Astronomija

Kiek dujų Marso atmosferoje būtų galima pridėti planetos gravitacijos?

Kiek dujų Marso atmosferoje būtų galima pridėti planetos gravitacijos?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Šiandien Marso atmosfera yra labai plona, ​​tačiau ji ne visada buvo tokia. Maždaug prieš 3,5 milijardo metų raudonoji planeta turėjo pakankamai tirštą atmosferą, kad skystas vanduo sklandžiai tekėtų jos paviršiumi

Tarkime, kad padidintumėte Marso atmosferos tūrį, ištirpdydami užšalusį CO2 ar bet ką. Kiek dujų Marso atmosferoje galima pridėti dujų, kuriuos gali išlaikyti planetos gravitacija?


Marso terpės formavimas lydant užšalusią CO2, apie kurią žinome, yra laikomas poliuose, daugiausia Pietų ašigalyje, yra daug sunkesnė įmonė, nei kai kurie žmonės įsivaizduoja, ir aš abejoju, ar tai kada nors bus padaryta.

Jei stebuklingomis priemonėmis galėtumėte atkurti Marso atmosferą tokią, kokia buvo prieš 4 milijardus metų, tai gali trukti porą milijardų metų.

Jūs nenurodote jokio konkretaus laiko, kurį norite, kad jis truktų, o milijardas metų daugeliui žmonių negali suprasti. Jie nuoširdžiai kalba apie tai, kaip žmonės galėtų išvengti sunaikinimo, kai Saulė per maždaug penkis milijardus metų išsiplės iki raudonosios milžinės fazės, nesuvokdama, kad žmogus prisijungs prie dinozaurų mažiau nei per vieną milijardą, taigi du milijardai beveik neįsivaizduojamai ilgas laikas.

Tačiau faktas yra tas, kad Marsas yra labai priešiška vieta, ir mes turėsime pakęsti visus jo plonos atmosferos ir karčios temperatūros sunkumus ir nepatogumus tol, kol būsime.

Pažvelgus į šviesiąją pusę, viskas nebus taip blogai, kai ten įkursime didelę šildomą ir suslėgtą pagrindą, tačiau norint išeiti už pagrindo ribų, visada reikės slėgio kostiumo ir kosminio šalmo.


Yra griežtos ribos, kokias dujas gali išlaikyti Marsas, atsižvelgiant į jos temperatūrą ir masę (diagrama, kokias dujas gali išlaikyti astronominis kūnas).

Apimtis, neaišku. Šiuo metu Marsas vis dar praranda savo atmosferą, todėl net negali išlaikyti tokio kiekio atmosferos. Bet jei nuolat pridedate dujų į Marsą, nėra galutinio taško, kuriame planeta nebegalėtų sulaikyti pridedamos atmosferos. Tai tik padidina atmosferos slėgį paviršiuje ir tik šiek tiek prailgina atmosferos aukštį. Ir nustojus jo pridėti, Marsas vėl pamažu praranda atmosferą.


Kitų planetų atmosfera

Astronominiai kūnai išlaiko atmosferą, kai jų pabėgimo greitis yra žymiai didesnis nei vidutinis atmosferoje esančių dujų molekulinis greitis. Saulės sistemoje yra 8 planetos ir daugiau nei 160 mėnulių. Iš jų Veneros, Žemės, Marso, Jupiterio, Saturno, Urano ir Neptūno planetos turi didelę atmosferą. Plutonas (nykštukinė planeta) gali turėti vertinamą atmosferą, bet galbūt tik tada, kai jo labai elipsės formos orbita yra arčiausiai Saulės. Iš mėnulių tiršta atmosfera yra tik Titano - Saturno mėnulio. Daug kas žinoma apie šias planetas ir jų mėnulius atsirado dėl kosminių zondų „Pioneer“, „Viking“, „Mariner“, „Voyager“ ir „Venera“.

Veneros atmosferoje yra apie 96 procentus anglies dvideginio, o paviršiaus temperatūra yra apie 737 K (464 ° C arba 867 ° F). Veneros debesys yra iš sieros rūgšties (H2TAIP4) ir judėk rytine cirkuliacija apie 100 metrų per sekundę (224 mylių per valandą). Pati Venera sukasi tik kartą per 243 Žemės dienas. Veneros paviršiaus slėgis yra apie 95 000 milibarų. (Priešingai, Žemėje jūros lygio slėgis yra maždaug 1 000 milibarų.)

Priešingai, Marso atmosfera susideda iš maždaug 95 procentų anglies dvideginio, likusi dalis yra diatominis azotas. Pasitaiko ir vandens garų pėdsakų. Marso vidutinė paviršiaus oro temperatūra yra 210 K (–63 ° C arba –82 ° F), o paviršiaus slėgis svyruoja netoli 6 milibarų. Marse stebimi tiek vandens, tiek anglies dioksido debesys, jis turi aiškiai apibrėžtus metų laikus. Be periodinių regioninių ir pasaulinių dulkių audrų, planetoje buvo pastebėtos cikloninės audros ir debesys, susiję su šalto oro (nuo poliarinio dangtelio) ir šilto oro (iš vidutinių platumų) riba. Marso sukimosi greitis yra artimas Žemės sukimosi greičiui. Marso upių kanalų įrodymai rodo, kad planetos geologinėje praeityje skysto vandens buvo ir atmosferos tankis buvo daug didesnis.

Kartu su Žeme Venera ir Marsas turi atmosferą, kuri pirmiausia susidarė dėl vulkaninių dujų emisijos, nors šių dujų raida kiekvienoje planetoje buvo labai skirtinga. Pavyzdžiui, Marse temperatūra šiuo metu yra tokia žema, kad didžioji dalis ugnikalnių išskiriamų vandens garų, matyt, kaip ledas nusėdo plutos dirvožemyje. Dėl arčiau Veneros esančio Saulės ir dėl to kylančios aukštesnės temperatūros galėjo prarasti didžiąją dalį vandens iš šios planetos - greičiausiai vandeniui ištirpus vandenyje ir deguonyje. Vandenilio dujos buvo prarastos kosminiam deguoniui oksidacijos būdu sujungtos su kitais elementais ir iki didelės koncentracijos susikaupus anglies dvideginiui (susidariusiam iš vulkaninių medžiagų). Priešingai, didelė anglies dvideginio dalis ankstyvojoje Žemės atmosferoje tapo plutos medžiagų dalimi, o deguonies kaupimasis Žemės atmosferoje yra augalų fotosintezės rezultatas. Gyvenamosios Žemės atmosferos raida, priešingai nei siaubingam Veneros klimatui, atrodo, yra tiesiogiai susijusi su Žemės atstumu nuo Saulės. Dabartinė analizė rodo, kad Žemės atmosfera būtų pasikeitusi į tokią, kokia buvo nustatyta Veneroje, jei planeta atmosferos evoliucijos metu būtų buvusi tik 5 procentais arčiau.

Atrodo, kad likusiose planetose atmosferos išlaikė pirmapradį pobūdį, susijusį su jų formavimusi. Pavyzdžiui, Jupiterio ir Saturno orą sudaro beveik 100 procentų diatominis vandenilis (H2) ir helis (He) su nedideliu metano (CH4) ir kiti cheminiai junginiai. Daug mažiau žinoma apie šiek tiek mažesnių Jovijos planetų Urano ir Neptūno atmosferą, nors manoma, kad abi panašios į Jupiterio ir Saturno atmosferas.

Tiek Jupiteryje, tiek Saturne spalvingos debesų juostos ir kiti regioniniai reiškiniai, išsidėstę skirtingame aukštyje ir platumoje, cirkuliuoja iki kelių šimtų metrų per sekundę greičiu vienas kito atžvilgiu. Didelės greičio žirklės, susijusios su šiuo judesiu, šiose planetose sukuria neramius sūkurius - ypač Jupiterio Didžiąją raudonąją dėmę. Ryškios šių planetų zonos atitinka aukštyn kylančių debesų viršūnes šaltoje viršutinėje atmosferos dalyje, o spalvingesnės juostos atitinka santykinai šiltą žemutinę atmosferą ir gali būti susijusios su sieros ir fosforo junginių atsiradimu. Jupiterio ir Saturno metu buvo pastebėti tiek auroros vaizdai, tiek intensyvus žaibas.


Kiek dujų Marso atmosferoje galima pridėti dujų, kuriuos gali išlaikyti planetos gravitacija? - Astronomija


Vaizdai iš „Viking Orbiters“: centre Schiaparelli krateris (kairėje) ir centre Valles Marineris (dešinėje).

Marsas yra maždaug pusės Žemės skersmens ir jo 1/10-oji Žemės masė. Plona Marso atmosfera (vos 1/100-oji Žemės dalis) visiškai nesulaiko šilumos, nors ji yra 95% anglies dioksido (CO2). Kiti 3% yra azotas (N2). Kadangi atmosfera yra tokia plona, ​​šiltnamio efektas yra nereikšmingas, o Marsas greitai atšąla tarp nakties ir dienos. Atėjus nakčiai temperatūra gali nukristi daugiau nei 100 K (180 ° F laipsnių kritimas)! Žiemą temperatūra gali nukristi iki -130 ° C (-202 ° C), kad anglies dioksidas atmosferoje iš tikrųjų užšąla, žymiai sumažindamas oro slėgį. Vasarą temperatūra pakyla tiek, kad visas anglies dioksidas vėl sublimuotųsi į atmosferą. Dideli slėgio skirtumai tarp šiaurės ir pietų pusrutulio atsiranda žiemos / vasaros mėnesiais. Dideli temperatūrų skirtumai sukelia stiprų vėją. & quotStipri & quot yra santykinis terminas --- Marso vėjas, pučiantis tokiu pačiu greičiu kaip ir Žemėje, turi tik 1/100 jėgos dėl mažo Marso atmosferos tankio. Tačiau vėjas yra pakankamai stiprus, kad išplaktų dulkes, ir per kelias savaites jie gali sukelti dulkių audras, kurios keletą mėnesių apims visą planetą. Du „prieš-po“ pateikiami vaizdų rinkiniai parodyti žemiau. Pirmoji pora yra iš „Mars Global Surveyor“ iš Tarsio išlenktos planetos pusės. Vaizdai „prieš-po“ yra maždaug 1,5 mėnesio. Antroji pora yra iš Hablo kosminio teleskopo (HST) kita planetos pusėje. Vaizdus nuo „prieš-po“ skiria maždaug 2,5 mėnesio, o visuotinė dulkių audra tebevyko. Galite pamatyti dulkių audrą, prasidedančią HST vaizde kairiajame Hellas baseino vaizde apie 4 valandą.

Skystas vanduo

Spalvotas upės drenažo sistemos vaizdas iš „Viking“ orbiterio kairėje ir nespalvotas Nanedi Vallis kanjono priartinimas naudojant „Viking“ (plataus lauko vaizdas) ir „Mars Global Surveyor“ (padidintas vaizdas) vaizdus dešinėje.

Ebersvaldės krateris yra & quotfossil delta & quot; rodo, kad Marsas ilgą laiką patyrė nuolatinį ir nuolatinį vandens srautą. Tai taip pat rodo, kad kai kurios nuosėdinės uolos Marse buvo nusėdusios vandens aplinkoje. Pasirinkite vaizdą, kad sužinotumėte daugiau išsamios informacijos apie šiuos atskaitymus.

Iškastinė delta Jezero krateryje. Spalvą gerinantys vaizdai rodo į molį panašius (filosilikatą turinčius) mineralus (čia žalia), kurie buvo įnešti į ežerą, formuojantys deltą. Molis būtų gera vieta ieškoti senovės gyvenimo ženklų. Kitos spalvos: oliviną turinčios medžiagos yra geltonos spalvos, mažai kalcio turinčios pirokseno turinčios medžiagos yra mėlynos, o purpurinės - rudos spalvos paviršiai neturi ryškių spektrinių bruožų. Čia nusileis roverio misija „Mars 2020“.

Marsą taip intriguoja tai, kad yra įrodymų, jog jo praeityje sklandžiai teka skystas vanduo. Kai kurios geologinės savybės labai panašios į upių drenažo sistemas Žemėje, o kitos savybės rodo didžiulius potvynius. Marso kelio ieškotojas tyrė marso uolienas 1997 m. Vasarą ir nustatė, kad kai kurios uolienos yra konglomeratai (uolienos, pagamintos iš akmenukų, cementuotų smėlyje), kuriems susiformuoti reikia tekančio vandens. Gausus smėlis taip pat rodo seniai paplitusį vandenį. Didesni ir pažangesni „Mars Exploration Rover“ automobiliai (vienas vadinamas „quotSpirit“, kitas - „Opportunity“) dar labiau sustiprino išvadą, kad praeityje Marse buvo skysto vandens. Labai padidintuose „Opportunity“ ištirtuose uolienų vaizduose (žr. Paveikslėlį žemiau) matyti tam tikro tipo raibuliavimo raštai ant uolų, kurie susidaro esant švelniai vandens, o ne vėjo srovei. Žemiau esančiame paveikslėlyje žalios juostos rodo nuosėdinius sluoksnius, išdėstytus tekančiame vandenyje, o mėlynos linijos rodo ribas tarp sluoksnių. Be to, išsami „Opportunity“ uolienų kompozicijų cheminė analizė rodo, kad jos susidarė mineralų turinčiame vandenyje, kai vanduo garuodamas labai susikaupė su mineralais (1, 2, 3, 4, 5 spektras). , 6 spektro jungtys).

2012 m. „Opportunity“ aptiko mineralinio gipso gyslas šalia didžiojo kraterio „Endeavour“ krašto. Gipso gyslos rodo, kad vanduo tekėjo per uolas, ir tai yra dar stipresnis vandens įrodymas, nei minėta aukščiau.

Marso mokslo laboratorija & quot; Curiosity & quot; 2012 m. Rugpjūčio 5 d. Nusileido Gale krateryje netoli Marso pusiaujo. Jame yra instrumentų rinkinys, skirtas nustatyti organinius junginius, tokius kaip baltymai, aminorūgštys ir kitos rūgštys bei bazės, kurios prisijungia prie anglies stuburo ir yra būtini gyvenimui, kaip mes jį žinome. Jis taip pat sugeba aptikti tas dujas galėjo būti biologinio aktyvumo rezultatas, tačiau jis neturi priemonių nustatyti, ar šiuo metu vyksta biologinis aktyvumas. Joje bus nustatytos geriausios įmanomos biologinio aktyvumo vietos (buvusios ar esamos), kad būtų galima tiksliau patvirtinti tolesnę misiją. Gale krateris yra 155 kilometrai (96 mylios), o jo viduje yra didelis kalnas (Sharp kalnas), kuris yra daugybės nuosėdų liekana. Kalno dugno sluoksniuose yra molio ir sulfatų, kurie susidarė skystame vandenyje. Smalsumas taip pat tiria: vietovės geologiją, siekiant išsiaiškinti, kaip susidarė uolos ir dirvožemis, kaip atmosfera pasikeitė laikui bėgant, o vandens ir anglies dioksido ciklas bei radiacijos aplinka paviršiuje (fotonai ir saulės ir saulės dalelės). likusi galaktikos dalis). Norėdami sužinoti daugiau apie „Curiosity“ nusileidimo seką, žr. Williamo M.Tom Planetariumo MSL nusileidimo puslapį, žr. Pirmąsias nuotraukas, grąžintas iš Gale kraterio, ir išsamią informaciją, kodėl buvo pasirinktas Gale krateris.

Aukščiau pateiktame paveikslėlyje parodytos pirmosios 360 laipsnių spalvos Gale kraterio keptuvės dalys, kuriose smalsumas nusileido. Apdorojant vaizdas buvo paryškintas. Kraterio siena matoma kairėje ir dešinėje vaizdo pusėse, o „Sharp“ kalnas yra netoli vaizdo centro, o šalia jo pagrindo yra tamsios kopos, kuriose yra molių ir sulfatų, kurie greičiausiai susidarė skystame vandenyje tikriausiai prieš 3,5 milijardo metų. Kelias pilkus taškus priekiniame plane sukūrė nusileidimo etapo dangaus krano raketiniai varikliai, sprogdinę žemę ir nupūtę paviršiaus dulkių sluoksnį. Matomos ir roverio dalys. Juodos zonos yra vietos, kur visos keptuvės nuotraukos dar nebuvo spinduliuojamos į Žemę.

Netoli „Curiosity“ nusileidimo vietų Gale krateryje jis rado žvyro nuosėdas, pagamintas iš gerai suapvalintų akmenukų, nusėdusių nuosėdinių konglomeratų atodangose ​​(kairysis vaizdas). Žemėje (dešinysis nuosėdinio konglomerato vaizdas) gerai suapvalintos uolienos yra dažnas uolų, upe ar upelyje plukdytų vandeniu, ženklas. Jei vandens srautas yra pakankamai didelis, akmenukai sraute yra pakeliami aukštyn arba išvyniojami išilgai lovos ir jie daužomi vienas prieš kitą, todėl kraštai suapvalinami. Marse esančių akmenukų dydžiai yra per dideli, kad juos būtų galima gabenti vėju. Juos turi gabenti nuolatinis, energingas vandens srautas.

Aukščiau pateiktame paveikslėlyje kraštovaizdžio ypatybės ir detalės uolose rodo, kad Gale kraterio dalis buvo ežeras (žr. „Gale Crater Guide“ vaizdo įrašą apie šią drėgną istoriją). A paveikslas viršuje yra „Kimberley“ darinys, kurį „Curiosity“ nufotografavo 580 sol. Pirmame plane esantys sluoksniai krinta link Aštriojo kalno pagrindo, nurodydami vandens srautą link baseino, kuris egzistavo dar nesusidarius didesnei kalno daliai. B paveiksle apatiniame kairiajame kampe matomas Marso uolienų plytelių, vadinamų & quot; Senas Soaker & quot, purvo tinklas. „Curiosity“ padaryta nuotrauka 1555 m. Murray formavimo purvo srityje. Dumblo įtrūkimai atsirado daugiau nei prieš 3 milijardus metų, kai drėgnesnius laikotarpius pertraukdavo sausi intervalai. C paveikslas apačioje dešinėje yra uola, vadinama „quotJura“, kurią „Curiosity“ nufotografavo 1925 m. Sol. Gipso kristalams būdingi įvairūs krištolo formos kauburėliai su kregždės uodega, & quot; parko pėda & quot; ir žvaigždžių formos. Šiame pagrindiniame akmenyje taip pat eksponuojamos mineralinės gyslos su ryškia ir tamsia medžiaga.

Tokie bruožai kaip kraterių šonuose esančios įdubos pateikia įspėjamąją pasaką, kaip mes turime būti atsargūs manydami, kad vanduo turi būti sukėlėjų ypatumų priežastis (ir kaip Marsas gali mus apgaudinėti, jei mąstydami esame per daug panašūs į Žemę! ). „Mars Global Surveyor“ rado vietų, kur į kraterių šonus išgraviruojamos grimzlės, kurios pačios turi labai mažai mažesnio poveikio. Tai reiškia, kad kraterio sienos yra geologiškai jaunos, todėl latakai turi būti dar jaunesni. Orbita taip pat rado kanalizaciją, kur vos ketverių metų atstumu vienas nuo kito darytose nuotraukose buvo matomos ryškios naujos nuosėdos, kurios, atrodo, buvo vandens, trumpą laiką nešančių nuosėdas kraterių šonuose, rezultatas. Tačiau latakai daugiausia susidarė ant kraterio sienų, nukreiptų į stulpus. Taip pat pietų pusrutulyje kanalizacijos buvo kur kas aktyvesnės (formavo naujus bruožus) nei šiaurėje. Šie modeliai geriau atitinka sezoninius anglies dioksido šalčio (sauso ledo) formavimosi pokyčius ir tada sublimacija (kai kieta medžiaga tiesiogiai virsta dujomis be tarpinės skysčio fazės). Marso pietinio pusrutulio žiemos yra ilgesnės ir šaltesnės nei šiaurinėje dalyje, todėl pietiniame pusrutulyje susidaro daugiau šalnų ir kaupiasi. Sausam ledui sublimavus, uola ir dirvožemis teka žemyn. Toks sauso ledo veiksmas gali atsitikti Marse, bet ne Žemėje, nes Marsas gali labai sušalti - šalčiau nei Antarktida.

Net ir turint šį įspėjamąjį pasakojimą, atrodo, kad skystas vanduo teka palyginti neseniai. 2011 m. Mokslininkų komanda, dirbusi su „Mars Reconnaissance Orbiter“ (MRO), išleido septynių kraterių vaizdus, ​​kuriuose matoma, kad ploni (nuo 0,5 iki 5 metrų pločio) tamsūs dryžiai vasaros sezonais kelis kartus teka stačiais šlaitais, kai ten gali būti temperatūra. pasiekti -23 & ordm iki + 27 & ordmC (-10 & ordm iki + 80 & ordmF). Siekdama neobjektyviai vertinti jų aiškinimą, komanda pavadino ypatybes & pasikartojančios nuolydžio linijos & quot (trumpai & quot; RSL & quot).


MRO pranešime spaudai pasirinkite kitų kraterių vaizdą su laiko intervalais

Marso paviršiaus oro slėgis yra per mažas, kad dabar būtų grynas skystas vanduo. Esant labai žemam slėgiui, vanduo gali būti kaip užšalęs ledas arba kaip dujos, bet ne tarpinėje skysčio fazėje. Jei kada nors ruošėte maistą dideliame aukštyje naudodami verdantį vandenį, žinote, kad tai užtrunka ilgiau, nes vanduo verda žemesnėje temperatūroje nei jūros lygyje. Taip yra todėl, kad oro slėgis esant aukštai aukštai yra mažesnis. Jei būtumėte keletą mylių virš Žemės paviršiaus, pamatytumėte, kad vanduo užvirs (virs garais) esant vienodai kambario temperatūrai! Tačiau jei skystis yra labai sūrus vanduo, ypač sumaišytas su perchloratais, jis gali būti pakankamai ilgas, kad prieš užšaldamas ar išgaruodamas ištekėtų per kraterio sienas. Tamsios juostos, kurios auga šiltu vasaros metu, gali būti skystų sūrymų, esančių netoli Marso paviršiaus, prasiskverbimo į paviršių rezultatas. Dėl Marso paviršiuje plačiai paplitusių druskų net grynas vanduo iš apačios susimaišytų su druskomis. Deja, spektrometras laive MRO neturi pakankamai erdvinės skiriamosios gebos analizuoti labai siaurus tamsius dryžius.

Tyrėjų grupės išbandė argumentą, kad tai yra sūraus vandens, tekančio į kalną, rezultatas, imituodamas laboratorijoje esančias sąlygas (dirvožemio sudėtį, žemą oro slėgį ir temperatūrą), norėdamas sužinoti, kas visa gali sukurti tamsius dryžius. 2012 m. MRO komanda padidino pasikartojančių šlaitų linijų skaičių iki 15 ir sustiprino išvadą, kad jas lemia tirpstantis ir žemyn į dirvą nutekėjęs sūrus vanduo (taip pat žr. Nuorodą). Tačiau atrodo, kad naujesnis 2016 m. Rugpjūčio mėn. Tyrimas paneigia sūrio vandens idėją.Naudodama žemės temperatūros matavimus iš „Mars Odyssey“ orbiterio, komanda nustatė, kad temperatūros skirtumų tarp šlaitų su tamsiais dryželiais, palyginti su netoliese esančiais šlaitais be dryžių, net kai tamsūs dryžiai augo. Jei tamsios juostos buvo sezoniniai sūrio vandens srautai, o po to - garavimas, kasmetinis plutą formuojančios druskos kaupimasis turėtų paveikti temperatūros savybes.

Matavimai nustato viršutinę trijų procentų vandens ribą. Ta viršutinė riba yra drėgna, kaip sausiausios dykumos Žemėje. Temperatūros skirtumo tyrimas taip pat atmeta, kad dryžiai yra tik miltelinės dulkės, krentančios į kalną po to, kai jos susikaupė per daug iš dulkėto oro. Labiau tikėtina, kad dirvožemyje esančios druskos tampa drėkinamos, ištraukiant vandens garus iš oro per procesą, vadinamą deliquescence (žr. Šią nuorodą, kaip tai gali atsitikti). RSL funkcijos buvo rastos daugiau nei 50 vietų nuo pusiaujo iki maždaug pusiaukelės iki ašigalių. 2017 m. Atlikus daugiau nei 150 RSL šlaitų statumo tyrimą nustatyta, kad tamsūs dryžiai gali būti ten, kur smėlio ir dulkių grūdeliai nuslysta į kalną. RSL yra ribojamas nuolydžiams, didesniems nei 27 laipsniai, ir baigiasi šlaitais, kurie yra per seklūs, kad būtų sunki, kad birios medžiagos nuolydis būtų nestabilus. Sezoninius srautų pokyčius ir jų spalvą gali nulemti smėlio grūdelių hidratacijos hidratacijos pokyčiai, tačiau tai kelia klausimą, kodėl RSL neatsiranda visuose stačiuose šlaituose.

2018 m. Liepos mėn. Komanda, naudojusi MARSIS prietaisą erdvėlaivyje „Mars Express“ (kuris skriejo aplink Marsą nuo 2003 m.), Pranešė apie galimą ledyninį vandens ežerą po pietinio poliarinio ledo dangteliu. MARSIS prietaisas siunčia žemų dažnių radijo impulsus į planetą iš bumo antenų poros, kurių kiekviena tęsiasi 20 metrų nuo erdvėlaivio. Radijo bangos gali prasiskverbti net už trijų mylių žemiau paviršiaus. Ribos tarp skirtingų medžiagų sluoksnių gali būti geri radijo atšvaitai. MARSIS komanda sukrėtė intensyvios stebėjimo kampanijos, kuri vyko nuo 2012 m. Gegužės pabaigos iki 2015 m. Gruodžio pabaigos, skaičius ir po kelerių metų ieškojo kitų galimų neįprastai radiją atspindinčių elementų paaiškinimų maždaug už mylios žemiau poliarinio ledo paviršiaus, pranešė komanda. jos galimas atradimas, kad ją galėtų patikrinti didesnė mokslo bendruomenė.

Dvylikos mylių skerspjūvio temperatūra tikriausiai yra apie -68 ° C. Vanduo vis tiek galėtų būti skystas esant labai žemai temperatūrai, jei jame yra daug druskos, ypač perchlorato druskų, kad jis taptų labai blizgus ežeras. Marsas turi daug perchloratų, todėl palaidotas skystas vanduo yra įmanomas. Tačiau kitas galimas paaiškinimas yra tas, kad ši savybė gali būti purvinas dumblas. „SHARAD“ prietaisas, esantis „Mars Reconnaissance Orbiter“, taip pat yra į žemę prasiskverbiantis radaras ir jis neaptiko radijo ryškių funkcijų žemiau pietinio polinio ledo dangtelio. Nors SHARAD veikia kitu radijo dažniu nei MARSIS prietaisas ir gali prasiskverbti tolyn, jis turėtų sugebėti paimti radaro atspindį nuo žvalaus ežero. SHARAD sunkiai aptiktų vandens prisotintas nuosėdas, todėl galbūt jo neaptikimas reiškia, kad MARSIS prietaisas rado purvino dumblo kišenę.

Kur yra skystas vanduo, yra galimybė gyvybei atsirasti. Mažos meteorito struktūros, susprogdintos iš Marso per didžiulį asteroido smūgį, atrodo taip, lyg jas suformuotų senovės paprastos gyvybės formos. Tačiau mokslininkai vis dar daug diskutuoja dėl to, tačiau tvirti antžeminių organinių molekulių užteršimo įrodymai tikriausiai užmušė galimybę pateikti galutinį įrodymą apie Marso gyvenimą meteorite. Nepritariantieji nenori būti vakarėliais. Jie tiesiog nori didesnio tikrumo, kad smulkių struktūrų negalėjo suformuoti įprasti geologiniai procesai. Didelė gyvenimo atradimo kitame pasaulyje svarba reikalauja didelio skepticizmo - „nepaprastoms pretenzijoms reikia nepaprastų įrodymų“. Marso gyvenimo paieškos turės būti atliekamos grąžinant misiją arba atliekant eksperimentus tiesiai ant Marso. Ankstesnėse pastraipose aprašytas intensyvus RSL ypatybių ir povandeninio ežero tikrinimas bei pastangos rasti jiems paaiškinimus, kuriems nereikia daug ar jokio vandens, yra kiti šio mokslinio skepticizmo pavyzdžiai. Kai visos kitos galimybės bus išnaudotos, tada galėsime labiau pasitikėti vandeniu pagrįsta išvada (ir visomis su tuo susijusiomis astrobiologijos galimybėmis).

Tai, kad Marsas praeityje turėjo skysto vandens, byloja, kad prieš keletą milijardų metų ankstyvoji Marso atmosfera buvo storesnė, o paviršius šiltesnis nuo šiltnamio efekto. Kai kurios tolesnių tyrimų temos yra šios: kiek laiko paviršiuje buvo skysto vandens, kada skystas vanduo dingo iš paviršiaus, kaip skystas vanduo buvo plačiai paplitęs, kiek skysto vandens buvo ir ar buvo kartotinių skysto vandens epizodų pasirodo ir paskui dingsta.

Gyvenimas Gegužė prasidėjo ten, todėl dabartiniai Marso tyrinėjimai sutelkti dėmesį į senovės, seniai mirusio gyvenimo ženklų paiešką. Svarbus šios paieškos žingsnis yra nustatyti, kiek Marsas jau seniai galėjo gyventi. Gyvybei reikalingas ne tik skystas vanduo, bet ir tam tikras energijos šaltinis, skatinantis jo metabolizmą. 2013 m. Pradžioje „Curiosity“ roveris pradėjo gręžti į nuosėdines uolas Gale krateryje. Gręžimasis į uolas gali suteikti mums informacijos apie Marso sąlygas toliau, nei tai, ką „Mars Exploration Rover“ gali suteikti mums su savo vieliniu šepečiu.

Pirmųjų „Curiosity“ gręžinių uolienų milteliai buvo pilki, o žalsva, o ne raudona - iš olivino ir magnetito, turintys mažiau deguonies nei hematitas, randamas uolose, kurias tyrė „Mars Exploration Rovers“. The oksidacijos diapazonas uolienoje esančių medžiagų mikroorganizmai galėtų naudoti kaip tam tikrą cheminę medžiagą. Be to, sumažėję deguonies mineralai geriau išsaugotų organines medžiagas nei labiau oksiduotos uolienos, kurias tyrė „Mars Exploration Rovers“. „Curiosity“ tyrinėtoje uolienoje yra siera (įskaitant sieros dioksidą ir vandenilio sulfidą), azotas, deguonis, fosforas ir anglis (anglies dioksido pavidalu) - pagrindiniai gyvenimo ingredientai. Kalcio sulfato ir kitų mineralų buvimas rodo, kad molio mineralai buvo suformuoti iš neutralaus arba švelniai šarminio vandens, kuris nebuvo per sūrus, o ne dėl ypač didelio vandens rūgštingumo ir sūrumo, kuris būtų sudaręs Marso tyrinėtojų tyrinėtas uolienas. . Tiriant kitas uolienas Gale Crater rajone, kurį „Curiosity“ ištyrė 2012 m. Pabaigoje - 2013 m. Pradžioje, pastebimi įtrūkimai tarp uolų, užpildytų hidratuotais mineralais, o tai gali reikšti, kad Gale kraterio grindys ne kartą buvo permirkusios. 2014 m. Gruodžio viduryje buvo paskelbta, kad organinius junginius rado SAM smalsumo instrumentas. 2018 m. Birželio mėn. Tyrimų grupė įtraukė į organinių junginių sąrašą įtraukdama sieros turinčius tiofenus, angliavandenilius benzolą ir tolueną ir mažas anglies grandines, tokias kaip propanas ar butenas. 2018 m. Mėginiuose yra šimtą kartų didesnė organinių molekulių koncentracija nei 2014 m. 2018 m. Birželio mėn. Rezultatai taip pat apėmė trejus Marso sezoninius atmosferos metano pokyčius. Tačiau organines medžiagas ir įvairius metano kiekius galima pagaminti ne biologiniais, bet ir įdomesniais biologiniais procesais. Geriausia, ką galime pasakyti, kad visi gyvybės ingredientai buvo Marse, Marsas anksčiau buvo gyvenamas, o Marso uolienose buvo galima išsaugoti biologinius parašus, tik laukiant pažangesnės analizės, kad jie būtų atskleisti (pavyzdžiui, „Mars 2020“) ir „ExoMars“ misijos). Dabar smalsumas kyla į kalną. Aštrus, kad sužinotumėte, kaip pasikeitė praeities gyvenamumas, kai imami jaunesni sluoksniai aukščiau.

Senovės gyvenimo biologiniai parašai

Metodai, kuriuos naudosime ieškodami praeities gyvenimo Marse, yra beveik tokie patys, kaip ir tada, kai Žemėje prasidėjo gyvybė. Biologiniai parašai ir # 8212idealūs senovės gyvenimo ženklai ir # 8212 turi turėti tris požymius: 1) tai yra junginiai, kurie yra būtini ir būdingi ląstelių procesams 2) jie turi būti stabilūs ilgą laiką (milijardus metų) ir 3) molekulės turi būti pakankamai gausus, kad galėtume juos aptikti.

--- --- ---
pasirinkite vaizdus, ​​kad juos padidintumėte

Dėl parašo Nr. 1 mes žinome, kad gyvenimas yra labai išrankus cheminių medžiagų, kurias jis naudoja, atžvilgiu. Tai gerai, nes tas „išrankumas“ padeda mums atskirti tikrą biologinį liekaną nuo kažko kito pagaminto pavyzdžio. Aukščiau pateiktoje paveikslėlių sekoje kairysis apibūdina anglies izotopus. Nors abi anglies formos, anglis-12 ir anglis-13, turi tas pačias chemines savybes, anglis-12 yra lengvesnė anglies forma, todėl gyvybė padidina anglies-12 kiekį jo reakcijose. Todėl biologiniuose likučiuose bus anglies-13 deficitas, palyginti su įprastomis geologinėmis liekanomis. Deja, „Curiosity“ išanalizuotame uolienų mėginyje ir metane nebuvo pakankamai anglies, kad būtų galima atlikti išsamią anglies-13 deficito analizę.

Kiti du paveikslėliai pirmiau pateiktoje sekoje apibūdina, kaip antžeminė gyvybė turi savitą angliavandenilių (anglies ir vandenilio atomų, tokių kaip riebalai ir aliejai = lipidai) grandinių susidarymo būdą. Paskutiniame aukščiau pateiktos sekos paveikslėlyje aprašoma, kaip gyvenimas taip pat nori dirbti su tam tikrais policiklinių anglies junginių tipais, tokiais kaip "kvantoliai" (tarp jų - cholesterolis ir steroidai) ir "kvotopanoidai", kurie stabilizuoja ląstelių membranas. Hopanoidai retai randami už gyvų ląstelių ribų, todėl jie yra geros biosignatūros molekulės. Jie taip pat yra labai atsparūs ir gali išgyventi milijardus metų.

Nors marso gyvybė gali naudoti kitokias biologines reakcijas nei sausumos gyvybė, marso biosignatūra vis tiek turi būti kažkas, kas sustiprina tam tikrus izotopus ir molekulių tipus, išskyrus tuos, kuriuos darys įprasti geologiniai ir cheminiai procesai. Be organinių junginių, kitose biosignatūrose yra nuosėdinių uolienų mineralų, susijusių su gyvybe, pavyzdžiui, karbonatų cheminiai pokyčiai dėl medžiagų apykaitos procesų, mikrofosilės, pelėsiai arba nuosėdų uolienose esantys mikroorganizmai ir didesnio masto mikrobų kolonijų struktūros, tokios kaip stromatolitas ir mikrobai. kilimėlių dariniai. Roverio „Mars 2020 Perseverance“ ištirtam uolienos mėginiui reikės turėti bent keletą šių biologinių parašų, kad jis būtų laikomas įmanoma kandidatas tolesniems tyrimams atgal į Žemę. Be to, turime atsižvelgti į mėginio kandidato geologinį kontekstą, kad įsitikintume, jog uolienų vienetas, kuriame yra mėginys, susidarė gyvenamoje aplinkoje ir ar vėlesni uolienos vienetą veikiantys procesai galėjo suformuoti į biologinį ženklą panašias savybes ne biologinėmis priemonėmis. (& quotabiotiškai & quot). Nors „Perseverance“ turės sudėtingą instrumentų rinkinį, yra keletas bandymų, kuriuos galima atlikti tik su daug didesne įranga, todėl „Perseverance“ talpykloje talpins uolienų šerdies mėginius, kad vėliau mėginiai galėtų grįžti į Žemę 2031 m. (Ar vėliau). Norėdami gauti daugiau informacijos apie senovės gyvenimo Marse paiešką, skaitykite žurnale „Astrobiology“ paskelbtą atviros prieigos & quot; Biosignatūros Marse & quot; straipsnį ir „Mars 2020“ mokslo apibrėžimo komandos 2013 m. Techninį dokumentą, kuriame aptariami „Mars 2020“ atkaklumo misijos tikslai ir biosignatūros duomenys.

Bet kurios gyvybės formos, gyvenančios dabar, turėtų būti gyvos žemiau paviršiaus, kad būtų išvengta stiprios ultravioletinių saulės spindulių poveikio. Marsas neturi apsauginio ozono sluoksnio, todėl visa ultravioletinė šviesa, pasiekianti Marsą, gali patekti į paviršių. Vikingų desantininkai, nusileidę 1976 m., Atliko eksperimentus, ieškodami buvusio ar esamo biologinio aktyvumo dirvožemyje, tačiau nustatė, kad dirvožemis yra sterilus be organinių medžiagų (bent jau kelių centimetrų viršuje). Dirvožemis yra chemiškai reaktyvesnis nei sausumos dirvožemis dėl stiprių ultravioletinių spindulių poveikio. Visai neseniai „Phoenix“ misija, aprašyta žemiau skyriuje „Ledas Marse“, nustatė organinių medžiagų trūkumo dirvožemyje priežastį: perchloratas dirvožemyje suskaidė visus organinius junginius, kurie būtų buvę dirvožemyje, kai įšilęs dirvožemis per vikingų eksperimentus. Smalsumas taip pat aptiko perchloratų Gale kraterio dirvožemyje. Bet kokiu atveju atrodo, kad Marsas patyrė reikšmingų pasaulinių pokyčių. Kas Marsą pavertė šalta šių dienų dykuma?

Keturi Marso vaizdai iš keturių Marso tyrinėtojų kartų: „Viking 2“ nusileidėjas viršutiniame kairiajame kampe, „Mars Pathfinder“ viršuje dešinėje, „Opportunity“ viduryje (daug mažiau uolėtas reljefas --- ilga nuotrauka!) Ir „Curiosity“ apačioje (taip pat ilga nuotrauka) !)

„Mars Exploration Rover Sites“ filmas (pasirinkite nuorodą, kad galėtumėte peržiūrėti „Flash“ filmą, kuriame būtų rodoma „Mars Explorations Rovers“ nusileidimo vieta)

„Mars“ kelionių vadovo „Mars“ panoramos turi 4096x512 panoraminius vaizdus planetariumo šou, taip pat „InSight“ ir „Perseverance“ panoramas, sukurtas po pasirodymo.

Atmosferos pabėgimas

(2) Didelė dalis asteroidų paveikė dalį atmosferos. Toks didelis poveikis ankstyvojoje Saulės sistemoje prieš kelis milijardus metų įvyko labai dažnai. Smūgio energijos galėjo pakakti, kad dujos būtų nustumtos iš mažos gravitacijos planetos.

(3) Marsas turėjo atvirkštinį šiltnamio efektą, vadinamą a pabėgęs šaldytuvas, pasitaiko. Kadangi Marsas buvo šiek tiek toliau nuo Saulės nei Žemė, pradinė Marso temperatūra buvo žemesnė. Tai reiškė, kad vandens garai kondensavosi, kad ant paviršiaus susidarytų skystas vandens sluoksnis. Dujinis anglies dioksidas ištirpsta skystame vandenyje ir gali būti chemiškai sujungtas su uolienomis. Tai jau seniai būtų nutikę Marse. Pašalinus dalį anglies dioksido, sumažėjusio šiltnamio efekto temperatūra nukrito. Dėl to kondensavosi daugiau vandens garų, dėl to daugiau pašalinamas atmosferos anglies dioksidas ir labiau vėsinama ir pan teigiamas grįžtamojo ryšio procesas vadinamas a pabėgęs šaldytuvas ir aprašytas pirmose dviejose skydeliuose kairėje žemiau esančio paveikslo. Šis pabėgęs procesas įvyko tikriausiai prieš milijardą metų, todėl Marsas ilgą laiką buvo šaltas. Marso vanduo dabar yra užšalęs amžino įšalo sluoksnyje, esančiame žemiau paviršiaus, o atmosfera yra labai plona. Marsas patyrė keletą dramatiškų klimato pokyčių, todėl praeityje jis galėjo kelis kartus atšilti ir atvėsti, o naujausias aušinimas galbūt buvo neseniai nei prieš milijardą metų. Šiltuoju periodu šiek tiek vandens galėjo tekėti per Marso paviršių ir vėl užšalti, kai Marsas grįžo į labai šaltą laiką. Deja, Marsas yra per mažas, kad išlaikytų pakankamai vidinės šilumos, kad sukeltų kažką panašaus į plokščių tektoniką. Kaip paaiškinta Žemės skyriuje, plokščioji tektonika vaidina pagrindinį vaidmenį reguliuojant planetos klimatą, todėl planeta vengia tapti nei karšta Venera, nei šaltuoju Marsu.

Pabėgęs šaldytuvas aprašytas schemoje Žemė-Venera-Marsas. Srauto schema iki paskutinės brūkšniuotos rodyklės įvyko jau seniai. Pabaigoje esančioje dėžutėje aprašyta dabartinė būsena: užšalęs vanduo ir anglies dioksidas žemiau paviršiaus ir labai plona atmosfera.

Išbėgusių šaldytuvų teorija neseniai sulaukė tolesnio palaikymo, kai „Mars Reconnaissance Orbiter“ rado vietas, kuriose didelėse smūgio vietose vienas nuo kito nutolusios geležies ir kalcio karbonatų nuosėdos. Šios rūšies karbonatai lengviausiai susidaro esant dideliam kiekiui skysto vandens ir tinka išsprūdusiam šaldytuvui, kad atmosferos anglies dioksidas ištirpsta skystame vandens telkiniuose. Karbonatiniai sluoksniai palaidoti po keliomis myliomis (apie 5 kilometrus) jaunesnių uolų, įskaitant vulkaninius srautus, panašiai kaip tai, ką Dvasia rado tyrinėdama Gusevo kraterį. Gusevo krateryje Dvasia turėjo užlipti ant kalvų, esančių netoli nusileidimo vietos, kad surastų senesnių mineralų, kurie susidarė esant skystam vandeniui, prilipusiam virš aplinkinių kraterio grindų, padengtų lavos srautais (žr. & Quot; Stebėkite vandenį & quot; forumą). Didelis poveikis gali atskleisti gilesnius karbonato sluoksnius, todėl MRO atidžiai išnagrinės kitus didelius smūginius kraterius, kad pamatytų, kaip paplitę palaidoti karbonato sluoksniai. (4) Atmosferą lėtai suvalgė saulės vėjas, galintis tiesiogiai pasiekti viršutinę atmosferos dalį, nes Marsas neturi magnetinio lauko. Greitai judančios saulės vėjo dalelės tokia jėga pataiko į viršutines atmosferos daleles, kad spartintų jas greičiau nei pabėgimo greitis. Žr. Vaizdo įrašą iš MAVEN svetainės, iliustruojantį šį procesą. (5) Šių padarinių derinys. NASA MAVEN misija, pradėjusi skrieti aplink Marsą 2014 m. Rugsėjo pabaigoje, tiria, kaip ir kaip greitai Marso atmosfera nuteka dabar, ir, tikiuosi, suteiks informacijos, kurios mums reikia norint išsiaiškinti, kas nutiko praeityje. MAVEN yra trumpas & quot; Marso atmosferos ir nepastovios evoliucijos misija & quot. Po metų studijų MAVEN nustatė, kad saulės vėjas yra pagrindinis veiksnys, dėl kurio šiandien prarandama Marso atmosfera. Saulės vėjas pašalina Marso atmosferą maždaug 100 gramų per sekundę greičiu (arba daugiau kaip 3 milijonais metrinių tonų per Žemę per metus), o saulės audrų metu - didesnis. Prieš milijardus metų nuostolių lygis būtų buvęs didesnis, nes jaunesnė Saulė buvo aktyvesnė nei dabar. Kiek seniai Marsas prarado magnetinį lauką, yra šiek tiek neaišku, tačiau dėl mažo Marso dydžio jis buvo mažiausiai prieš kelis milijardus metų.

Tyrinėtojams žmonėms Marso paviršiuje reikės naudoti skafandrus. Žemas slėgis juos užmuštų per sekundės dalį, nieko nedarant vidinio spaudimo jų kūnams. Tyrinėtojams taip pat reikės kovoti su temperatūra, kuri net dieną yra daug žemesnė už vandens užšalimo tašką ir turi pakankamai ekraną, kad užblokuotų gausią saulės ultravioletinių spindulių ir dalelių spinduliuotę.

Ledas Marse

Viena iš pabėgusio šaldytuvo prognozių yra tai, kad po paviršiumi turėtų būti vandens ledo. Marsas turi poliarinius ledo dangtelius, pagamintus iš užšalusio anglies dioksido (& quot; sauso ledo & quot) ir užšalusio vandens, bet ar žemiau paviršiaus yra užšalęs vanduo nuo polinių ledo dangtelių? Taip!

„Yuty Crater“ yra kraterio tipas, vadinamas a pylimo krateris (arba & quotsplash krateris & quot) dėl skiriamųjų keterų išilgai & quot; suskystinto & quot; išmetimo krašto. Šiame „Viking 1“ orbiterio vaizde, taip pat kituose kraterių vaizduose, esančiuose apylinkėse, matyti bruožai, susidarantys tirpstant užšalusiam (ar skystam?) Vandeniui ir sumaišius su purvu bei uolienomis, kad smūgio metu tekėtų kaip purvas (taip pat žiūrėkite vaizdą) Yuty kraterio iš „Mars Global Surveyor“ ir didelės skiriamosios gebos suskystinto ejecta srauto arba jungties vaizdas 2).

„Šventoji karvė!“ nuotraukoje iš „Phoenix Mars Lander“ robotinės rankos fotoaparato matyti, kaip atrodo ledas, kurį nusileidžiant padengė raketos išmetimo dujos.

Finiksas šioje tranšėjoje atidengė ledą, vadinamą & quot; Dodo-Goldilocks & quot ;, kuris per keturias Marso dienas sublimavo (nuo ledo tiesiai iki vandens garų). 20 dieną apatiniame kairiajame kampe matytų ledo luitų nėra. 24 dieną. Jei ledas būtų anglies dvideginis, jis būtų sublimuotas mažiau nei per parą, esant Phoenix vietos temperatūrai, kai kasama tranšėja.

Viršutinis vaizdas ir kiti „Mars Reconnaissance Orbiter“ vaizdai rodo, kad užšalęs vanduo yra tiesiai po paviršiumi platumose arčiau pusiaujo, nei manyta anksčiau. Šviesios viršutinių plokščių zonos yra paviršinio vandens ledas, kurį ką tik paveikė meteoritų poveikis. Jie išnyksta per 15 savaičių, kai vandens ledas sublimuojasi (dugno plokštės). Žr. MRO vaizdo archyvą, kuriame rasite gražų vaizdo įrašą apie šį konkretų atradimą (pasirinkite 2009 m. Rugsėjo 24 d. Vaizdo įrašą). Šie krateriai buvo netoli „Viking 2“ nusileidimo vietos ir mokslininkai išsiaiškino, kad jei „Viking 2“ būtų sugebėjęs iškasti vos 15 cm (6 colių) giliau, jis būtų radęs ledą (33 metai prieš „Phoenix“). Patobulinta 2017 m. Dešimtmečiu anksčiau Marso Odisėjos orbiterio surinktų duomenų analizė taip pat rodo, kad šalia pusiaujo yra ledo paviršius.

Aukščiau pateiktame paveikslėlyje parodyta keletas vietų, kuriose storos ledo sankaupos yra veikiamos vidutinėse platumose. Paveikslėlis a (kairėje) yra santykinai gryno vandens ledo (šiame patobulintame spalvų vaizde mėlynos spalvos) ledo sluoksnis, kurį uždengia ledo cementuotos uolos ir dulkių sluoksnis nuo vieno iki dviejų metrų. Jis yra 56,6 laipsnių pietų platumoje. B paveikslėlyje (dešinėje) rodomas ledo piliakalnio kraštas krateryje 42,2 laipsnių šiaurės platumos. Dalis jo jau buvo pašalinta, todėl galime pamatyti sluoksnius, kurie anksčiau buvo kraterio ir rsquos interjere.

Atsižvelgiant į tai, kad po paviršiumi yra užkasamas vandens ledas kartu su sustingusiu anglies dioksidu poliuose ir užrakintas kaip karbonatas, ar galima panaudoti mūsų technologijas Marso pašildymui, kad Marsas būtų pakankamai tinkamas gyventi žmonėms, kad jie gyventų ant paviršiaus be skafandrų? t.y, terraformas Marsas? Tikriausiai nenaudoja tik Marse rastų medžiagų. Per daug reikalingo vandens ir anglies dioksido buvo prarasta kosmose. Taip pat yra problema, kad ilgalaikiai atmosferai reikalingas magnetinis skydas nuo saulės vėjo, o Marsas seniai prarado savo pasaulinį magnetinį lauką. Jei Marsas būtų Veneros ar Žemės dydžio, tada jis tikriausiai vis tiek būtų tinkamas gyventi, nes jis yra saulės gyvenamojoje zonoje.

Kai kurie Marso gabalai yra pristatomi į Žemę meteoritams sprogus nuo Marso paviršiaus nuo milžiniškų smūgių. Sprogimų išmetimas judėjo pakankamai greitai, kad išvengtų Marso gravitacijos ir galų gale rastų kelią į Žemę. Vienas pavyzdžių yra „Zagami“ meteoritas, pavadintas pagal vietą Nigerijoje, kur jis nusileido 1962 m. Mažas jo gabalėlis parodytas aukščiau. Kol kas atrasta mažiausiai kelios dešimtys marso meteoritų. Juose įstrigusios dujos labai panašios į Vikingo analizuojamą atmosferą, jų išskirtinės kompozicijos (labai skiriasi nuo įprastų meteoritų) ir daugeliu atvejų daug jaunesnio amžiaus nei įprasti meteoritai, mums sako, kad būtent šie meteoritai atkeliavo iš Marso. Kai kuriuose iš jų yra karbonatų, kurie vėl mums sako, kad kadaise Marse buvo skysto vandens.

Eikite į visų Marso vaizdų žemėlapius iš orbitos svetainės

Ir tik savo malonumui: Priartinkite & quot; veidą Marse & quot. & Quot; Veidas Marse & quot; yra liekanų masyvas, kuris sulaukė didelio dėmesio 1990-aisiais, kai jo „Viking 1 Orbiter“ paveikslėlis, rodantis, kad veidas buvo išraižytas ant marso paviršiaus ir išplatintas aplink internetą. Turintys pernelyg aktyvią vaizduotę, manė, kad ši savybė yra dirbtinė (ją sukūrė senovės Marso astronautai), ir buvo sukurtos sąmokslo teorijos apie NASA slėpimą. „Viking“ vaizdas turi prastą skiriamąją gebą, prastą apšvietimą ir daugybę & quotbit klaidų & quot; sukuriančių juodų dėmių, iš kurių pora buvo prie funkcijos & quotnostril & quot ir & quotdimple & quot; ant smakro. Vėliau kur kas didesnės raiškos „Mars Global Surveyor“ ir „Mars Express“ erdvėlaivių vaizdai rodo, kad tai yra natūraliai atsirandantis geologinis darinys. Puslapyje „Veido Marse mastelio keitimas“ rodoma, kur „quot“ Veidas yra Marse, ir vis didesnės raiškos funkcijos peržiūros.


„ExoMars“ marso atmosferoje randa naujų dujų parašų

Šioje diagramoje parodytas matavimų, atliktų naudojant ESA „ExoMars Trace Gas Orbiter“ (TGO) „Atmosferos chemijos rinkinio“ (ACS) MIR prietaisą, pavyzdžiai, kuriuose matomi anglies dioksido (CO2) ir ozono (O3) spektriniai parašai. Apatiniame skydelyje rodomi duomenys (mėlyna) ir geriausiai tinkantis modelis (oranžinė). Viršutiniame skydelyje rodomi modeliuojami įvairių spektro dujų indėliai šiame spektriniame diapazone. Giliausios linijos kyla iš vandens garų (šviesiai mėlynos). Stipriausia O3 savybė (žalia) yra dešinėje, o kairėje - ryškios CO2 linijos (pilkos). Stiprių metano savybių (oranžinės spalvos) vietos taip pat parodytos modeliuojamose įnašose, nors metano TGO duomenyse nepastebėta. Autorius: K. Olsenas ir kt. (2020 m.)

ESA „ExoMars Trace Gas Orbiter“ pastebėjo naujus dujų parašus Marse. Tai atveria naujas marso atmosferos paslaptis ir leis tiksliau nustatyti, ar planetoje yra metano - dujų, susijusių su biologine ar geologine veikla.

„Trace Gas Orbiter“ (TGO) daugiau nei dvejus metus tyrinėjo Raudonąją planetą iš orbitos. Misija siekiama suprasti marso atmosferą sudarančių dujų mišinį, ypatingą dėmesį skiriant paslaptiui, susijusiam su metano buvimu ten.

Tuo tarpu erdvėlaivis pastebėjo dar nematytus ozono (O3) ir anglies dioksido (CO2), pagrįstas visais Marso stebėjimo metais, naudojant jautrią Atmosferos chemijos rinkinį (ACS). Rezultatai aprašyti dviejuose naujuose straipsniuose, paskelbtuose 2007 m Astronomija ir astrofizika, vienam vadovauja Kevinas Olsenas iš Oksfordo universiteto (JK), o kitam vadovauja Aleksandras Trokhimovskiy iš Rusijos mokslų akademijos Kosmoso tyrimų instituto Maskvoje (Rusija).

„Šios savybės yra ir mįslingos, ir stebinančios“, - sako Kevinas.

"Jie guli tiksliai bangos ilgio diapazone, kur mes tikėjomės pamatyti stipriausius metano požymius. Prieš šį atradimą CO2 ypatybė buvo visiškai nežinoma, ir tai yra pirmas kartas, kai Marso ozonas nustatomas šioje infraraudonųjų spindulių bangos ilgio dalyje “.

Marso atmosferoje vyrauja CO2, kurią mokslininkai stebi norėdami įvertinti temperatūrą, stebėti metų laikus, tyrinėti oro cirkuliaciją ir kt. Ozonas, kuris sudaro sluoksnį tiek Marso, tiek Žemės viršutinėje atmosferos dalyje, padeda išlaikyti atmosferos chemijos stabilumą. Tiek CO2 ir ozoną Marse matė tokie erdvėlaiviai kaip ESA „Mars Express“, tačiau puikus ACS prietaiso jautrumas TGO sugebėjo atskleisti naujų detalių apie tai, kaip šios dujos sąveikauja su šviesa.

Ozono stebėjimas diapazone, kuriame TGO medžioja metaną, yra visiškai nenumatytas rezultatas.

Kaip metanas susidaro ir sunaikinamas Marse, yra svarbus klausimas, norint suprasti įvairius metano aptikimo ir neaptikimo Marse atvejus, nes skiriasi ir laikas, ir vieta. Nors metanas sudaro labai mažą bendrą atmosferos inventorizacijos kiekį, ypač metanas turi pagrindinius raktus į dabartinę planetos veiklos būklę. Šioje grafikoje pavaizduoti keli galimi metano pridėjimo ar pašalinimo iš atmosferos būdai. Viena įdomių galimybių yra ta, kad metaną gamina mikrobai. Palaidojant po žeme, šios dujos galėtų būti sandėliuojamos ant grotelių suformuotų ledo darinių, vadinamų klatratais, ir išleistos į atmosferą daug vėliau. Metanas taip pat gali susidaryti vykstant reakcijoms tarp anglies dioksido ir vandenilio (kuris, savo ruožtu, gali susidaryti, reaguojant vandeniui ir olivino turinčioms uolienoms), giliai magatiškai degazuojant arba termiškai skaidant senovines organines medžiagas. Vėlgi, tai gali būti laikoma po žeme ir išmetama pro paviršiaus įtrūkimus. Metanas taip pat gali įstrigti seklaus ledo kišenėse, tokiose kaip sezoninis amžinas įšalas. Ultravioletinė spinduliuotė gali sukelti metano reakcijas su kitomis jau esančiomis molekulėmis ar organinėmis medžiagomis, pavyzdžiui, į Marso krintančias kometų dulkes, ir ją suskaidyti. Ultravioletinės reakcijos viršutinėje atmosferos dalyje (virš 60 km) ir oksidacijos reakcijos apatinėje atmosferoje (žemiau 60 km) veikia paverčiant metaną anglies dioksidu, vandeniliu ir vandens garais, todėl molekulės gyvavimo laikas yra apie 300 metų. Metanas taip pat gali būti greitai pasiskirstęs aplink planetą atmosferos cirkuliacijos būdu, praskiedžiant jo signalą ir keliant iššūkį nustatyti atskirus šaltinius. Atsižvelgiant į atmosferos procesus, atsižvelgiant į molekulės gyvavimo laiką, bet kokie aptikimai šiandien reiškia, kad ji buvo išleista palyginti neseniai. Tačiau buvo pasiūlyti kiti gamybos ir sunaikinimo metodai, kurie paaiškina lokalizuotą aptikimą ir taip pat leidžia greičiau pašalinti metaną iš atmosferos, arčiau planetos paviršiaus. Žemesnėje nei 10 km atmosferos aplinkoje gausu dulkių, kurios gali būti svarbios kartu su sąveika tiesiogiai su paviršiumi. Pavyzdžiui, viena mintis yra ta, kad metanas difuzuoja arba „prasiskverbia“ per paviršių lokalizuotuose regionuose ir yra adsorbuojamas atgal į paviršiaus regolitą. Kita idėja yra ta, kad stiprus vėjas, ardantis planetos paviršių, leidžia metanui greitai reaguoti su dulkių grūdeliais, pašalindamas metano parašą. Sezoninės dulkių audros ir dulkių velniai taip pat galėtų pagreitinti šį procesą. Nuolatinis žvalgymasis Marse - tiek iš orbitos, tiek ant paviršiaus - kartu su laboratoriniais eksperimentais ir modeliavimais padės mokslininkams geriau suprasti skirtingus procesus, susijusius su metano susidarymu ir sunaikinimu. Autorius: Europos kosmoso agentūra

Mokslininkai anksčiau nustatė, kaip Marso ozonas skiriasi priklausomai nuo aukščio. Tačiau iki šiol tai daugiausia vyko taikant metodus, kurie priklauso nuo dujų parašų ultravioletiniuose spinduliuose. Ši technika leidžia matuoti tik dideliame aukštyje (virš 20 km virš paviršiaus).

Naujieji ACS rezultatai rodo, kad marso ozoną galima žemėlapį nustatyti ir infraraudonųjų spindulių spinduliuose, todėl jo elgesį galima ištirti mažesniame aukštyje, kad būtų galima susidaryti išsamesnį vaizdą apie ozono vaidmenį planetos klimate.

Išaiškinti metano paslaptį

Vienas iš pagrindinių TGO tikslų yra ištirti metaną. Iki šiol marso metano požymiai - preliminariai šnipinėti misijų, įskaitant ESA „Mars Express“ iš orbitos ir NASA „Curiosity“ važiuoklę ant paviršiaus, yra kintantys ir šiek tiek mįslingi.

Nors jį taip pat generuoja geologiniai procesai, didžiąją dalį metano Žemėje gamina gyvybė, pradedant bakterijomis, baigiant gyvuliais ir žmonių veikla. Metano aptikimas kitose planetose yra nepaprastai įdomus. Tai ypač pasakytina apie tai, kad dujos suyra maždaug per 400 metų, o tai reiškia, kad bet koks esamas metanas turi būti pagamintas arba išleistas palyginti neseniai.

"Atrasti nenumatytą CO2 parašas, kuriame mes medžiojame metaną, yra reikšmingas, - sako Aleksandras Trokhimovskiy. - Anksčiau apie šį parašą nebuvo galima atsiskaityti, todėl jis galėjo atlikti svarbų vaidmenį nustatant nedidelius metano kiekius Marse.

Aleksandro, Kevino ir kolegų išanalizuoti stebėjimai dažniausiai buvo atliekami skirtingu metu, nei palaikant marso metano aptikimą. Be to, TGO duomenys negali atspindėti didelių metano kiekių, tik mažesnio kiekio, taigi šiuo metu tarp misijų nėra tiesioginių nesutarimų.

„Tiesą sakant, mes aktyviai dirbame koordinuodami matavimus su kitomis misijomis“, - patikslina Kevinas. "Užuot ginčijęs ankstesnes pretenzijas, šis atradimas yra motyvas visoms komandoms pažvelgti atidžiau - kuo daugiau žinome, tuo giliau ir tiksliau galime ištirti Marso atmosferą."

Ši diagrama rodo naują CO2 spektrinis bruožas, kuris niekada nebuvo pastebėtas laboratorijoje, Marso atmosferoje aptiktas ESA „ExoMars Trace Gas Orbiter“ (TGO) aparato „Atmospheric Chemistry Suite“ (ACS) MIR instrumentu. Grafike parodyta visa 16 O 12 C 16 O molekulės (vieno iš įvairių CO „izotopologų“) magnetinės dipolio absorbcijos juostos apimtis.2). Viršutiniame skydelyje rodomi ACS MIR spektrai (pavaizduoti juodai) kartu su modeliuojamu CO įnašu2 ir H2O (pavaizduota mėlyna spalva) modelis yra pagrįstas HITRAN 2016 duomenų baze. Apatiniame skydelyje rodomas duomenų ir modelio arba liekamųjų skirtumas, išsamiai atskleidžiantis absorbcijos juostos struktūrą. Apskaičiuotos spektro linijų pozicijos pažymėtos rodyklėmis, skirtingomis spalvomis, atitinkančiomis skirtingas absorbcijos juostos „šakas“ (raudona reiškia P-šaką, žalia - Q-šaką, o mėlyna - R-šaką). Autorius: A. Trokhimovskiy ir kt. (2020 m.)

Realizuoti „ExoMars“ galimybes

Nepaisant metano, išvados parodo, kiek daug sužinosime apie Marsą vykdydami „ExoMars“ programą.

„Šios išvados leidžia mums geriau suprasti planetos kaimyną“, - priduria Aleksandras.

„Ozonas ir CO2 yra svarbūs Marso atmosferoje. Tinkamai neįskaitę šių dujų, rizikuojame netinkamai apibūdinti matomus reiškinius ar savybes “.

Be to, stebina naujojo CO atradimas2 juosta Marse, dar niekada nebuvo pastebėta laboratorijoje, suteikia įdomių įžvalgų tiems, kurie tiria, kaip molekulės sąveikauja tarpusavyje ir su šviesa, ir ieško unikalių cheminių šių sąveikos pirštų atspaudų kosmose.

„Kartu šie du tyrimai žengia reikšmingą žingsnį siekiant atskleisti tikrąsias Marso savybes: link naujo tikslumo ir supratimo lygio“, - sako Aleksandras.

Lyginant Marso ir Žemės atmosferas. Autorius: Europos kosmoso agentūra

Sėkmingas bendradarbiavimas ieškant gyvenimo

Kaip rodo jo pavadinimas, TGO siekia apibūdinti visas Marso atmosferos pėdsakus, galinčius atsirasti dėl planetos aktyvių geologinių ar biologinių procesų, ir nustatyti jų kilmę.

„ExoMars“ programą sudaro dvi misijos: „TGO“, kuri buvo pradėta įgyvendinti 2016 m. Ir prie kurios prisijungs „Rosalind Franklin“ roveris ir „Kazachok“ nusileidimo platforma, turinti pakilti 2022 m. Jie imsis instrumentų, papildomų ACS prie marso paviršiaus, tiriant planetos atmosferą iš kitos perspektyvos ir dalinkitės pagrindiniu „ExoMars“ programos tikslu: ieškoti praeities ar dabarties gyvenimo ženklų Raudonojoje planetoje.

„Šios išvados yra tiesioginis labai sėkmingo ir nuolatinio Europos ir Rusijos mokslininkų bendradarbiavimo kaip„ ExoMars “rezultatas“, - sako ESA TGO projekto mokslininkas Håkanas Svedhemas.

"Jie nustato naujus būsimų spektrinių stebėjimų standartus ir padės mums nupiešti išsamesnį Marso atmosferos savybių vaizdą, įskaitant tai, kur ir kada gali būti metano, kuris tebėra pagrindinis Marso tyrimo klausimas".

"Be to, šios išvados paskatins nuodugniai išanalizuoti visus susijusius duomenis, kuriuos surinkome iki šiol - ir tokiu būdu naujų atradimų perspektyva, kaip visada, yra labai įdomi. Kiekviena„ ExoMars Trace Gas Orbiter “atskleista informacija žymi pažangą siekiant tikslesnio Marso supratimo ir priartiname mus prie žingsnio prie išlikusių planetos paslapčių atskleidimo “.


Mes žinome, kad čia, Žemėje, mus saugo jos magnetosfera, kuri nukreipia pavojingas saulės daleles ir kosminius spindulius į ašigalius nuo gyvenamų teritorijų. Tai ir sukelia Aurora Borealis (šiaurės pašvaistė) ir Aurora Australis (pietų šviesa).

Magnetosfera yra magnetinis laukas, kuris egzistuoja todėl, kad mūsų planeta turi metalinę šerdį. Bet kaip su Marsu?

Marsas kartą turėjo magnetinį lauką. Jis buvo prarastas daugiau nei prieš 3,7 milijardo metų, galbūt dėl ​​daugybės asteroidų smūgių, kurie sunaikino planetos vidinio magnetinio branduolio dinaminį efektą. 4

Tai reiškia, kad mums reikėtų kito metodo, kuris apsaugotų mus nuo kosminių spindulių, kurie bombarduoja planetą.

Faktas yra tas, kad mes niekada negalėtume mėgautis diena lauke be apsauginių kostiumų. Net jei būtų atmosfera, mes vis tiek negalėtume išeiti be apsaugos kaip tai darome Žemėje.

Visa mūsų kasdieninė veikla turėtų būti pastatuose, kurie apsaugo mus nuo kosminių spindulių gyvendami Marse. Galbūt net požeminės gyvenamosios patalpos būtų privalomos.

Aurora Borealis (šiaurės pašvaistė)


Purškimas: kaip Marsas gali prarasti savo atmosferą

Kodėl Marsas šaltas ir sausas? Nors kai kurie naujausi tyrimai rodo, kad ankstyvasis Marsas niekada negalėjo būti drėgnas ar šiltas, daugelis mokslininkų mano, kad seniai Marso atmosfera kažkada buvo tankesnė, palaikanti skystą vandenį ant paviršiaus. Jei taip, Marsas galėjo turėti aplinkos sąlygų palaikyti mikrobų gyvybę. Tačiau kažkodėl didžioji Marso atmosferos dalis buvo prarasta kosmose jau seniai, o plona švari atmosfera nebeleidžia vandeniui būti stabiliam paviršiuje. Mokslininkai nėra tikri, kaip ir kodėl taip atsitiko, tačiau vienas iš būdų, kaip planeta gali prarasti atmosferą, yra procesas, vadinamas & # 8216sputtering. & # 8217. Šiame procese atomai atitrūksta nuo atmosferos dėl energetinių dalelių poveikio.

Kadangi Marsas neturi stipraus vidinio magnetinio lauko, atmosfera galėjo būti pažeista sąveikaujant su saulės vėju, ir šiame vaizdo įraše parodyta, kaip tai vyksta. Be to, ankstyvos saulės sistemos sąlygos padidino purškimo nuostolius, todėl Marso atmosferos praradimą galėjo sukelti sudėtingas mechanizmų rinkinys, veikiantis vienu metu.

Būsima misija galėtų mums pasakyti, kas nutiko Marso atmosferai. Erdvėlaivyje „Mars Atmosphere and Volatile Evolution“ arba MAVEN yra įrengti aštuoni skirtingi jutikliai, skirti išsiaiškinti, kas nutiko planetos atmosferai.

MAVEN bus pirmasis erdvėlaivis, kada nors atlikęs tiesioginius Marso atmosferos matavimus, ir tai yra pirmoji misija į Marsą, specialiai sukurta padėti mokslininkams suprasti praeitį - taip pat vykstantį CO2 ir kitų dujų patekimą į kosmosą. MAVEN skries aplink Marsą mažiausiai vienerius Žemės metus, maždaug pusę Marso metų. MAVEN pateiks informacijos apie tai, kaip ir kaip greitai atmosferos dujos šiandien prarandamos kosmosui, ir iš tų išsamių tyrimų darys išvadą, kas nutiko praeityje.

Ištyrus, kaip Marso atmosfera buvo prarasta kosmosui, galima atskleisti užuominas apie pokyčių įtaką Marso klimatui, geologinėms ir geocheminėms sąlygoms laikui bėgant. Visa tai svarbu suprasti, ar Marsas turėjo aplinką, galinčią palaikyti gyvybę.

MAVEN nešios aštuonis mokslo instrumentus, kurie matuos viršutinę Marso atmosferą per vienerius Žemės metus, t. Y. Maždaug pusę Marso metų.

Planuojama, kad „MAVEN“ startuos 2013 m., O paleidimo langas bus nuo 2013 m. Lapkričio 18 d. Iki gruodžio 7 d. „Mars Orbit“ įterpimas bus 2014 m. Rugsėjo viduryje.


Kiek dujų Marso atmosferoje galima pridėti dujų, kuriuos gali išlaikyti planetos gravitacija? - Astronomija

Redaktoriai peržiūrės jūsų pateiktą informaciją ir nustatys, ar pataisyti straipsnį.

Marsas, ketvirtoji Saulės sistemos planeta, išdėstyta atstumo nuo Saulės tvarka ir septinta pagal dydį ir masę. Tai periodiškai pastebimas rausvas objektas nakties danguje. Marsas žymimas simboliu ♂.

Kartais vadinamas Raudonąja planeta, Marsas jau seniai siejamas su karyba ir skerdynėmis. Jis pavadintas Romos karo dievu. Dar prieš 3000 metų babiloniečių astronomai-astrologai savo mirties ir maro dievu pavadino Nergalio planetą. Du planetos mėnuliai, Fobas (graikiškai: „Baimė“) ir Deimosas („Teroras“), buvo pavadinti dviem Areso ir Afroditės (graikų mitologijoje atitinkamai Marso ir Veneros atitikmenimis) sūnums.

Planetiniai Marso duomenys
* Laikas, reikalingas, kad planeta sugrįžtų į tą pačią dangaus padėtį saulės atžvilgiu, kaip matoma iš Žemės.
vidutinis atstumas nuo Saulės 227 943 824 km (1,5 AU)
orbitos ekscentriškumas 0.093
orbitos polinkis į ekliptiką 1.85°
Marso metai (siderinis revoliucijos laikotarpis) 686.98 Žemės dienos
regos dydis esant vidutinei opozicijai −2.01
vidutinis sinodinis periodas * 779,94 Žemės dienos
vidutinis orbitos greitis 24,1 km / sek
pusiaujo spindulys 3 396,2 km
šiaurės poliarinis spindulys 3 376,2 km
pietų poliarinis spindulys 3 382,6 km
paviršiaus plotas 1,44 × 10 8 km 2
masės 6,417 × 10 23 kg
vidutinis tankis 3,93 g / cm 3
vidutinis paviršiaus sunkis 371 cm / sek. 2
pabėgimo greitis 5,03 km / sek
sukimosi laikotarpis (Marso sideralinė diena) 24 val. 37 min. 22,663 sek
Marso vidutinė saulės diena (sol) 24 val. 39 min., 36 sek
pusiaujo polinkis į orbitą 25.2°
vidutinė paviršiaus temperatūra 210 K (–82 ° F, –63 ° C)
tipinis paviršiaus slėgis 0,006 baro
žinomų mėnulių skaičius 2

Pastaruoju metu Marsas suintrigavo žmones dėl svarbesnių priežasčių, o ne dėl savo išvaizdos. Planeta yra antra arčiausiai Žemės po Veneros, ir ją paprastai lengva stebėti naktiniame danguje, nes jos orbita yra už Žemės. Tai taip pat yra vienintelė planeta, kurios tvirtą paviršių ir atmosferos reiškinius galima pamatyti teleskopuose iš Žemės. Šimtmečiai atkaklių žemės stebėtojų tyrimų, kuriuos kosminių laivų stebėjimai pratęsė nuo 1960-ųjų, atskleidė, kad Marsas daugeliu atžvilgių yra panašus į Žemę. Kaip ir Žemėje, Marse yra debesų, vėjų, apie 24 valandas per parą, sezoniniai orų modeliai, poliariniai ledo dangteliai, ugnikalniai, kanjonai ir kitos žinomos savybės. Yra intriguojančių užuominų, kad prieš milijardus metų Marsas buvo dar panašesnis į Žemę nei šiandien, su tankesne, šiltesne atmosfera ir daug daugiau vandens - upėmis, ežerais, potvynių kanalais ir galbūt vandenynais. Pagal visas nuorodas, Marsas dabar yra sterili užšalusi dykuma. Tačiau iš Marso pavasario ir vasaros kai kurių kraterių šlaituose esantys tamsių dryžių vaizdai iš arti rodo, kad planetos paviršiuje sezoniškai gali tekėti bent nedidelis vandens kiekis, o radaro atspindžiai iš galimo ežero, esančio po pietų poliariniu dangteliu, rodo, kad vanduo vis dar gali egzistuoti kaip skystis saugomose teritorijose po žeme. Vandens buvimas Marse laikomas kritiniu klausimu, nes gyvenimas, koks jis yra suprantamas, negali egzistuoti be vandens. Jei mikroskopinės gyvybės formos kada nors atsirado iš Marso, lieka tikimybė, kad ir tolima, tačiau jos vis tiek gali išgyventi šiose paslėptose vandeningose ​​nišose. 1996 m. Mokslininkų komanda pranešė, kad, jų nuomone, senovės mikrobų gyvybės įrodymai iš Marso atkeliavusiame meteorito gabale, tačiau dauguma mokslininkų ginčijo jų aiškinimą.

Mažiausiai nuo XIX a. Pabaigos Marsas buvo laikomas svetingiausia vieta Saulės sistemoje už Žemės tiek vietiniam gyvenimui, tiek žmonėms tyrinėti ir gyventi. Tuo metu paplito spekuliacijos, kad vadinamieji Marso kanalai - sudėtingos ilgų, tiesių paviršiaus linijų sistemos, kurias tik nedaugelis astronomų teigė matę teleskopinių stebėjimų metu - protingų būtybių kūriniai. Sezoniniai planetos išvaizdos pokyčiai, siejami su augmenijos plitimu ir atsitraukimu, papildė tariamais biologinio aktyvumo įrodymais. Nors vėliau kanalai pasirodė iliuziški ir sezoniniai geologiniai, o ne biologiniai pokyčiai, mokslinis ir visuomenės susidomėjimas Marso gyvenimo galimybe ir planetos tyrinėjimais neišblėso.


Storas sausas Marso ledas rodo į drėgnesnę planetos praeitį

Pietiniame Marso ašigalyje sauso ledo sluoksnis yra 30 kartų storesnis, nei manyta anksčiau, o tai rodo, kad Raudonosios planetos paviršiuje tolimoje praeityje galėjo būti daugiau skysto vandens, teigia mokslininkai.

Nors didžioji ledo dalis Marso pietų ašigalyje yra užšalęs vanduo, dalį ledo paketo sudaro sausas ledas - užšaldytas anglies dioksidas.

Mokslininkų grupė NASA „Mars Reconnaissance Orbiter“ radaro prietaisu apskaičiavo sauso ledo nuosėdų gylį. Matuodami, per kiek laiko radaro bangos sklido per ledą ir grįžo atgal į MRO erdvėlaivį, mokslininkai nustatė, kad sauso ledo talpykla buvo beveik 2300 pėdų (700 metrų) storio.

„Indėlio apimtis yra maždaug aukštesnio ežero tūrio“, - teigė tyrimo vadovas Rogeris Phillipsas iš Pietvakarių tyrimų instituto.

Planetiniu mastu tai gali atrodyti nedaug. Tačiau sausasis ledas susideda iš anglies dioksido, ir šis kiekis turi didelę įtaką Marso klimatui. [Naujausios NASA „Rovers“ nuotraukos iš Marso]

Marse sausas ledas

Kaip ir Žemėje, Marso ašies pasvirimas kontroliuoja metų laikus ir temperatūrą. Tačiau skirtingai nuo Žemės, kurią stabilizuoja mūsų vienas didelis mėnulis, Marso ašis gali pereiti nuo ramrodo tiesiai iki beveik 60 laipsnių pakrypimo, o tai turi įtakos pietiniams poliariniams dangteliams.

„Kai planetos pakreipimo ašis - įstrižas - yra labai didelė, didesnė nei yra dabar, anglies dioksidas išsiskiria į atmosferą“, - SPILL.com sakė Phillipsas. Dujų kiekis beveik dvigubai viršija dabartinę formą, pridūrė jis.

„Kai pasvirimas yra mažas, jis grįžta į polinius dangtelius“, - sakė Phillipsas.

Dalis to anglies dvideginio prarandama per kiekvieną ciklo fazę, tačiau didžioji dalis jos lieka. Vėl užšąla ties ašigaliais, šalčiausiomis planetos dėmėmis, kol ašis pakrypsta ir ciklas vėl prasideda.

Ciklas gali trukti apie 100 000 metų, o tai reiškia, kad planeta nuolat keičia savo anglies dvideginio lygį. Phillipsas ir jo komanda naudojo „Shallow Underurface Radar“ prietaisą erdvėlaivyje MRO, kad išmatuotų Marso sausojo ledo paketą.

Tyrimas išsamiai aprašytas žurnalo „Science“ balandžio 21 d. Numeryje.

Marso vanduo

Žemas Raudonosios planetos atmosferos slėgis šiandien reiškia, kad ant paviršiaus uždėtas vanduo beveik iškart užvirs. Tačiau padidėjęs anglies dioksido kiekis praeityje galėjo padėti palaikyti tankesnę, tirštesnę atmosferą.

Nors rezultatas nebūtų vandens telkiniai, ant paviršiaus tikrai būtų daugiau vietų, kuriose vanduo neišgaruotų taip greitai, kaip šiandien, teigia mokslininkai.

„Tai, kad atmosferos slėgis padvigubėja ir vanduo nevirsta, reiškia, kad būtų daugiau tendencijų susidaryti kanalizacijai“, - pridūrė Phillipsas.

Pirmą kartą Marso kanalizaciją rado „Mars Global Surveyor“ 2000 m., Jos pateikė pirmąją užuominą, kad vanduo kažkada tekėjo Raudonosios planetos paviršiumi. Nuo tada mokslininkai siekė nustatyti, kada ir kiek skysčio buvo praeityje.

Vanduo laikomas būtinu gyvybės egzistavimo elementu. Tačiau Phillipsas pabrėžė, kad padidėjęs anglies dvideginio kiekis atmosferoje būtų turėjęs minimalių padarinių, kai kalbama apie gyvybės Marse galimybę.

Be daugiau paviršinio vandens, tirštesnė atmosfera taip pat reiškia, kad praeityje planetą galėjo kirsti daugiau dulkių audrų. Šiandienos Marso dulkių audros yra didžiausios Saulės sistemoje, dažnai trunkančios kelis mėnesius.

Tyrėjai teigė, kad padidėjusios dulkių audros ir daugiau anglies dvideginio taip pat gali sukelti papildomų, dar nerealizuotų Marso atmosferos pokyčių.


5 atsakymai 5

1 kvintilijonas arba 1x 10 18

Tai, žinoma, remiasi keliomis prielaidomis, taip pat yra didelis įspėjimas.

Prieš pradėdami - turite įsitikinti, kad įdėjote magnetinį lauką. Be to, visi darbai, kuriuos atlikote bombarduodami Marso paviršių iš orbitos su karvėmis, nepadės, nes saulės vėjai pašalins atmosferą ir vandenį 1, o jūs rizikuojate savo cianobakterijomis ir kitais ekstremofilais (žr. vėliau šiame atsakyme) bus nužudyti didelių CME ir kitų didelio masto saulės išsiveržimų ir įvykių.

Taigi, kai tik sukursite magnetinį lauką, mes tęsime.

Taigi kitas jūsų norimas žingsnis yra kažkokio tipo vandenynas ir, žinoma, kai kurios organinės cheminės medžiagos vandenyne arba jį supančiame vandenyje. Laimei, karvės turi abu. Vidutinis karvės svoris gali skirtis, tačiau tarkime, kad jų svoris yra apie 400 kg - juose yra apie 60% vandens, taigi vidutiniškai karvėje yra maždaug 240 l vandens.

Jūsų vandenynas Marse neturi prasidėti iš pradžių, nei būtų Žemėje, planeta yra mažesnė. Tarkime, norite vandenyno, šiek tiek mažesnio už Indijos vandenyną, kuris yra maždaug 284 milijonai KM 3 tūrio. Kad mums būtų lengva, pasakysime, kad norime maždaug. 240 milijonų km 3. Km 3 sukuria trilijoną litrų vandens arba 10 12, tai reiškia, kad milijonas jų yra kvintilijonas, o atsižvelgiant į karvių litrų skaičių, jums reikia maždaug karvių.

Bet orbitos bombardavimo būdu gauti visą tą vandenį ir organinius junginius nėra taip lengva, kaip atrodo. Pirma, vanduo sublimuos iš kūno, kai tik bus paveiktas erdvės vakuumo, ir bet kuri iš bakterijų ar kitų organinių pakabų taip pat mirs. Be to, karvės savaime nėra išsami ekosistema, todėl darant prielaidą, kad karvė gali nukristi į Marso paviršių nepažeistu vandeniu, jūs vis tiek reikia pasėti bendrą plotą augalais, bakterijomis, gyvūnais ir kitais būtinais, kad veiktų ekologija. Temperatūra ir atmosferos slėgis turi padėti jiems išgyventi, kol juos sėsite.

Trumpai tariant, jei jūs jau turite veikiantį magnetinį lauką Marse, ir jūs nebandote iš tikrųjų terapuoti Marso bombarduodami galvijų orbitą, bet tik tiekiate daug vandens ir organinių junginių, tada jis įmanoma jei jūs turėtumėte 10 18 karvių, pasirengusių numesti į Marsą iš didelio aukščio, IR sekate tam tikra forma 2 ekstremofilinių dumblių, galinčių sukelti jo didįjį deguonies prisotinimo įvykį, tada jūs galite pradėti terpės formavimo procesą. Beje, tai vis tiek užtruks tūkstančius metų. Be to, net milijonus karvių sunku gauti net Žemėje. Šiuo metu Žemėje yra tik apie 1,5 mlrd., Taigi mums trūksta maždaug 9 dydžių. Tiesiog sakau.

Tačiau atkreipkite dėmesį, prašome, jei ketinate tai padaryti, eutanazuokite savo karves prieš numesdami jas į Marsą. Tai humaniškas požiūris, IR jums nereikės jų maitinti ir laistyti kelionėje iš Žemės.

1. Taip, tiesa, kad magnetinio lauko nebuvimas neturės tiesioginio poveikio, tačiau laikui bėgant nuostoliai vis tiek bus dideli, nes jūs galite ne tik išleisti 10 ^ 18 karvių į Marsą vienu masės bloku. - kad daug karvių turės maždaug pusę Cereros masės. Laikui bėgant turite juos supažindinti, ir net jei per sekundę paleidžiate šimtą karvių visoje planetoje, tai užtruks maždaug milijardą metų. Tuo metu magnetinio lauko trūkumas neabejotinai turi poveikį, o tai reiškia, kad jums to net reikėtų daugiau karvės baigti darbą. Taip pat karvėms, kurios per tą laiką NEDEGTOS pelenais, vis tiek reikia darbinių bakterijų, kad jas suskaidytų puvimo metu, o turint magnetinį lauką, sumažėja pavojus, kad gyvybė numirs prieš pradėdama dirbti. Taigi, galbūt taip nėra būtina turėti magnetinį lauką, bet jis tikrai yra Rekomenduojamas. Aš vis dėlto sutinku, kad norint įgyvendinti šį planą teks spręsti sunkumo trūkumą, nes dujos, išleistos į tokio dydžio šildančią planetą, laikui bėgant linksta nutolti.

2. Remiantis komentarais, kai kuriuose moksliniuose straipsniuose pažymima, kad Žemėje yra tam tikrų bakterijų gyvybės formų, kurios Marse galėtų išgyventi, kol karvės ten pateks, todėl įmanoma kad puvimo organizmai gali pasėti prieš pradedant bombarduoti galvijus - be abejo, tai gali įvykti pagal straipsnį.


Keistas Žemės nutekėjusios atmosferos atvejis

Menininko įspūdis apie Žemės magnetosferą ir nesandarią viršutinę atmosferą. Kreditas: ESA / ATG medialab

Žemės atmosfera teka. Kiekvieną dieną apie 90 tonų medžiagos išbėga iš mūsų planetos viršutinės atmosferos ir išteka į kosmosą. Nors tokios misijos, kaip ESA „Cluster“ parkas, jau seniai tiria šį nutekėjimą, vis dar yra daug atvirų klausimų. Kaip ir kodėl Žemė praranda atmosferą - ir kaip tai aktualu mūsų gyvenimo medžioklėje kitur Visatoje?

Atsižvelgiant į mūsų atmosferos platybes, 90 tonų per dieną reiškia nedidelį nuotėkį. Žemės atmosfera sveria maždaug penkis kvadrilijonus (5 × 1015) tonų, todėl mums negresia greitai išsekti. Tačiau suprasti Žemės atmosferą ir jos ištrūkimą į kosmosą yra labai svarbu norint suprasti kitų planetų atmosferą ir tai gali būti labai svarbu ieškant tinkamų gyventi planetų ir nežemiškos gyvybės.

Mes daugelį metų tyrinėjome Žemės magnetinę aplinką naudodami palydovus, tokius kaip ESA „Cluster mission“ - keturių erdvėlaivių laivynas, paleistas 2000 m. „Cluster“ daugiau nei dešimtmetį nuolat stebi magnetinę Saulės ir Žemės sąveiką kartu su puse šio ilgaamžiškumo. savo kelių erdvėlaivių galimybes ir unikalią orbitą pavertė jį pagrindiniu žaidėju suprantant tiek Žemės nutekančią atmosferą, tiek mūsų planetos sąveiką su supančia Saulės sistema.

Žemės magnetinis laukas yra sudėtingas, jis tęsiasi iš mūsų planetos vidaus į kosmosą, darydamas įtaką kosmoso regionui, pavadintam magnetosfera.

Magnetosfera - ir jos vidinis regionas (plazmosfera) - spurgos formos dalis, sėdinti ant mūsų atmosferos, kuri kartu sukasi su Žeme ir tęsiasi vidutiniškai 20 000 km atstumu - yra užlieta įkrautų dalelių ir jonų, kurie yra įstrigę, šokinėdamas pirmyn ir atgal lauko linijomis.

Išoriniame Saulės krašte magnetosfera susitinka su saulės vėju, iš Saulės tekančia ištisine įelektrintų dalelių - daugiausia protonų ir elektronų - srove. Čia mūsų magnetinis laukas veikia kaip skydas, nukreipiantis ir nukreipiantis įeinantį vėją, nes uola kliudytų vandens srovę. Šią analogiją galima tęsti ir toliau nuo Saulės esančioje Žemės pusėje - saulės vėjo dalelės yra iškaltos aplink mūsų planetą ir lėtai grįžta atgal, formuodamos pailgą vamzdelį (pavadintą magnetotail), kuriame yra įstrigę plazmos lakštai ir sąveikaujantis laukas. linijos.

Menininko įspūdis apie Žemės magnetosferą. Kreditas: ESA / ATG medialab

Mūsų magnetinio skydo trūkumai

Tačiau mūsų magnetosferos skydas turi silpnąsias vietas Žemės ašigaliuose, lauko linijos yra atviros, kaip ir standartinio strypo magneto (šios vietos vadinamos poliarinėmis gniužulais). Čia saulės vėjo dalelės gali judėti į vidų link Žemės, užpildydamos magnetosferą energinėmis dalelėmis.

Dalelės gali judėti į vidų žemyn šiomis atviromis poliarinėmis linijomis, taip pat dalelės gali judėti į išorę. Jonai iš viršutinės Žemės atmosferos - jonosferos, besitęsiančios maždaug 1000 km virš Žemės - taip pat užlieja užpildydami šį kosmoso regioną. Nors tokios misijos kaip „Cluster“ atrado daug, susiję procesai vis dar nėra aiškūs.

"Plazmos pernašos ir atmosferos praradimo klausimas yra aktualus tiek planetoms, tiek žvaigždėms ir yra nepaprastai patraukli ir svarbi tema. Suprasti, kaip išbėga atmosferos materija, yra labai svarbu norint suprasti, kaip gyvenimas gali vystytis planetoje", - sakė Arno Massonas, ESA pavaduotojas. „Cluster“ misijos projekto mokslininkas. "Įeinančios ir išeinančios medžiagos sąveika Žemės magnetosferoje yra aktuali tema šiuo metu, iš kur tiksliai atsiranda ši medžiaga? Kaip ji pateko į mūsų kosmoso lopinėlį?"

Iš pradžių mokslininkai manė, kad Žemės magnetinė aplinka yra užpildyta vien saulės kilmės dalelėmis. Tačiau jau 1990-aisiais buvo prognozuota, kad Žemės atmosfera nuteka į plazmosferą - tai nuo to laiko pasirodė tiesa.

Stebėjimai parodė, kad atsitiktinės, galingos plazmos kolonos, pavadintos slyvais, auga plazmosferoje, eina į išorę iki magnetosferos krašto ir sąveikauja su saulės vėjo plazma, patenkančia į magnetosferą.

Naujesni tyrimai vienareikšmiškai patvirtino kitą šaltinį - Žemės atmosfera nuolat teka! Greta pirmiau minėtų plunksnų tolygus, nuolatinis medžiagos srautas (apimantis deguonies, vandenilio ir helio jonus) palieka mūsų planetos plazmosferą iš poliarinių sričių, papildydamas plazmą magnetosferoje. Klasteris rado šio vėjo įrodymą ir kiekybiškai įvertino jo stiprumą tiek apskritai (apie tai pranešta 2013 m. Paskelbtame dokumente), tiek vandenilio jonų atžvilgiu (pranešta 2009 m.).

Menininko įspūdis apie plazmosferą Žemės magnetosferoje. Kreditas: ESA / ATG medialab

Kiekvieną sekundę iš mūsų atmosferos patenka apie 1 kg medžiagos, ty beveik 90 tonų per dieną. Išskyrus tik šaltus jonus (lengvus vandenilio jonus, kuriems išsisukti reikia mažiau energijos ir todėl magnetosferoje yra mažesnė energija), pabėgimo masė yra tūkstančiai tonų per metus.

Šaltieji jonai yra svarbūs, nes daugelis palydovų, išskyrus grupes, negali jų aptikti dėl mažos energijos, tačiau jie sudaro didelę grynosios Žemės nuostolių dalį ir gali vaidinti pagrindinį vaidmenį formuojant mūsų magnetinę aplinką.

Panašu, kad saulės audros ir padidėjęs saulės aktyvumas žymiai pagreitina Žemės atmosferos nuostolius, daugiau nei tris kartus. Tačiau lieka pagrindiniai klausimai: kaip jonai pabėga ir iš kur jie kyla? Kokie procesai vyksta, o kuris dominuoja?

Kur dingsta jonai? Ir kaip?

Manoma, kad vienas iš pagrindinių pabėgimo procesų yra išcentrinis pagreitis, kuris pagreitina jonus Žemės ašigaliuose, kai jie kerta ten besikeičiančias formos magnetinio lauko linijas. Šie jonai nukreipiami į skirtingas dreifo trajektorijas, įgyja energijos ir galų gale eina nuo Žemės į magnetotailą, kur jie sąveikauja su plazma ir grįžta į Žemę daug didesniu greičiu, nei buvo išvykę - savotiškas bumerango efektas.

Tokios didelės energijos dalelės gali kelti grėsmę kosmoso technologijoms, todėl svarbu jas suprasti.„Cluster“ per pastarąjį pusantro dešimtmečio kelis kartus tyrinėjo šį procesą - nustatydama, kad jis labiau veikia sunkesnius jonus, tokius kaip deguonis, o ne lengvesnius, ir taip pat aptiko stiprius, greitaeigius jonų pluoštus, kurie iš magnetinės uodegos grįžo į Žemę beveik 100 kartų. per trejus metus.

Visai neseniai mokslininkai ištyrė magnetinio sujungimo procesą - vieną iš efektyviausių fizinių procesų, kurių metu saulės vėjas patenka į Žemės magnetosferą ir pagreitina plazmą. Šiame procese plazma sąveikauja ir keičiasi energija su magnetinio lauko linijomis. Skirtingos linijos perkonfigūruoja save, sulaužydamos, pasislinkdamos ir užmezgdamos naujas jungtis susijungdamos su kitomis linijomis, išskirdamos milžiniškus energijos kiekius procese.

Keturi kosminiai aparatai „Cluster“, kertantys šiaurinį Žemės magnetosferos smaigalį. Kreditas: ESA / AOES „Medialab“

Manoma, kad čia svarbūs šalčio jonai. Mes žinome, kad šalti jonai veikia magnetinio pakartotinio sujungimo procesą, pavyzdžiui, sulėtina pakartotinio prisijungimo greitį ties riba, kur saulės vėjas susitinka su magnetosfera (magnetopauze), tačiau vis dar nesame tikri dėl veikiančių mechanizmų.

„Iš esmės turime išsiaiškinti, kaip šalta plazma atsiduria magnetopauzėje“, - sakė Philippe Escoubet, ESA „Cluster“ misijos projekto mokslininkas. „Tam reikia keleto skirtingų aspektų, kuriuos turime žinoti, kai vyksta procesai, perkeliantys jį ten, kaip šie procesai priklauso nuo dinamiško saulės vėjo ir magnetosferos sąlygų ir iš kur kyla plazma. kilę iš jonosferos, plazmosferos ar kažkur kitur? "

Neseniai mokslininkai modeliavo ir imitavo Žemės magnetinę aplinką, sutelkdami dėmesį į struktūras, žinomas kaip plazmoidai ir srauto lynai - cilindrai, vamzdeliai ir plazmos kilpos, kurios susipainioja su magnetinio lauko linijomis. Jie atsiranda, kai magnetinio jungties procesas vyksta magnetotailėje ir išstumia plazmoidus tiek išorinės uodegos, tiek Žemės link.

Šaltieji jonai gali vaidinti svarbų vaidmenį nustatant išstumto plazmoido kryptį. Šie naujausi modeliavimai parodė ryšį tarp plazmoidų, nukreiptų į Žemę, ir sunkiųjų deguonies jonų, nutekančių iš jonosferos, kitaip tariant, deguonies jonai gali sumažinti ir numalšinti pakartotinio prisijungimo greitį tam tikruose magnetotailo taškuose, kurie sukuria trajektorijas, taip padarydami ją palankesnę. kitose vietose, kurios vietoj to siunčia jas į žemę. Šie rezultatai sutampa su esamais klasterio stebėjimais.

Kitas neseniai atliktas „Cluster“ tyrimas palygino du pagrindinius atmosferos pabėgimo mechanizmus, kuriuos patiria Žemė - atsitiktiniai plūgai, sklindantys per plazmosferą, ir pastovus Žemės atmosferos nutekėjimas iš jonosferos, kad sužinotų, kaip jie gali padėti šaltų jonų populiacijai, gyvenančiai dienos magnetopauzėje ( magnetosferos-saulės vėjo riba arčiausiai Saulės).

Atrodo, kad abu pabėgimo procesai skirtingais būdais priklauso nuo tarpplanetinio magnetinio lauko (TVF) - saulės magnetinio lauko, kurį saulės vėjas atlieka į Saulės sistemą. Šis laukas juda per erdvę spiralės forma dėl Saulės sukimosi, kaip vanduo, išsiskyręs iš vejos purkštuvo. Priklausomai nuo TVF išlyginimo, jis gali efektyviai panaikinti dalį Žemės magnetinio lauko magnetopauzėje, susiedamas ir susijungdamas su mūsų lauku ir leisdamas tekėti saulės vėjui.

Atrodo, kad plunksnos atsiranda, kai TVF yra nukreiptas į pietus (priešingai lygiagretus Žemės magnetiniam laukui, veikdamas taip, kaip minėta aukščiau). Ir atvirkščiai, nutekantys nuotėkiai iš jonosferos vyksta per TV į šiaurę. Abu procesai vyksta stipriau, kai saulės vėjas yra tankesnis arba sklinda greičiau (taip daromas didesnis dinaminis slėgis).

Magnetinis pakartotinis sujungimas Žemės magnetosferos uodegoje. Kreditas: ESA / ATG medialab

„Nors dar yra daug ko išmokti, mes sugebėjome čia padaryti didelę pažangą“, - sakė Massonas. "Šiais naujausiais tyrimais pavyko sėkmingai susieti kelis reiškinius - būtent jonosferos nuotėkį, plazmos sferos plunksnas ir magnetinį sujungimą -, kad būtų galima susidaryti geresnį Žemės magnetinės aplinkos vaizdą. Šiems tyrimams reikėjo nuolatinio stebėjimo kelerius metus, ką mes galėjome tik gauti su Klasteriu “.

Pritaikyti tai, ką išmokome, kitoms planetoms

Sužinoję daugiau apie savo atmosferą, galime daug pasakyti apie mūsų planetos kaimynus - tokius tyrimus galėtume pritaikyti bet kokiems astrofiziniams objektams, turintiems ir atmosferą, ir magnetinį lauką. Mes žinome, kad planetos atmosferos vaidina esminį vaidmenį paverčiant planetą tinkama gyventi ar negyvenamai, tačiau lieka daugybė atvirų klausimų.

Apsvarstykite, pavyzdžiui, įvairovę, matomą mūsų Saulės sistemos planetose ir mėnuliuose. Savo mažame Visatos lopinėlyje matome kraštutinius ir priešingus pasaulius: į smogą panašią Veneros anglies dvideginio atmosferą, labai nuskurdusią šiurkščią dabartinio Marso atmosferą, daug azoto turinčią Saturno mėnulio Titano atmosferą, iš esmės be oro Jovianą. mėnulis Kalisto, deguonies nešanti Žemės atmosfera.

Iš kur mes galime žinoti, ar šios planetos galėtų palaikyti gyvenimą, ar galbūt kadaise tai padarė? Manoma, kad, pavyzdžiui, Marso atmosfera kažkada buvo tanki ir tanki, o laikui bėgant ji buvo gerokai panaikinta. Nors šiandien mažai tikėtina, kad Raudonoji planeta bus tinkama gyventi, taip galėjo būti ir anksčiau.

„Daugiau supratimas apie mūsų pačių atmosferą mums padės kalbant apie kitas planetas visatoje“, - sakė Escoubet. "Mes turime žinoti daugiau. Kodėl Žemėje yra atmosfera, galinti palaikyti gyvybę, o kitose planetose - ne?"

„Cluster“ yra unikali misija, kurią sudaro keturi erdvėlaiviai - formatas, kurį NASA neseniai naudojo savo 2015 m. Pradėtoje „Magnetospheric Multiscale“ (MMS) misijoje, leidžiančią nuolat tyrinėti Žemės magnetinį lauką ir saulės vėją iš kelių vietų ir krypčių. Klasteris veikia nuo 2000 m. Ir tuo metu sukaupė daug informacijos apie mūsų magnetinę aplinką įvairiais saulės ir žemės veiklos laikotarpiais.

„Be to,„ Cluster “orbita yra išties unikali tarp visų dabartinių misijų, kurias laivynas vykdo poliarine orbita, o tai reiškia, kad jie gali iš arti ir beprecedentiškai išsamiai ištirti mūsų planetos dinaminius polinius regionus - konkrečiai - statmenas ir polinius dangtelius“, - pridūrė Escoubet.

"Apskritai ilgalaikės kosminės misijos, tokios kaip" Cluster ", padeda mums daug daugiau suprasti apie mūsų planetą, jos atmosferą ir atmosferos praradimą apskritai - o tai savo ruožtu padės suprasti Saulės sistemą, kurioje gyvename."

B. Zhang ir kt. Jonosferos ištekėjimo vaidmuo generuojant žemėje plintančius plazmoidus, Geofizikos tyrimų leidinys: kosmoso fizika (2016). DOI: 10.1002 / 2015JA021667


Kaip Venera ir Marsas gali mus išmokyti apie Žemę

2017 m. Rugsėjo 18 d. ESA astronautas Paolo Nespoli nušovė šį vaizdą iš Tarptautinės kosminės stoties, rodydamas, kad virš Žemės horizonto kyla Mėnulis kartu su Merkurijumi, Marsu, Reguluso žvaigžde ir Venera. Kreditas: ESA / NASA

Vienas turi tirštą nuodingą atmosferą, beveik neturi atmosferos ir yra teisingas, kad gyvenimas klestėtų, bet ne visada taip buvo. Dviejų mūsų kaimynų Veneros ir Marso atmosfera gali daug ko išmokyti apie mūsų planetos praeities ir ateities scenarijus.

Nuo šiandienos iki planetų statybų kiemo persukite 4,6 milijardo metų ir matome, kad visos planetos turi bendrą istoriją: visos jos gimė iš to paties sūkuriuojančio dujų ir dulkių debesies, o centre užsidegė ką tik gimusi Saulė. Lėtai, bet užtikrintai, gravitacijos pagalba, į riedulius susikaupė dulkių, kurios galiausiai snaigė į planetos dydžio esybes.

Uolinė medžiaga galėjo atlaikyti arčiausiai Saulės esančią šilumą, o dujinė, ledinė medžiaga išgyventi galėjo tik tolėliau, sukeldama atitinkamai vidines sausumos planetas ir atokiausias dujų ir ledo milžinus. Likusieji padarė asteroidus ir kometas.

Uolingų planetų atmosfera buvo suformuota kaip labai energingo statybų proceso dalis, daugiausia vėsinant išmetamą dujų kiekį, šiek tiek prisidedant nuo ugnikalnių išsiveržimų ir nedidelio vandens, dujų ir kitų ingredientų tiekimo iš kometų ir asteroidų. Laikui bėgant atmosfera stipriai evoliucionavo dėl sudėtingo veiksnių derinio, kuris galiausiai nulėmė dabartinę būklę, o Žemė yra vienintelė žinoma planeta, palaikanti gyvybę, ir vienintelė, kurios paviršiuje šiandien yra skystas vanduo.

Iš tokių kosminių misijų kaip ESA „Venus Express“, stebėjusi Venerą iš orbitos 2006–2014 m., Ir „Mars Express“, tyrinėjančios Raudonąją planetą nuo 2003 m., Žinome, kad skystas vanduo kadaise tekėjo ir mūsų seserinėse planetose. Nors Veneros vanduo jau seniai užvirė, Marse jis arba palaidotas po žeme, arba uždarytas ledo dangteliuose. Planetos atmosfera yra glaudžiai susijusi su vandens istorija ir galiausiai su dideliu klausimu, ar gyvybė galėjo atsirasti už Žemės ribų. Su tuo susijęs ir atmosferos, vandenynų ir uolingo planetos interjero tarpusavio sąveika ir keitimasis medžiaga.

Grįžę ties mūsų naujai suformuotomis planetomis, iš išlydyto uolos rutulio su apvalkalu, supančiu tankią šerdį, jie teigė atvėsę. Šiomis ankstyvomis dienomis Žemė, Venera ir Marsas patyrė didžiulį aktyvumą, kuris sudarė pirmąsias jaunas, karštas ir tankias atmosferas. Kai ši atmosfera taip pat atvėso, pirmieji vandenynai krito iš dangaus.

Tam tikru etapu trijų planetų geologinio aktyvumo ypatybės išsiskyrė. Kietasis Žemės dangtis suskilo į plokštes, kai kuriose vietose nardė po kita plokšte subdukcijos zonose, o kitose vietose susidūrė, kad sukurtų didžiulius kalnų ruožus, arba išsiskyrė, kad būtų sukurtos milžiniškos plyšys ar nauja pluta. Žemės tektoninės plokštės vis dar juda ir šiandien, dėl jų ribų kyla ugnikalnių išsiveržimai ar žemės drebėjimai.

Keturios antžeminės (tai reiškia „į Žemę panašios“) mūsų vidinės Saulės sistemos planetos: Merkurijus, Venera, Žemė ir Marsas. Šiuos vaizdus padarė „Mariner 10“, „Apollo 17“ ir „Viking“ misijos. Autorius: Europos kosmoso agentūra

Venera, kuri yra tik šiek tiek mažesnė už Žemę, šiandien vis dar gali veikti vulkaniškai, ir atrodo, kad jos paviršius dar prieš pusę milijardo metų buvo atnaujintas lavomis. Šiandien ji neturi aiškios plokščių tektonikos sistemos, o jos ugnikalnius greičiausiai varė terminiai plunksnos, kylantys per mantiją - sukurti procese, kurį galima palyginti su „lavos lempa“, tačiau gigantišku mastu.

Marsas, būdamas daug mažesnis, atvėso greičiau nei Žemė ir Venera, o kai jo ugnikalniai išnyko, jis prarado pagrindinę atmosferos papildymo priemonę. Tačiau jis vis dar gali pasigirti didžiausiu ugnikalniu visoje Saulės sistemoje - 25 kilometrų aukščio „Olympus Mons“. Tai greičiausiai yra ir vertikalaus plutos statymo iš apačios kylančių plunksnų rezultatas. Nors yra įrodymų apie tektoninę veiklą per pastaruosius 10 milijonų metų ir net kartais vykstantį žemės drebėjimą, manoma, kad planetoje taip pat nėra į Žemę panašios tektonikos sistemos.

Žemę ypatingą daro ne tik pasaulinė plokščių tektonika, bet ir unikalus derinys su vandenynais. Šiandien mūsų vandenynai, užimantys apie du trečdalius Žemės paviršiaus, sugeria ir kaupia didžiąją dalį mūsų planetos šilumos, pernešdami ją srovėmis aplink pasaulį. Tektoninė plokštė tempiama žemyn į mantiją, ji sušyla ir išskiria uolose įstrigusį vandenį ir dujas, kurios savo ruožtu persisunkia per vandenyno dugne esančias hidrotermines angas.

Tokioje aplinkoje, esančioje Žemės vandenynų dugne, rasta itin atsparių gyvybės formų, suteikiančių užuominų, kaip galėjo prasidėti ankstyvas gyvenimas, ir mokslininkams pateikiama patarimų, kur ieškoti kitur Saulės sistemoje: Jupiterio mėnulis Europa arba ledinis Saturno mėnulis Enceladas pavyzdžiui, kurie slepia skysto vandens vandenynus po jų ledine pluta, su kosminių misijų, tokių kaip „Cassini“, duomenimis, gali būti hidroterminio aktyvumo.

Be to, plokštelinė tektonika padeda moduliuoti mūsų atmosferą, reguliuodama anglies dioksido kiekį mūsų planetoje per ilgą laiką. Kai atmosferos anglies dioksidas susijungia su vandeniu, susidaro anglies rūgštis, kuri savo ruožtu tirpdo uolienas. Lietus anglies rūgštį ir kalcį patenka į vandenynus - anglies dioksidas taip pat ištirpsta vandenynuose - kur jis vėl grįžta į vandenyno dugną. Beveik pusę Žemės istorijos atmosferoje buvo labai mažai deguonies. Okeaninės kinobakterijos pirmosios panaudojo Saulės energiją anglies dvideginį paversti deguonimi, o tai buvo posūkio taškas užtikrinant atmosferą, kuri žymiai žemiau linijos leido klestėti sudėtingam gyvenimui. Be planetos perdirbimo ir reguliavimo tarp mantijos, vandenynų ir atmosferos Žemė galėjo būti panaši į Venerą.

Itin šiltnamio efektas

Venera kartais vadinama piktuoju Žemės dvyniu dėl to, kad ji yra beveik tokio pat dydžio, tačiau ją kamuoja tiršta kenksminga atmosfera ir tvankus 470 ° C laipsnių paviršius. Jo aukštas slėgis ir temperatūra yra pakankamai karšti, kad ištirptų švinas - ir sunaikintų ant jo išdrįsusį nusileisti erdvėlaivį. Dėl savo tankios atmosferos jis yra net karštesnis už Merkurijaus planetą, kuri skrieja arčiau Saulės. Dramatiškas jo nukrypimas nuo į Žemę panašios aplinkos dažnai naudojamas kaip pavyzdys to, kas vyksta išbėgusiame šiltnamio efekte.

Pagrindinis Saulės sistemos šilumos šaltinis yra Saulės energija, kuri sušildo planetos paviršių aukštyn, o tada planeta spinduliuoja energiją atgal į kosmosą. Atmosfera sulaiko dalį išeinančios energijos, išlaikydama šilumą - vadinamąjį šiltnamio efektą. Tai natūralus reiškinys, padedantis reguliuoti planetos temperatūrą. Jei ne šiltnamio efektą sukeliančios dujos, tokios kaip vandens garai, anglies dioksidas, metanas ir ozonas, Žemės paviršiaus temperatūra būtų apie 30 laipsnių vėsesnė nei dabartinė + 15 ° C vidurkis.

2003 m. Birželio 2 d. ESA erdvėlaivis „Mars Express“ išvyko tyrinėti mūsų raudonos spalvos kaimyninės planetos. Per pastaruosius 15 metų tai tapo viena sėkmingiausių misijų, kada nors išsiųstų į Marsą. Pažymint šį etapą, iš horizonto į horizontą atsiveria įspūdingas Marso vaizdas, parodantis vieną įdomiausių Marso paviršiaus lopinėlių ir pademonstravusių novatoriškos misijos galimybes. Kreditas: ESA / DLR / FU Berlin, CC BY-SA 3.0 IGO

Per pastaruosius šimtmečius žmonės pakeitė šią natūralią pusiausvyrą Žemėje, stiprindami šiltnamio efektą nuo pat pramoninės veiklos aušros, į orą įnešdami papildomo anglies dioksido, kartu su azoto oksidais, sulfatais ir kitomis pėdsakų dulkėmis bei dulkių ir dūmų dalelėmis. Ilgalaikis poveikis mūsų planetai apima visuotinį atšilimą, rūgštus lietus ir ozono sluoksnio išeikvojimą. Šylančio klimato pasekmės yra toli siekiančios, galinčios paveikti gėlo vandens išteklius, pasaulinę maisto gamybą ir jūros lygį ir sukelti ekstremalių oro reiškinių padaugėjimą.

Veneroje nėra jokios žmogaus veiklos, tačiau tyrinėjant jos atmosferą gaunama natūrali laboratorija, leidžianti geriau suprasti išbėgusį šiltnamio efektą. Tam tikru savo istorijos momentu Venera pradėjo sulaikyti per daug šilumos. Kažkada manyta, kad jis priima tokius vandenynus kaip Žemė, tačiau dėl pridėtinės šilumos vanduo virto garais, o savo ruožtu papildomi vandens garai atmosferoje sulaikė vis daugiau šilumos, kol visi vandenynai visiškai išgaravo. „Veneros ekspresas“ netgi parodė, kad vandens garai ir šiandien iš Veneros atmosferos išlekia į kosmosą.

„Veneros ekspresas“ planetos atmosferoje taip pat atrado paslaptingą didelio aukščio sieros dioksido sluoksnį. Tikimasi, kad sieros dioksidas atsiras iš ugnikalnių - per misijos trukmę „Venus Express“ užfiksavo didelius sieros dioksido kiekio pokyčius atmosferoje. Tai lemia sieros rūgšties debesų ir lašelių susidarymą maždaug 50–70 km aukštyje - visą likusį sieros dioksidą turėtų sunaikinti intensyvi saulės spinduliuotė. Taigi „Venus Express“ buvo netikėta, kai maždaug 100 km atstumu atrado dujų sluoksnį. Buvo nustatyta, kad garuojant sieros rūgšties lašeliams nėra dujinės sieros rūgšties, kurią vėliau skaido saulės spinduliai, išskirdami sieros dioksido dujas.

Stebėjimas papildo diskusiją, kas gali nutikti, jei į Žemės atmosferą įšvirkščiamas didelis sieros dioksido kiekis - pateiktas pasiūlymas, kaip sušvelninti besikeičiančio klimato padarinius Žemėje. Ši koncepcija buvo pademonstruota 1991 m. Vulkanui išsiveržus į Pinatubo kalną Filipinuose, kai iš išsiveržimo išsiskyręs sieros dioksidas maždaug 20 km aukštyje sukūrė mažus koncentruotos sieros rūgšties lašelius, panašius į Veneros debesyse. Tai sukūrė miglos sluoksnį ir keletą metų atvėsino mūsų planetą visame pasaulyje maždaug 0,5ºC. Kadangi šis rūkas atspindi šilumą, buvo pasiūlyta, kad vienas iš būdų sumažinti pasaulinę temperatūrą būtų dirbtinai didelių sieros dioksido įpurškimas į mūsų atmosferą. Tačiau natūralus Mt Pinatubo poveikis tik laikinai atvėsino. Tyrimas apie didžiulį sieros rūgšties debesų lašelių sluoksnį Veneroje suteikia natūralų būdą ištirti ilgalaikius padarinius. Iš pradžių apsauginis rūkas didesniame aukštyje ilgainiui vėl virsta dujine sieros rūgštimi, kuri yra skaidri ir praleidžia visus saulės spindulius. Jau nekalbant apie šalutinį rūgštaus lietaus poveikį, kuris Žemėje gali pakenkti dirvožemiui, augalų gyvybei ir vandeniui.

Kitas mūsų kaimynas Marsas yra kitame kraštutinume: nors jo atmosferoje taip pat vyrauja anglies dvideginis, šiandien jo beveik nėra, o bendras atmosferos tūris yra mažesnis nei 1% Žemės.

Marso atmosfera yra tokia plona, ​​kad nors anglies dioksidas kondensuojasi į debesis, jis negali išlaikyti pakankamai saulės energijos, kad išlaikytų paviršinį vandenį - jis iškart garuoja paviršiuje. Tačiau esant žemam slėgiui ir santykinai ramiai temperatūrai -55ºC (svyruoja nuo -133ºC žiemos ašigalyje iki + 27ºC vasarą), erdvėlaiviai netirpsta ant jo paviršiaus, todėl galime lengviau patekti į jo paslaptis. Be to, dėl to, kad planetoje nėra perdirbamos plokštelinės tektonikos, keturis milijardus metų senumo uolienos yra tiesiogiai prieinamos mūsų desantininkams ir roveriams, tyrinėjantiems jo paviršių. Tuo tarpu mūsų orbitai, įskaitant „Mars Express“, kuris apžiūrėjo planetą daugiau nei 15 metų, nuolat randa įrodymų apie kadaise tekančius jos vandenis, vandenynus ir ežerus, suteikdami viliojančią viltį, kad ji kadaise galėjo palaikyti gyvenimą.

Raudonoji planeta taip pat būtų pradėjusi tirštesnę atmosferą dėl lakiųjų medžiagų iš asteroidų ir kometų pristatymo ir ugnikalnių išmetimo iš planetos, kai jos uolus vidus atvėsta. Greičiausiai jis negalėjo išlaikyti savo atmosferos dėl mažesnės masės ir mažesnio sunkio. Be to, jo pradinė aukštesnė temperatūra būtų suteikusi daugiau energijos dujų molekulėms atmosferoje, leidžiančioms joms lengviau pabėgti.Ankstyvoje istorijoje taip pat praradęs visuotinį magnetinį lauką, likusią atmosferą vėliau paveikė saulės vėjas - nuolatinis įkrautų dalelių srautas iš Saulės - kuris, kaip ir Veneroje, ir toliau pašalina atmosferą ir šiandien .

Išvaizda gali apgauti. Ši tiršta, debesų turtinga atmosfera lyja sieros rūgštimi ir žemiau slypi ne vandenynai, o iškepęs ir nederlingas lavos išmargintas paviršius. Sveiki atvykę į Venerą. Kreditas: ESA / MPS / DLR-PF / IDA

Sumažėjus atmosferai, paviršinis vanduo pasislinko po žeme, išsiskleidė kaip didžiuliai potvyniai tik tada, kai smūgiai šildė žemę ir išleido požeminį vandenį bei ledą. Jis taip pat užrakintas poliariniuose ledo dangteliuose. „Mars Express“ taip pat neseniai aptiko skysto vandens telkinį, užkastą per du kilometrus nuo paviršiaus. Ar gali gyvenimo įrodymai būti ir po žeme? Šis klausimas yra Europos „ExoMars“ roverio, kurį planuojama paleisti 2020 m., O nusileisti 2021 m., Širdis gręžti iki dviejų metrų žemiau paviršiaus, kad būtų galima paimti ir išanalizuoti mėginius ieškant biomarkerių.

Manoma, kad šiuo metu Marsas išeina iš ledynmečio. Kaip ir Žemė, Marsas yra jautrus tokių veiksnių pokyčiams, kaip jo sukimosi ašies pasvirimas, kai jis skrieja aplink Saulę. Manoma, kad vandens stabilumas paviršiuje per tūkstančius iki milijonų metų kito, kai ašies planetos pasvirimas ir jos atstumas nuo Saulės vyksta cikliškai. „ExoMars Trace Gas Orbiter“, šiuo metu orbitoje tiriantis Raudonąją planetą, pusiaujo regionuose neseniai aptiko hidratuotą medžiagą, kuri praeityje galėjo atspindėti buvusias planetos ašigalių vietas.

Pagrindinė „Trace Gas Orbiter“ misija yra tiksliai surašyti planetos atmosferą, visų pirma, pėdsakų dujas, kurios sudaro mažiau nei 1% viso planetos atmosferos tūrio. Ypač įdomus metanas, kurį Žemėje daugiausia gamina biologinis aktyvumas, taip pat natūralūs ir geologiniai procesai. Apie metano užuominas anksčiau pranešė „Mars Express“, o vėliau NASA „Curiosity“ važiuojantis planetos paviršiuje, tačiau labai jautrūs „Trace Gas Orbiter“ prietaisai iki šiol pranešė apie bendrą dujų nebuvimą, gilindami paslaptį. Siekdami patvirtinti skirtingus rezultatus, mokslininkai ne tik tiria, kaip gali susidaryti metanas, bet ir kaip jį sunaikinti arti paviršiaus. Tačiau ne visos gyvybės formos sukuria metaną, ir, tikėkimės, roveris su savo požeminiu gręžtuvu galės mums pasakyti daugiau. Be abejo, tolesnis Raudonosios planetos tyrimas padės mums suprasti, kaip ir kodėl laikui bėgant pasikeitė Marso pragyvenimo potencialas.

Nepaisant to, kad pradėjo naudoti tuos pačius ingredientus, Žemės kaimynai patyrė niokojančias klimato katastrofas ir negalėjo ilgai laikytis savo vandens. Venera tapo per karšta, o Marsas - per šaltas, tik Žemė tapo „Goldilocks“ planeta esant tinkamoms sąlygoms. Ar mes buvome arti to, kad taptume panašūs į Marsą praėjusiame ledynmetyje? Kaip arti esame pabėgusio šiltnamio efekto, kuris kankina Venerą? Suprasti šių planetų evoliuciją ir jų atmosferos vaidmenį yra nepaprastai svarbu suprasti klimato pokyčius mūsų pačių planetoje, nes galiausiai visi valdo tuos pačius fizikos dėsnius. Duomenys, gauti iš mūsų orbitinio erdvėlaivio, natūraliai primena, kad klimato stabilumas nėra savaime suprantamas dalykas.

Bet kokiu atveju labai ilguoju laikotarpiu - milijardais metų į ateitį - šiltnamio efektą sukelianti Žemė yra neišvengiamas rezultatas senėjančios Saulės rankose. Kadaise gyvybę teikianti mūsų žvaigždė ilgainiui išsipūs ir pašvies, įšvirkšdama į subtilią Žemės sistemą šilumos tiek, kad užvirintų mūsų vandenynus, pasiųsdama ją tuo pačiu keliu, kaip ir jos piktasis dvynis.


Žiūrėti video įrašą: 10 Faktų Apie Marsą (Spalio Mėn 2022).