Космический лед. Часть третья. Тайна Красной планеты.

Космический лед. Тайны Красной планеты

Здравствуйте, уважаемые читатели блога вольных ледорубов! Космический лед продолжает свое движение в просторах Вселенной и интернета, а мы продолжаем следовать за ним, и в очередной статье нашей рубрики постараемся приоткрыть красную завесу белых тайн, которые скрывает сосед нашей Земли – Марс.

Общие факты

Вначале ознакомимся с некоторыми фактами, дабы иметь общее представление о характере Красной планеты.
Марс – четвертая планета Солнечной системы, считая от Солнца; средняя орбита Марса находится на расстоянии 228 млн км или 1,5 астрономических единиц от Солнца (в предыдущей статье «Космический лед. Часть вторая: кометы» мы упомянули об измерении космических расстояний в а.е.), а от орбиты Земли – 56 млн км (при современных технических возможностях космическим исследовательским аппаратам требуется от полугода до года, чтобы долететь до Марса). Период обращения Красной планеты вокруг нашего светила составляет 669 марсианских суток.

Полный оборот вокруг своей оси Марс совершает за 24 часа 39 минут. Наклон оси Марса – 25 градусов (у Земли – 23 градуса). Диаметр планеты по экватору около 6794 км (почти в 2 раза меньше диаметра Земли), а масса равна 6,4х1023 кг (около 11% от массы Земли). На Марсе есть своя сильно разреженная атмосфера, которая состоит в большей степени из углекислого газа, а давление в 160 раз меньше, чем на Земле. Невелика и сила тяжести – около 40% от земной. Средняя температура на планете минус 50°С; летом на дневной стороне она может достигать плюс 25°С, а в зимнее время на ночной стороне – до минус 125°С и ниже.

Илл.1 - Планета Марс

Илл.1 — Планета Марс

Марс относится к планетам земной группы, в которую помимо нашего космического дома входят еще Венера и Меркурий, что определяется схожестью внутреннего строения планет – наличием ядра, мантии и коры. В настоящее время глобальная геологическая активность на Марсе не наблюдается, но, тем не менее, ученые не исключают небольшую вулканическую деятельность, а давно потухшие вулканы поражают своей величиной – они во много раз превосходит земные аналоги вследствие их длительного месторасположения и низкого атмосферного давления, позволяющего породам не осыпаться под собственной тяжестью. Внешний вид, давший Марсу название Красной планеты, обусловлен наличием на поверхности слоя пыли, в которой содержатся окислы железа (ржавчина). Сама поверхность состоит базальта, андезита и силикатов. Как можно видеть на снимках из космоса, на поверхности Марса имеются образования в виде высохших русел рек, каньонов, кратеров, возвышенностей и углублений, говорящих о том, что Марс в свое время переживал ряд существенных геологических изменений и катаклизмов.
Марс имеет два спутника астероидного происхождения – Фобос и Деймос.

Илл.2 - Марсианский вулкан

Илл.2 — Марсианский вулкан

Как вы, наверное, успели обратить свое внимание, уважаемые читатели, характеризуя Марс, мы сравниваем его с параметрами нашей планеты. Впрочем, здесь нет ничего удивительного, ведь как говорится, все познается в сравнении, и это относится не только к герою данной статьи – говоря о других планетах, мы, так или иначе, сопоставляем их Землей. И, как нам кажется, дело здесь не только в сухом вычислении физических параметров. Схожесть размеров, масс, химического состава, геологической структуры, наличия атмосферы дает повод изучать иные миры подробнее, в надежде найти родственную в экологическом отношении планету, где могли бы существовать биологические формы в далеком прошлом, настоящем или будущем, ведь человеку так хочется узнать, является ли наша Голубая планета единственным пристанищем жизни во Вселенной или же в глубинах космоса есть похожие планетарные системы.

Марсианский лед

Вспоминается знаменитая фраза из советского кинофильма: «Есть ли жизнь на Марсе? Нет ли жизни на Марсе? Науке это неизвестно». Но, тем не менее, науке стало известно другое, что возможно когда-нибудь даст ответ и на вопрос о жизни. На Марсе есть лед, причем водяной!
Еще в XIX столетии астрономы, наблюдая за Марсом в телескоп, пришли к выводу, что белые области на планете, есть не что иное, как полярные снежно-ледяные покровы, что дало им право утвердиться во мнении о наличии на Марсе водных запасов. Позднее, ученые выяснили, что обозреваемый полярный лед не является замороженной водой в чистом виде – снежные и ледяные образования в атмосфере и на поверхности планеты имеют в большей степени углекислую природу.

Илл.3 - Северная полярная шапка Марса

Илл.3 — Северная полярная шапка Марса

Температура замерзания углекислого газа (CO2) равна минус 78°С. Замерзая, углекислый газ сразу переходит в твердое агрегатное состояние, минуя жидкое. Такой процесс называется десублимацией. Точно также происходит и обратное действие – сублимация, когда кристаллическая решетка льда деформируется с повышением температуры, и лед моментально превращается в газ (процесс сублимации льда наглядно представлен в образовании хвоста комет). Таким образом, углекислый газ, находясь в атмосфере, выпадает на поверхность Марса в виде сухого снега (сухого льда).
Исследователи отметили, что полярные ледяные шапки периодически меняются в размерах. Эти изменения связаны с летним и зимним сезонами; летом сухой лед испаряется, а зимой площадь и толщина ледяного покрова увеличивается вновь. Наступление теплого времени года на Марсе обуславливает повышение температуры до минус 80°С и сублимацию полярного льда. Это в свою очередь приводит к увеличению атмосферного давления и образованию ветров, дующих в направлении экватора. Ветры поднимают марсианскую пыль, и создается мощнейшая песчаная буря. Одно из таких явлений запечатлено на фотографии, сделанной с марсианского орбитального спутника «Mars Global Surveyor» (илл.4). В зимний же период температура опускается, давление в полярных областях снижается, и ветры начинают дуть обратно к полюсу, снова поднимая и перенося собой тонны пыли и песка.

Илл.4 - Огромная пылевая буря на Марсе

Илл.4 — Огромная пылевая буря на Марсе

Водяной же лед в полярных покровах находится ниже, под слоем углекислого льда, и он, собственно, и составляет основу полярной шапки. Диаметр северной шапки порядка 1000 км, южной – 300 км, а толщина варьируется от нескольких сотен до 3000 м. На снимке со спутника показана северная полярная шапка Марса в весенне-летний период (илл.5).

Илл.5 - Лето на северном полюсе Марса

Илл.5 — Лето на северном полюсе Марса

Испарение углекислого льда в теплое время года еще больше повышает температуру за счет парникового эффекта, из-за чего начинает подтаивать водяной лед, который впитывается грунтом. Темные пятна на фото – грунт, предположительно, пропитанный водой. Присутствие воды на поверхности в жидком состоянии если и возможно, то только в дневное время, ближе к ночи вода замерзнет.

Илл.6 - Фрагмент Северной шапки Марса

Илл.6 — Фрагмент Северной шапки Марса

На иллюстрации 6 показан фрагмент северной полярной шапки, где синие оттенки, вероятно, означают залежи водяного льда, а светлые места – это углекислый лед.

Илл.7 - Край южной ледяной шапки Марса

Илл.7 — Край южной ледяной шапки Марса

Илл. 8 - Лавина, сошедшая с края обрыва. Слева – снежно-ледяной покров

Илл. 8 — Лавина, сошедшая с края обрыва. Слева – снежно-ледяной покров

Сублимация льда (иначе говоря, возгонка) приводит к образованию интересных и причудливых форм снежно-ледяного покрова. В больших масштабах – это ступенчатые террасы, наподобие наплывов, формирующиеся в течение длительного времени (илл.9). В меньших – фактура поверхности марсианских ледников напоминает морские волны, острые зазубрины, витиеватое кружево (илл.10-11). Такие явления можно наблюдать и на Земле. Например, в высокогорьях Андийских Кордильер (Чили), где низкое атмосферное давление, а воздух сухой и разреженный, в результате сухой возгонки фирнового снежника получаются остроконечные изваяния в форме пик, о которых вы можете прочесть в статье «Кальгаспоры – кающиеся снега». А на иллюстрации 12 представлено марсианское ледяное образование; скорее всего углекислый лед испарился, твердые включения осыпались в процессе сублимации, а эта оставшаяся решетка – замороженная вода, распределенная в слое углекислого льда.

Ледяная тайна Красной планеты

Наличие льда на поверхности Марса позволило ученым копнуть глубже в вопросе экологии планеты, и они копнули… В 2008 году американский марсоход «Phoenix» снял ковшом несколько проб грунта. На первых фотографиях в образовавшихся траншеях были различимы фрагменты материала белого цвета, а следующие снимки, сделанные через несколько дней, показали, что белые пятна исчезли. Ученые сделали предположение, что под тонким слоем поверхностного грунта находился лед, который затем испарился.

Илл.13 - Испарение льда, открытого под слоем поверхностного грунта

Илл.13 — Испарение льда, открытого под слоем поверхностного грунта

В пользу того, что близко к поверхности находится водяной лед, говорит тот факт, что при других раскопках с помощью все того же марсохода «Phoenix», его ковш, снимая мягкий поверхностный слой, упирался в твердый грунт, находившийся почти на равной глубине в каждом месте раскопок.
На эту же мысль ученых, в свою очередь, наталкивает ряд снимков, сделанных со спутника «Mars Reconnaissance Orbiter». На них запечатлены свежие кратеры – следы падения небольших космических тел. Ударная волна при столкновении рассеяла часть поверхностного слоя и обнажила, по всей видимости, залежи льда, которые отличаются большей яркостью на контрасте с тусклым фоном.

Илл.14 - Залежи льда под поверхностным слоем

Илл.14 — Залежи льда под поверхностным слоем

Помимо ударных кратеров на поверхности Марса имеются и кратеры, возникшие в результате провалов грунта в зоне мерзлоты (или по-научному – криолитозоне). Фотокамеры спутников зафиксировали ледяные образования на дне таких кратеров. На фотографии, сделанной аппаратом HiRise со спутника «Mars Reconnaissance Orbiter», представлен кратер Виктория с имеющимся на дне ледником, к образованию которого привели скапливающиеся и наскоро замерзающие в атмосферных условиях планеты грунтовые воды. Отмеченная нами выше сублимация сформировала соответствующую структуру поверхности ледника (илл.15).

Илл.15 - Ледник на дне кратера Виктория

Илл.15 — Ледник на дне кратера Виктория

Благодаря орбитальным фотоснимкам данных углублений, ученые определили уровень залегания грунтовых вод – от 150 до 500 м ниже поверхности планеты. При этом марсианские овраги, образуемые стекающей водой, в отличие от земных, постепенно сходят на «нет», вследствие все тех же суровых марсианских условий – быстрого замерзания жидкости и сухой возгонки льда.

Илл.16 - Волнообразная поверхность ледника на дне марсианского кратера

Илл.16 — Волнообразная поверхность ледника на дне марсианского кратера

На иллюстрации 17 показан другой кратер-провал в криолитозоне Марса. Здесь, как можно видеть, ледник имеет форму наплыва. Хорошо заметно, что выброс воды на поверхность был не один раз. Синевато-белый материал на склоне кратера – это, вероятно, испарившаяся при выходе на поверхность вода, осевшая затем в виде снега.

Илл.17 - Ледяной наплыв на дне кратера

Илл.17 — Ледяной наплыв на дне кратера

Такие кратеры на Марсе обусловлены внутренней энергией планеты и эндогенными процессами, способствующими таянию льда в толще криосферы, образованию полостей и усадке грунта. Тем самым осуществляется теплообмен. Возможно, что на Марсе действуют гейзеры, как на некоторых спутниках дальних планет Солнечной системы (подробнее в статье: Космический лед. Часть первая. Кольца Сатурна).

Илл. 19 - Иней, выпавший на песчаной поверхности Марса

Илл. 19 — Иней, выпавший на песчаной поверхности Марса

Исследователи Марса не исключают также наличие в его глубинах запаса воды в жидком состоянии в виде озер, наподобие того, что было обнаружено российскими полярниками в 1996 году под ледяным панцирем Антарктиды.

Марс полон загадок, а споры вокруг них в научном мире не утихают. Много еще можно было сказать о природе и, в частности, гидросфере Марса, однако, дабы не утомлять наших читателей, мы решили ограничиться в этой статье наиболее интересной и емкой, на наш взгляд, информацией.

Спасибо за внимание. Надеемся, вам с нами не скучно. До встречи!


 

Вы так же можете ознакомиться с другими статьями:
Ледяные композиции в виде елочек
Ледяная крепость в музее-заповеднике Цар...
Ледяное оформление Крещенских купаний
Ледяной логотип джаз-фестиваля «Parlamen...
Фигуры изо льда
Ледяные бары
Японские снеговики
Грандиозные ледяные горки
Ледяной логотип ICE&FIRE
Снежинки - микроледяные скульптуры
Ледяные скульптуры для Дня Святого Вален...
Ледовое оформление ТЦ Капитолий
Ледяной медведь
Новогодняя ледяная горка с часами
Ледяной бар Chivas Regal
Ледяные слова (Ice Typography)
Ледяная стена в Манчестере
Ледяной замок в Миннесоте
Ледяные цветы в океане
Харбин – ледяной город. Часть первая – О...
Ледопад Кхумбу
Поведение пули во льду
Ледяная пещера в леднике Горнер
Олимпийские талисманы Сочи 2014 изо льда
Водные лыжи на льду
Nokia Lumia в ледяном блоке
Ледяной автомобиль в Торонто
Щенок против кусочка льда
Модные вещи во льду
Космический лед. Часть вторая: кометы.
Ледяные люди. Дэвид Блэйн - Замороженный...
3D ледяные скульптуры для напитков
Витрувианский человек на льду
Ледяные часовенки
Велосипеды в ледяных блоках
Замерзший водопад в доме
Хорек пытается украсть щуку на льду
Ледяное дерево в парке Ветеран
Ледяная скульптура - Год козы
Ледяная реклама Кириешек. Морской бой на...
Ледяной гейзер Эндрюс
Ледяной трон из сериала Игра Престолов
Замерзшие водопады
Ледяная мебель от Френка Гери
Замороженная пена
Поездка по льду на бензопиле
Лед
Ледяные бары с кленовыми листьями

One Response

Добавить комментарий