råder frost ner till -125 grader, därför, efter att ha fallit ut i form av kristaller, förångas gasen inte längre och ligger i ett lager till våren. Med tanke på storleken på snömössan på Mars, är det nödvändigt att säga att på vintern sjunker koncentrationen av koldioxid i atmosfären med tiotals procent? Atmosfären blir ännu mer sällsynt, och som ett resultat behåller den ännu mindre värme ... Mars kastar sig in i vinter.

Mars, den fjärde planeten längst bort från solen, har varit föremål för stor uppmärksamhet av världsvetenskapen under lång tid. Denna planet är väldigt lik jorden med ett, litet, men ödesdigert undantag - Mars atmosfär är inte mer än en procent av volymen av jordens atmosfär. En planets gashölje är den avgörande faktorn som formar dess utseende och förhållanden på ytan. Det är känt att alla solida världar i solsystemet bildades under ungefär samma förhållanden på ett avstånd av 240 miljoner kilometer från solen. Om förutsättningarna för bildandet av jorden och Mars var nästan desamma, varför är dessa planeter så olika nu?

Allt handlar om storleken - Mars, bildad av samma material som jorden, hade en gång en flytande och het metallkärna, som vår planet. Bevis - många utdöda vulkaner på Men den "röda planeten" är mycket mindre än jorden. Vilket betyder att det svalnar snabbare. När den flytande kärnan äntligen svalnade och stelnade avslutades konvektionsprocessen och med den försvann även planetens magnetiska sköld, magnetosfären. Som ett resultat förblev planeten försvarslös mot solens destruktiva energi, och Mars atmosfär blåstes nästan helt bort av solvinden (en gigantisk ström av radioaktiva joniserade partiklar). "Den röda planeten" har förvandlats till en livlös, tråkig öken...

Nu är atmosfären på Mars ett tunt förtärt gasskal, oförmöget att motstå penetrationen av den dödliga som bränner planetens yta. Den termiska avslappningen av Mars är flera storleksordningar mindre än Venus, till exempel, vars atmosfär är mycket tätare. Atmosfären på Mars, som har en för låg värmekapacitet, bildar mer uttalade dagliga medelvindhastighetsindikatorer.

Sammansättningen av Mars atmosfär kännetecknas av ett mycket högt innehåll (95%). Atmosfären innehåller också kväve (cirka 2,7 %), argon (cirka 1,6 %) och en liten mängd syre (högst 0,13 %). Atmosfärstrycket på Mars är 160 gånger högre än det på planetens yta. Till skillnad från jordens atmosfär är gashöljet här av en uttalad föränderlig karaktär, på grund av att planetens polarlock, som innehåller en enorm mängd koldioxid, smälter och fryser under en årscykel.

Enligt uppgifter från forskningsrymdfarkosten Mars Express innehåller Mars atmosfär en viss mängd metan. Det speciella med denna gas är dess snabba nedbrytning. Det betyder att det någonstans på planeten måste finnas en källa för påfyllning av metan. Det kan bara finnas två alternativ här - antingen geologisk aktivitet, vars spår ännu inte har upptäckts, eller den vitala aktiviteten hos mikroorganismer, som kan vända vår idé om närvaron av livscentra i solsystemet.

En karakteristisk effekt av Mars atmosfär är dammstormar som kan rasa i månader. Denna täta luftfilt av planeten består huvudsakligen av koldioxid med mindre inneslutningar av syre och vattenånga. En sådan kvardröjande effekt beror på Mars extremt låga tyngdkraft, vilket gör att även en supersällsynt atmosfär kan lyfta upp miljarder ton damm från ytan och hålla länge.