Температура красной планеты. Температура на марсе - холодная загадка

Климат на Марсе, хотя и малоблагоприятен для жизни, всё же наиболее близок к земному. Предположительно в прошлом климат Марса мог быть более тёплым и влажным, а на поверхности присутствовала жидкая вода и даже шли дожди.

Марс является наиболее вероятной целью первой пилотируемой экспедиции на другую планету.

Энциклопедичный YouTube

1 / 3

✪ Климат Планеты Марс | Какая Температура Марса

✪ Владимир Довбуш:Рассуждая о причинах глобального изменения климата

✪ Таинственный Марс

Субтитры

Атмосферный состав

Атмосфера Марса более разрежена, чем воздушная оболочка Земли, и на 95,9 % состоит из углекислого газа , около 1,9 % приходится на долю азота и 2 % аргона . Содержание кислорода 0,14 %. Среднее давление атмосферы на поверхности в 160 раз меньше, чем у поверхности Земли.

Масса атмосферы в течение года сильно меняется из-за конденсации в зимнее время и испарения в летнее, больших объёмов углекислого газа на полюсах, в полярных шапках.

Облачность и осадки

Водяного пара в марсианской атмосфере совсем немного, но при низком давлении и температуре он находится в состоянии, близком к насыщению, и часто собирается в облака. Марсианские облака довольно невыразительны по сравнению с земными.

Исследования, проведённые космическим аппаратом «Маринер-4» в 1965 году, показали, что жидкой воды на Марсе в настоящее время нет, но данные марсоходов НАСА «Спирит » и «Оппортьюнити » свидетельствуют о наличии воды в прошлом. 31 июля 2008 года вода в состоянии льда была обнаружена на Марсе в месте посадки космического аппарата НАСА «Феникс». Аппарат обнаружил залежи льда непосредственно в грунте.

Есть несколько фактов в поддержку утверждения о присутствии воды на поверхности планеты в прошлом. Во-первых, найдены минералы, которые могли образоваться только в результате длительного воздействия воды. Во-вторых, очень старые кратеры практически стёрты с лица Марса. Современная атмосфера не могла вызвать такого разрушения. Изучение скорости образования и эрозии кратеров позволило установить, что сильнее всего ветер и вода разрушали их около 3,5 млрд лет назад. Приблизительно такой же возраст имеют и многие промоины.

НАСА 28 сентября 2015 года объявило что на Марсе в настоящее время существуют сезонные потоки жидкой соленой воды. Эти образования проявляют себя в теплое время года и исчезают - в холодное. К своим выводам планетологи пришли, проанализировав высококачественные снимки, полученные научным инструментом High Resolution Imaging Science Experiment (HiRISE) орбитального марсианского аппарата Mars Reconnaissance Orbiter (MRO).

Температура

Средняя температура на Марсе значительно ниже, чем на Земле, - около −40°С. При наиболее благоприятных условиях летом на дневной половине планеты атмосфера прогревается до 20°С - вполне приемлемая температура для жителей Земли. Но зимней ночью мороз может достигать −125°С. При зимней температуре даже углекислота замерзает, превращаясь в сухой лед. Такие резкие перепады температуры вызваны тем, что разреженная атмосфера Марса не способна долго удерживать тепло. В результате многочисленных измерений температур в различных точках поверхности Марса получается, что днём на экваторе температура может доходить до +27°С, но уже к утру падает до −50°С.

На Марсе существуют температурные оазисы, в районах «озера» Феникс (плато Солнца) и земли Ноя перепад температур составляет от −53°С до +22°С летом и от −103°С до −43°С зимой. Таким образом, Марс - весьма холодный мир, однако климат там ненамного суровее, чем в Антарктиде.

Зарубежных исследователей Марса удивила аномально теплая весна. Российские ученые знают об этом с 2002 года

Красная планета не перестает удивлять землян. Недавно марсоход Curiosity нашел там речной гравий, камень пирамидальной формы, передал на Землю фото прекрасного солнечного затмения... А еще, по мнению испанских исследователей, которые поставили на марсоход свои термодатчики, на Марсе необычайно потеплело — до +6. Для марсианской весны, которая там сейчас наблюдается, это просто курорт. Соотечественники Сальвадора Дали поговаривают, что если тенденция сохранится, то разговоры про колонизацию станут более чем реальными. Но действительно ли на Марсе стало теплее, чем раньше? Что бы увидели земляне, если бы оказались сейчас на этой планете? «МК» узнал это, побеседовав с российскими учеными из Института космических исследований РАН. Некоторые из них недавно вернулись с международной конференции в Мадриде.

Итак, метеорологическая станция REMS, установленная на борту марсохода Curiosity, обнаружила, что пришедшая на Марс весна оказалось неожиданно теплой. По крайней мере так подали новость представители научной команды, управляющей работой марсохода. По словам ученых, в частности Фелипе Гомеcа (Felipe Gomez) из испанского Центра астробиологии, тепло на Марсе очень удивило его и коллег...

Местом посадки Curiosity 6 августа стал спуск Брэдбери в южном полушарии Красной планеты. Поскольку там сейчас наступает марсианская весна, ученые пристально следят за ее особенностями. По их словам, с момента посадки в половине случаев дневная температура, измеряемая станцией REMS, была выше нуля. Таким образом, средний показатель суточной температуры составил +6 градусов днем и −70 градусов ночью. Это удивило ученых, которые, по их собственным словам, ожидали более холодных марсианских суток. «То, что Марс такой „теплый“ в светлое время суток, само по себе удивило и заинтересовало нас. Если это потепление будет продолжаться до наступления лета, то мы увидим температуры в +20 или больше, что великолепно, если смотреть на Марс с точки зрения колонизации. Вероятно, что дневные температуры смогут поддерживать воду в жидком состоянии. Но пока сложно говорить о том, являются ли такие температуры нормой или просто аномалией», — продолжил Гомез.

Разрешить проблему Гомеза мы попросили сотрудников Института космических исследований РАН.

— Указанные температуры являются нормой для марсианской весны. Вообще погода там очень стабильна, мы можем предсказывать ее гораздо точнее, чем на Земле. А все потому, что на Марсе нет турбулентности (нерегулярных взаимных перемещений в атмосфере), — поясняет доцент МФТИ, старший научный сотрудник ИКИ РАН Александр РОДИН .

— Почему же тогда весеннее тепло удивило испанцев?

— Они сейчас на подъеме, ведь их Центр астробиологии установил на Curiosity свои метеодатчики, — и при любом удобном случае они ищут повод, чтобы поговорить о погоде. То, что говорил Фелипе Гомез, который больше является чиновником от науки, чем исследователем, конечно, преувеличение. Какое-то незначительное повышение температуры испанские датчики могли зафиксировать, но оно не говорит о серьезной тенденции.

По словам Родина, к небольшому потеплению могла привести глобальная пылевая буря (такие случаются на Марсе 1-2 раза в год как раз в период, когда в южном полушарии весна или лето). Однако бури эти такие мощные, что заволакивают своим шлейфом всю планету на 100-150 дней. А поскольку пыль поглощает солнечные лучи и превращает их энергию в тепло, то на Марсе во время таких бурь среднесуточная температура может повышаться. Происхождение таких бурь на сегодняшний день загадка для метеорологов. Если не считать бурь, то погода на Марсе почти всегда стабильна и предсказуема. Из-за очень тонкой атмосферы дневное тепло быстро улетучивается — и ночью поверхность планеты может остыть сразу на 100 градусов. Среднесуточная температура на Марсе почти всегда −50 градусов. Однако в самых жарких точках дневная температура может достигать и +20...30 градусов в летнее время.

Кстати, слова Родина подтверждает и заведующий лабораторией космической гамма-спектроскопии Игорь МИТРОФАНОВ , он же разработчик российского прибора ХЕНД, который работает сейчас на борту американского марсианского спутника «Марс Одиссей».

— ХЕНД «наблюдает» сезонные процессы на Красной планете уже около 5 марсианских лет непрерывно начиная с февраля 2002 года, — говорит Митрофанов. — Мы регистрируем толщину зимнего покрова «сухого снега» из атмосферной углекислоты на северном и южном полушариях. До сих пор измеренный нами сезонный профиль накопления и испарения марсианского «сухого снега» удивительно точно повторяется каждый марсианский год. Текущий год не исключение. В южном полушарии Марса наступает обычная марсианская весна. Летним днем на экваторе Марса температура поверхности может достигать +30 градусов Цельсия (прочти как у нас в Москве).

Кстати, по словам Митрофанова, если бы люди высадились на Марсе в весеннее время, их ждало бы здесь удивительное зрелище — гейзеры из углекислого газа.

Весенние гейзеры на Марсе.

— Весной у нас на Земле снег тает и превращается в воду, — рассказывает Игорь Митрофанов. — Поэтому на Земле весной текут ручьи. А на Марсе снег состоит из замерзшей углекислоты, и при повышении температуры он превращается в углекислый газ. Это происходит следующим образом: весенние солнечные лучи проникают через снежный покров и прогревают поверхность грунта. В результате под слоем сухого снега возникает углекислый газ, который постепенно накапливается в приповерхностном пространстве. Давление газа растет, и где-то в верхнем слое «сухого снега» образуется трещина, через которую скопившийся газ вдруг с шумом вырывается на поверхность. Такова природа весенних марсианских гейзеров.

О чем еще говорили на конференции в Мадриде

На Титане обнаружены полярные вихри, очень напоминающие венерианские. Поскольку атмосферы на этих планетах движутся быстрее самих планет, вихри представляют собой очень мощные, долго не разрушающиеся образования. Факт обнаружения вихрей на Титане позволяет ученым понять общность законов природы, действующих на разных планетах.

Среди экзопланет (планет, расположенных за пределами Солнечной системы) похожих на Землю пока не найдено. Зато обнаружены Суперземли, масса которых в 10 раз больше массы нашей планеты. Правда, они скорее похожи на Венеру.

Данная страничка предоставляет все богатство метеорологических данных, которые передает марсоход (Любопытство) на .

Таблица обновляется при загрузке страницы, данные о погоде на Марсе обновляются по мере передачи информации с марсохода Curiosity.

* Пояснения: при значение null данных нет. Значение «- -» означает отсутствие ветра.

Данные на странице «Погода на Марсе» получены прибором Rover environmental monitoring station (REMS). Сами данные, публикуются организацией Centro de Astrobiologia (CSIC-INTA) Испания.

Сезоны на Марсе

Планета имеет так же четыре сезона что и Земля, но поскольку год на Марсе длится дольше, наклон оси немного отличается и орбита более эксцентрична, то сезоны на Марсе не одинаковой продолжительности.

Марсианский год почти в два раза длиннее земного года (1,88 земных года) и сезоны соответственно длятся дольше. В северном полушарии, весна длится 7 месяцев, лето — 6 месяцев, осень — 5,3 месяца, и зима — чуть более 4-х месяцев. Даже в летние месяцы на планете очень холодно. Температура в разгар сезона не превышает -20 С. На юге температура может достигать 30 С. Сильные колебания температуры, между полушариями, вызывают огромные пылевые бури. Некоторые из них могут влиять только на небольшую площадь, в то время как другие охватывают всю планету. Планетарные бури обычно происходят, когда планета находится вблизи перигелия (ближайшей точки к Солнцу). Когда начинается глобальная пылевая буря, поверхность планеты практически скрыта полностью.

Обратимся к температуре Марса. Она неоднократно и с успехом измерялась. Если руководствоваться теоретическими соображениями, то средняя температура Марса должна быть около 240 К. Раньше мы получали более высокое значение, основываясь на том, что летом полярная шапка Марса тает. Фактически это может быть и не таяние, а испарение (сублимация) тонкого слоя снега или инея, а таяние происходит в более низких широтах. Марс получает от Солнца тепла немногим меньше, чем Земля, так как его атмосфера очень прозрачна, но и парниковое ее действие тоже слабо (по крайней мере в раза слабее, чем у Земли), поэтому можно ожидать быстрое и глубокое падение температуры на Марсе в ночное время.

Простейшая формула (33.40) дает для средней температуры по всей поверхности Марса значение 220 К. Измерения радиоизлучения Марса на волне 3 см вскоре после его противостояния дали сходное значение 211±28К.

Это значение соответствует равновесной температуре при средних условиях. Из-за значительного эксцентриситета орбиты Марса облучение его Солнцем весьма переменно. Лето на южном полушарии Марса приходится вблизи перигелия, а на северном - вблизи афелия. Южное полушарие получает летом гораздо больше тепла, чем северное. За столетие южная полярная шапка дважды исчезала вовсе, северная же не исчезала ни разу. Конечно, температура в тропическом поясе Марса гораздо выше, чем средняя по диску. Так, по измеренному инфракрасному излучению при полете «Марса-5» над Солнечным озером (Solis Lacus) и Тавмасией (Taumasia) была найдена температура поверхности 272 К. Это была, по-видимому, максимальная температура. Она пришлась на 13 часов по местному времени. При закате Солнца здесь же было определено 230 К, а в 21 час температура уже опустилась до 200 К. К утру, перед восходом Солнца, она становится еще ниже: 150-180 К. Вокруг подсолнечной точки можно встретить температуры более высокие, нежели 0 °С, или 273 К, конечно, на непродолжительное время в середине дня. Зато у полярных шапок температура держится на уровне 150 К, но это может относиться к облачному слою над ней. Во время таяния северной полярной шапки с искусственного спутника «Викинг-2» на ней была определена температура -68 °С, что, конечно, недостаточно для замораживания углекислоты при низком давлении Наоборот, она подходит для воды в твердой фазе. Именно здесь были обнаружены водяные пары в количестве 100 мкм осаждаемой воды. Темные области на Марсе теплее светлых, а атмосфера холоднее подстилающей поверхности, что способствует сильной конвекции и перемешиванию газов в нижней атмосфере. В стратосфере Марса температура держится круглые сутки около 170-180 К.

Давление в атмосфере убывает с высотой примерно в 10 раз на протяжении 20-25 км в нижней атмосфере, в то время как температура падает с 210 К (в среднем) до 170 К. Далее температура падает медленнее к минимуму 110 К на высоте 50 км, после чего очень медленно повышается до 300-350 К к высоте 200 км, оставаясь такой же до высоты 1000 км. Здесь атмосфера состоит преимущественно из атомарного водорода в крайней степени разрежения . Ионосфера Марса обладает наибольшей плотностью электронов на высоте около 130 км.

Бурное перемешивание в атмосфере у поверхности сопровождается горизонтальными перемещениями, которые, судя по передвижению облаков, происходят со скоростями до 10-15 м/с. Местные же ветры, связанные с рельеюм, могут достигать скоростей 100-120 м/с. Таким образом, становятся понятными сильные и продолжительные бури на Марсе, способные перемещать мелкие частицы на тысячи километров, а более тяжелые - на 50-100 км.

Можно предполагать и глобальные перемещения в атмосфере: летом - от полярной шапки, где происходит усиленное испарение твердой углекислоты, зимой - обратно, когда идет массовое осаждение ее в полярной зоне.

Марс – это один из представителей земной группы, средняя температура поверхности которой ниже 0. Он ближайший из наших соседей, а потому его исследование особо интересует человечество. В перспективе это вариант первой межпланетной колонизации. А знания температурных режимов это понимание изначальных условий колонизации. Сведения о температурном режиме Марса позволят строить теории о температурах других планет.

Какая температура на Марсе

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

В 50 годы накопилось достаточно информации, стали известны факты о положительных температурах на экваторе. В 1956 году группой американских ученых были проведены исследования, которые подтверждали низкие температуры на полюсах.

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

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

Средняя температура на поверхности красной планеты -63 0 С.

При этом на экваторе термометр показывает привычные 18 0 С. Вполне достаточно для выращивания растений и основания колоний, но есть весьма емкая проблема. Давление в нем достигает величины 0,6 кПа, что очень мало. Для сравнения: одна атмосфера равняется примерно 100 кПа, а это в 110 раз больше озвученного значения. Из-за этого воздушное пространство разряжено, в таком случае на небольших разницах высот в 1,5-2 метра возникает разница в несколько десятков делений термометра. В жару верх грунта может прогреваться до 27 0 С, но на небольшой возвышенности быстро падает до нуля.

В 2004 году на планету приземлился один из марсоходов исследовательской миссий НАСА. Аппарат назывался «Спирит». Устройство действовало на планете до января 2009 и в числе прочих данных, были получены новые сведения о температуре на поверхности.

Максимальная температура, зафиксирована на экваторе Марса +35 0 С.

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