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.

Климат Марса , 4.5ºS, 137.4ºE (с 2012 — до сегодняшнего)
Показатель	Янв.	Фев.	Март	Апр.	Май	Июнь	Июль	Авг.	Сен.	Окт.	Нояб.	Дек.	Год
Абсолютный максимум, °C	6	30	19	7	7	8	8	30
Средний максимум, °C	−7	−18	1	4	−1	−3	−5,7
Средний минимум, °C	−82	−86	−88	−73	−73	−77	−78,5
Абсолютный минимум, °C	−95	−127	−114	−97	−83	−110	−127

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.

Марс — это четвертая планета Солнечной Системы. Она считается близнецом Земли. Однако за миллионы лет некогда полноводные водоемы были засыпаны красным песком, растительность исчезла, а жизнь прекратила свое существование. С течением времени климат также кардинально изменился.

Что такое климат?

Климат — это ряд метеорологических условий характерных для определенной местности: температура, показатели давления, осадки, преобладающие ветра и пр. Совокупность этих факторов определяет климат не только на Земле, но и на Марсе. Ученые много лет стараются узнать, какие тайны скрывает Красная планета.

Что такое Марсианский климат сегодня

Климат Марса близок к земному, но более разреженный. 95% — это углекислый газ. Количество водяного пара с кислородом — 1%. Оставшиеся 4% — это аргон и азот. Погода на Марсе неблагоприятна для человека.

Погодные условия на Марсе сильно меняются на протяжении года. Зимой это связано с процессом конденсации. Летом из-за высоких температур происходит испарение углекислого газа, сосредоточенного на полюсах.

Сегодня погода на Марсе поражает разнообразием. Погода меняется постоянно. Образуются облака, выпадают осадки, бушуют ураганы и пыльные бури.

Погода и ее изменения на Марсе постоянно находятся под наблюдением. Сегодня задача ученых установить, какая погода на Марсе будет господствовать через несколько лет.

Температура воздуха

Небесное тело находится дальше от Солнца, нежели Земля. По этой причине ниже. Этот факт оказывает влияние на погоду. В среднем воздух нагревается до -63 0 С. Минимальные показатели — 143 0 С. Летом -20 0 С. На небесном теле наблюдаются и температурные аномалии: озеро Феникс, расположенное недалеко от плато Солнца, а также земля Ноя. В этих местах перепад более значительный.

Ночью температура сильно падает из-за разреженности воздуха. Атмосфера не может эффективно удерживать тепло. Углекислый газ замерзает. Образуется сухой лед и выпадает снег.

Давление воздуха

Давление воздуха на Марсе в 160 раз ниже, чем на нашей планете. В среднем оно составляет 0,6 кПа. Эти показатели меняются на протяжении суток и в соответствии с сезонами. Изменение давления оказывает прямое воздействие на погоду. Вследствие этого дуют ветра и образуются облака.

Облачность и осадки

Сегодня в атмосфере осталось немного водяного пара. Поэтому возникает вопрос, есть ли облака на Марсе.

Когда давление меняется, можно наблюдать облака на Марсе, состоящие из водяного пара. Погода меняется. Облака собираются у подножия гор, в низменностях, каньонах и долинах бывших рек. С похолоданием над низменностями формируются туманы.

Здесь также случается выпадение осадков. В 1979 году ученые наблюдали незначительное количество снега. Он оставался на поверхности несколько месяцев. Погодное явление произошло в районе приземления Викинга-2. Небольшие осадки здесь нередкое явление.

Снег встречается на всей территории планеты. Ночные температуры способствуют замерзанию углекислого газа, который кристаллизируется. Он оседает на земле в виде так называемого снега. Зимой и на полюсах отрицательные температуры сохраняются круглосуточно. Поэтому кристаллизованный углекислый газ, оседая на поверхности, остается до весны. Зимой атмосфера становится еще более разреженной, поскольку концентрация углекислого газа существенно падает.

Пылевые бури и смерчи

Бури на Марсе — это самое глобальное погодное явление во всей Солнечной Системе. Они длятся месяцами и иногда распространятся на всю поверхность. Их концентрация возрастает летом и весной. Причина образования ураганов — резкие колебания температур. Этот факт является ответом на вопрос, есть ли ветер на Марсе.

Погода, как и давление, изменяется ежедневно. Ветер дует со скоростью свыше 100 м/с. Незначительная сила тяжести способствует тому, что потоки воздуха поднимают гигантские облака мелких частиц. Пылевые бури на Марсе охватывают огромные территории. Впервые за пылевой бурей удалось понаблюдать в 1971 году. Она длилась пять месяцев. Частицы земли поднимались более чем на 10 км.

Пыль Красной планеты мелкодисперсная. Незначительная гравитация позволяет ей подниматься на огромную высоту. Максимальная концентрация бурь наблюдается в северном полушарии зимой, а в южном летом.

Штормы на Марсе активизируются, когда планета проходит недалеко от Солнца. Формирование смерчей также связаны с изменением температуры. Они поднимают с поверхности земли тонны пыли. Некоторые смерчи из-за своих масштабов названы дьяволами.

Во время бурь наблюдаются сухие молнии. Это электрический разряд, вызванный трением мелких красных частиц. Молнии называются сухими, потому что здесь не может быть дождей. Данный факт был обнаружен в 2006 году американскими учеными. Исследователи предположили, что статическое электричество, вырабатываемое во время стихий, могло послужить толчком для зарождения жизни. Ведь молния — это тот источник энергии, который необходим для ускорения химических процессов. Однако молния может не только послужить причиной зарождения жизни, но и уничтожить ее. Ее разряд образует перекись водорода. Это соединение убивает органические соединения. Если теория ученых верна, то поверхность Марса была просто простерилизована.

Климатические зоны Марса

Классификацию климата планеты разработал Владимир Кеппен. Как и на Земле, климатические зоны здесь зависят от распределения солнечной радиации по поверхности небесного тела. Выделяются два полярных круга, две переходные зоны и экватор.

• Арктический круг.
• Тропик Рыба (соответствует тропику Рака).
• Экватор.
• Тропик Девы (соответствует тропику Козерога).
• Антарктический круг.

Разработана отдельная классификация климата для возвышенностей. В будущем появится классификация климата, учитывающая распределение пыли, водяного пара, а также выпадение осадков в виде снега.

Исторические климатические наблюдения

Европейское Космическое Агентство под названием Mars Espress провело минералогические исследования, доказавшие, что здесь были открытые водоемы. Они либо испарились, либо ушли под землю.

Было выделено несколько периодов геологической истории.

• Филлоциановая эра — более 4,5 миллиарда лет назад. В окружающей среде сосредоточено большое количество воды. Вследствие вулканической активности произошло глобальное потепление. Существует теория, что этот процесс начался в результате падения метеорита.
• Сернокислая эра. В атмосферу было много выбросов серы из-за глобальной вулканической активности. Кислотность окружающей среды повысилась.
• Гесперийская эра. 3,5-2,5 миллиарда лет назад, северную часть планеты, занимал соленый океан глубиной до 1 км. В низких широтах было много рек и озер.
• Температура доходила до 50 0 С. Вполне вероятно что, в эту эпоху на Марсе существовал климат подобный Земному.
• Амазонийская эра: Вода исчезла. Ее остатки можно наблюдать на двух полярных шапках.

Существует теория, что в прошлом была плотной.

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.

Параметр	Значение
Дата
Сол (Марсианские сутки)
Солнечная долгота
Минимальная температура в градусах
Минимальная температура в Фаренгейтах
Максимальная температура в градусах
Максимальная температура в Фаренгейтах
Давление Па
Значение давления
Абсолютная влажность *
Скорость ветра *
Направление ветра *
Прозрачность атмосферы
Текущий месяц
Восход
Закат

* 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.

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.

Источник: knitguru.ru

Причины низких температур

В отличие от нашей родной планеты, средняя температура на Марсе намного ниже вследствие некоторых причин:

• Расстояние. Чем дальше расположена планета от светила, тем меньше она получает энергии, а значит и тепла от него. Хотя Марс находится по космическим меркам рядом с Землёй, но расстояние от Солнца до красной планеты больше в 1,5 раза, чем до нашего дома (228 000 000 км и 149 600 000 км соответственно);
• Атмосфера. Газообразная оболочка Марса обладает меньшей плотностью и толщиной, чем у Земли. Поэтому атмосфера красной планеты неспособна также хорошо удерживать тепло, идущее от поверхности тела;
• Грунт. Теплопроводность марсианского грунта очень мала, вследствие чего поверхность плохо сохраняет тепло.

Характеристика температур

Средняя температура на Марсе составляет примерно -63 °C, что значительно холоднее, чем на Земле (около +15 °C). Также из-за малой теплопроводности грунта и разряженной атмосферы наблюдаются большие перепады. Так, днём можно зафиксировать +20 °C, а на экваторе даже +27°, но зимней ночью температура падает до -125°.

Самая высокая температура была отмечена марсоходом «Спирит» и составляла +35 °C. Наиболее низкие показатели можно наблюдать в районе полярных шапок красной планеты, где показатель падает до -143 °C.

Времена года

Так как угол наклона оси у Земли и Марса почти одинаковы (23°26`и 24°56`соответственно), то на четвертой планете происходит аналогичная смена времен года. Но, в отличие от земных сезонов, они различаются продолжительностью. По закону Кеплера следует, что в наиболее удаленной от Солнца точке орбиты (афелий) тело движется медленнее, чем в самой близкой (перигелий). Афелий приходится на весну, что делает этот сезон самым продолжительным (6-7 месяцев), а перигелий на зиму (4 месяца). Лето и осень длятся около 5,3 месяца.

Хотя условия на красной планете достаточно суровы, но они до сих пор остаются наиболее благоприятными из всех планет нашей Солнечной системы. Поэтому, если человечеству понадобится новый дом, то необходимо, прежде всего, знать, какая температура на Марсе. К тому же, как недавно было установлено, на красной планете когда-то была вода, а климат был тёплым и влажным. По этой причине учёные надеются искусственно приблизить природные условия к земным и сделать четвертую планету пригодной для жизни.

 

Источник: CosmosPlanet.ru

Если вы собираетесь провести отпуск на другой планете, то важно узнать о возможных климатических перепадах:) А если серьезно, то многие люди знают, что у большинства планет в нашей Солнечной системе чрезвычайные температуры, неподходящие для спокойного проживания. Но какие точно температуры на поверхности этих планет? Ниже я предлагаю небольшой обзор температур планет Солнечной системы.

Меркурий

Меркурий — планета, самая близкая к Солнцу, таким образом, можно было бы предположить, что она постоянно раскалена как печь. Однако не смотря на то, что температура на Меркурии может достигнуть 427°C, она может также упасть до очень низкой отметки -173°C. Такой большой перепад в температуре Меркурия происходит потому, что у него отсутствует атмосфера.

Венера

Венера, вторая самая близкая планета к Солнцу, имеет самые высокие средние температуры среди планет в нашей Солнечной системе, и ее температура регулярно доходит до отметки 460°C. Венера так раскалена из-за своей близости к Солнцу и своей плотной атмосферы. Атмосфера Венеры состоит из плотных облаков, содержащих углекислый газ и двуокись серы. Это создает сильный парниковый эффект, который удерживает высокую температуру Солнца в ловушке атмосферы и превращает планету в печь.

Земля

Земля — третья планета от Солнца, и до сих пор единственная планета, известная своей способностью поддерживать жизнь. Средняя температура на Земле 7.2°C, но она изменяется большими отклонениями от этого показателя. Самая высокая температура, когда-либо зарегистрированная на Земле, была 70.7°C в Иране. Самая низкая температура была зафиксирована в Антарктиде, и она достигает -91.2°C.

Марс

Марс является холодным, потому что он, во-первых, не имеет атмосферы для сохранения высокой температуры, а во вторых — находится относительно далеко от Солнца. Поскольку у Марса эллиптическая орбита (он становится намного ближе к Солнцу в некоторых точках орбиты), то в течение лета его температура может отклонятся на 30°C от нормы в северных и южных полушариях. Минимальная температура на Марсе приблизительно -140°C, а самая высокая 20°C.

Юпитер

У Юпитера нет никакой твердой поверхности, так как он — газовый гигант, таким образом, у него нет и никакой поверхностной температуры. Наверху облаков Юпитера температура около -145°C. Когда Вы спускаетесь ближе к центру планеты, то температура увеличивается. В точке, где атмосферное давление в десять раз больше по сравнению с таковым на Земле, температура 21°C, которую некоторые ученые шутя называют «комнатной температурой». В ядре планеты температура намного выше и достигает приблизительно 24000°C. Для сравнения стоит отметить, что ядро Юпитера горячее, чем поверхность Солнца.

Сатурн

Как и на Юпитере, температура в верхних слоях атмосферы Сатурна остается очень низкой – доходит приблизительно до -175°C – и увеличивается по мере приближения к центру планеты (до 11700°C в ядре). Сатурн, фактически, сам генерирует тепло. Он вырабатывает в 2,5 раза больше энергии, чем получает от Солнца.

Уран

Уран — это самая холодная планета с самой низкой зарегистрированной температурой -224°C. Хотя Уран далек от Солнца, это не является единственной причиной его низкой температуры. Все другие газовые гиганты в нашей Солнечной системе испускают из своих ядер больше тепла, чем они получают от Солнца. Уран имеет ядро с температурой приблизительно 4737°C, что является только одной пятой температуры ядра Юпитера.

Нептун

С температурами, доходящими до -218°C в верхней атмосфере Нептуна, эта планета является одной из самых холодных в нашей Солнечной системе. Как и у газовых гигантов, у Нептуна есть намного более горячее ядро, которое имеет температуру около 7000°C.

Ниже приведен график, на котором температуры планет показаны и в Фаренгейте (°F), и в Цельсия (°C). Обратите внимание, что Плутон с 2006 года не попадает под классификацию планет (см. почему).

Источник: starmission.ru

Где-то на орбите Марса спустя 50 миллионов лет.

До недавнего времени климат планет Солнечной системы считался практически неизменным: только в 1920 году Милутином Миланковичем была предложена идея что изменения в эксцентриситете орбиты, наклон оси вращения Земли и её прецессии вызывают в сумме циклические изменения климата (на самом деле подобные предположения высказывались и до него, но недостаток данных не позволял правильно сформулировать это правило раньше). Эту закономерность так и назвали в честь её автора — циклами Миланковича. В 1950 году Дирком Брауэром и Адрианусом Ван Воеркамом было предположено что эксцентриситет марсианской орбиты тоже меняется со временем, ведя к изменениям его климата. Но на тот момент подтвердить или опровергнуть это было невозможно — до пролёта Марса первым земным зондом Маринер-4 оставалось ещё 15 лет.

Благодаря моей хорошей знакомой Диляре Садриевой, вы можете посмотреть эту статью в формате видеоролика.

Однако даже первые пролётные миссии передавали снимки слишком низкого качества, чтобы приоткрыть завесу тайны над этим вопросом. Но уже Маринеру-9 (впервые среди земных зондов вышедшему на марсианскую орбиту и проработавшем на ней с 14 ноября 1971 года по 27 октября 1972-го) удалось передать более 7 тысяч снимков приличного качества с разрешением в 100-1000 метров на пиксель. Для поклонников «Аэлиты» Алексея Толстого и «Войны миров» Герберта Уэллса новости оказались неутешительными: открытые Джованни Скиапарелли каналы на Марсе оказались всего лишь оптической иллюзией, а сам Марс предстал человечеству безжизненной пустыней. Температурные перепады на планете составляли от -143°C на полюсах зимой до +35°C в солнечный день на экваторе летом, а атмосферное давление на большей части планеты было столь низким, что водяной лёд превращался в пар и обратно минуя жидкую фазу.

Первые следы непостоянства марсианского климата полученные «Маринером-9»: на снимке отчётливо видна слоистая структура полярных шапок идущая от правого верхнего угла снимка к центру его нижней части.

Однако были и хорошие новости: аппарату удалось заснять больше 70% марсианской поверхности, включая полярные шапки. На них почти не наблюдалось кратеров, что свидетельствовало об их молодом возрасте (его оценили в 20 миллионов лет). Также повсеместно, начиная от 80 параллели и до самых полюсов, фиксировалась слоистая структура — это означало что полярные шапки Марса не только являются весьма молодыми образованиями, но ещё и периодически менялись в этот период. Теория об изменчивости марсианского климата начала подтверждаться.

Первые симуляции давали изменения эксцентриситета в диапазоне 0,004-0,141, что почти совпало с современными оценками, составляющими 0-0,16. Текущее значение эксцентриситета для Марса оценивается в 0,0934 — это всё равно весьма большое значение по сравнению с земными 0,0167 и оно уступает только Меркурию. Именно на основании наблюдений Тихо Браге движения Марса Иоганн Кеплер смог прийти к выводу о том, что орбиты планет являются эллиптическими, а не круговыми, что в дальнейшем позволило ему составить три своих знаменитых закона.

Цикличность изменений эксцентриситета также верно определили двумя периодами в 95 тысяч и 2 миллиона лет (хотя из-за сложностей в измерении скорости осаждения пород в полярных шапках Марса погрешности оценили в целых два порядка величины). А вот изменения в наклоне орбиты были оценены неверно: из-за преуменьшения влияния прецессии на этот параметр, первые расчёты исследователей давали только 15-35° вместо современных 0-80°.

Анимация прецессии оси вращения Земли. У Марса она происходит в обратном направлении.

Несмотря на то что Марс весит почти в 10 раз меньше Земли, его циклы занимают намного больше времени. Для Земли цикл прецессии занимает 25800 лет, в то время как для Марса это целых 56600 лет (скорость прецессии составляет 50,3 угловых секунд для Земли и 8,26 угловых секунд для Марса соответственно). Цикл изменения наклона оси у Земли составляет 41 тысячу лет, а у Марса — 124 тысячи. Прецессия оси вращения планеты ведёт к интересным эффектам: связанное с ней постепенное изменение оси вращения планеты приводит к тому, что звание «полярной» звезды со временем переходит от одной из них к другой. Также вместе с этим постепенно «дрейфует» и начало времён года: на Земле они смещаются назад на 1 день каждые 70,5 лет, а у Марса они наоборот смещаются на 1 день вперёд каждые 83,3 года. Скорость изменений в данном случае почти совпадают из-за того, что сам марсианский год в 1,8 раза дольше земного.

Эволюция южной полярной шапки по снимкам «Марс Глобал Сервейор».

Из-за высокого эксцентриситета марсианской орбиты, совпадающим в афелии (самой удалённой от Солнца точки орбиты) с зимой в южном полушарии, приводит к тому что климат в этом полушарии является более суровым, а южная полярная шапка значительно превосходит северную в размерах. Из других интересных особенностей: продолжительность суток на Марсе на 37,4 минуты дольше земных, но дальше отрыв будет сокращаться, так как замедление вращения Марса происходит со скоростью на 3 порядка меньше чем у Земли, что связано с малой массой двух спутников Марса по сравнению с нашей Луной.

1001 симуляция изменений наклона оси вращения Марса.

В 1989 году Ласкаром было установлено что параметры планет земной группы изменяются хаотично (в основном из-за влияния также хаотически движущихся астероидов Веста и Церера, на которые влияют объекты Пояса астероидов). Это приводит к тому что точно определить изменения наклона оси и эксцентриситета Марса на период более 10 миллионов лет оказывается невозможно (этот период называют временем Ляпунова), а на период более 50 миллионов лет становится невозможно с большей или меньшей точностью определить даже статистическое распределение их значений (для Земли эти интервалы составляют 50 и 250 миллионов лет соответственно). Но на периоды в пределах 10 миллионов лет характеристики орбит всех планет Солнечной системы возможно определить с достаточно высокой точностью.

Исследования этих показателей для других планет тоже дали весьма интересные результаты: при том что параметры орбит планет-гигантов практически не меняются, у Марса и Меркурия их эксцентриситеты колебались в весьма широких пределах. А для Меркурия они и вовсе были столь велики, что могли на интервалах в миллиарды лет привести к тому что он мог быть выброшен из Солнечной системы при его сближении с Венерой (такая вероятность была в прошлом и сохраняется в будущем). Это также может позволить нам по-другому взглянуть на парадокс Ферми (проблему того почему мы не находим следы жизни у других звёзд), так как для зарождения жизни на планете оказывается что ей не только нужно сформироваться в обитаемой зоне у своей звезды, но при этом ещё и оказаться в квазистабильном состоянии с другими планетами, чтобы из неё не выпасть.

Но вернёмся к Марсу. По оценкам изначальная атмосфера Марса имела давление в 6 раз больше текущего земного, но в результате поздней тяжёлой бомбардировки астероидами и кометами (случившейся 3,8 миллиарда лет назад) Марс потерял большую её часть сохранив давление в 0,5-1 земную атмосферу (500-1000 мбар). Но сейчас мы наблюдаем среднее давление у марсианской поверхности всего лишь в 6 мбар — куда же делось оставшееся? Главной причиной потерь марсианской атмосферы до последнего времени считалось исчезновение у него магнитного поля, которое тем самым перестало препятствовать «сдуванию» атмосферы под действием солнечного ветра.

Но как показали дальнейшие исследования, отсутствие магнитного поля наоборот замедляет скорость её улетучивания: измеренные спутником MAVEN за первые 2 года своей работы потери атмосферы составили в среднем 2193 тонны за год. Даже если учесть, что эти измерения производились на спаде активности Солнца, и среднее значение будет в несколько раз выше, этого всё равно оказывается недостаточно: прежние оценки учёных, основанные на уровне потерь в 568 тонн за год в солнечный минимум в современное время, давали общую потерю углекислого газа из атмосферы в размере 0,8-43 мбар за предыдущие 3,5 миллиарда лет. То есть экстраполируя их оценки на полученные MAVEN данные (оказавшиеся в 3,86 раза выше) мы получаем утечку в 31-166 мбар за этот период, против минимально недостающих 500 мбар.

Изменение атмосферного давления за марсианский год. Разница в показаниях объясняется тем что Викинг-2 располагался на 900 метров ниже среднего уровня марсианской поверхности чем его собрат Викинг-1.

Какие есть ещё подозреваемые? Посадочные платформы «Викингов» обнаружили то, что марсианский грунт содержит значительную долю монтмориллонитовых глин, которые могут адсорбировать значительную массу углекислого газа из атмосферы. Так что кроме 4-5 мбар кочующих от полюса к полюсу в полярных шапках (по более новым данным там может находиться до 85 мбар) и 6 мбар находящихся в атмосфере, предполагается что ещё порядка 300 мбар углекислого газа из атмосферы было поглощено грунтом и ещё 130 мбар превратились в ней в карбонаты. Оценки общих текущих запасов углекислого газа на Марсе у различных учёных варьируются в довольно широких пределах: от ≤200 до ≥450 мбар. Но раньше они и вовсе колебались в интервале 200-10000 мбар.

Причиной такого разброса было наше плохое знание внутреннего устройства «Красной планеты». Да и сейчас, хоть мы и неплохо изучили полярные шапки Марса, а также приповерхностные слои Марса на всей его площади до глубины в пару метров, наши знания его внутреннего устройства оставляют желать лучшего, отчего разброс оценок всё ещё остаётся большим. Приоткрыть завесу над этим вопросом должна посадочная платформа «InSight», которая приземлилась на Марс 26 ноября. На борту InSight находятся чувствительный сейсмометр и складной 5-метровый бур (химического анализа грунта производить в данном случае не собираются, но и измерение физических свойств грунта на таких глубинах станет для нас большим шагом вперёд).

«Как это всё влияет на марсианский климат?» — вы можете спросить. Дело тут заключается в том, что от эксцентриситета зависит то как близко подходит планета к Солнцу и сколько времени за оборот она проводит в этом положении. Таким образом эксцентриситет влияет на климат планеты в целом, а наклон оси влияет на его широтное распределение: при достижении наклона оси вращения планеты значения в 54° полюса планеты начинают получать такое же количество солнечного света, как и экватор. А при дальнейшем увеличении наклона — даже больше него. Таким образом климат на полюсах становится теплее чем на экваторе, что ведёт в свою очередь к таянию верхнего слоя полярных шапок, состоящих из «сухого льда» (замёрзшего углекислого газа). А так как углекислый газ является парниковым газом, то его выделение вызывает потепление на всей планете в целом.

График годичных пиков температур в областях полярных шапок согласно исследованию 2012 года. Самые высокие температуры выделены чёрным цветом, а средние — красным и жёлтым, а низкие — белым (при этом ромбом указано текущее состояние Марса). Синим прямоугольником указан интервал изменения параметров эксцентриситета и наклона у Земли.

По всей совокупности факторов оптимальными параметрами для разогрева Марса являются среднее значение эксцентриситета (0,06-0,08) и совпадение перигелия орбиты с днём равноденствия (0° или 360°), но в целом эти параметры на климат имеют значительно меньшее влияние. Текущими значениями для Марса являются 25,19° наклона оси, эксцентриситет в 0,0934 и перигелий 286,502°. Эксцентриситет орбиты Марса сейчас движется к своему пику в 0,105 (который должен достичь спустя 24 тысячи лет), после чего он двинется обратно к показателю 0,002 (который достигнет спустя 100 тысяч лет). К сожалению наклон Марса сейчас находится в своей спокойной фазе, вблизи минимума цикла в 2 миллиона лет, и в ближайшее время не планирует подниматься выше 36°. Так что Марс в обозримом будущем для нас так и должен остаться бескрайней пустыней.

Песчаный вихрь заснятый марсоходом «Спирит» 15 мая 2005 года. Gif отображает процесс движения вихря за 9,5 минут (интервал между кадрами составляет около полуминуты).

Однако это не означает что климат Марса не будет меняться в ближайшее время. Точнее сказать он меняется прямо сейчас: за период с получения последних сведений от «Викингов» в 1977 году и до момента получения первых данных с зонда «Марс Глобал Сервейор» в 1999 году, температура марсианской поверхности поднялась на 0,86°C. Этот процесс не связан напрямую с описанными выше явлениями — объяснение ему учёные нашли в изменении альбедо Марса (степени отражающей способности его поверхности) которое как оказалось за эти 22 года изменилось больше чем на 10% в большую или меньшую сторону на трети марсианской поверхности.

Это изменение не предвещает пока сделать терраформинг Марса значительно проще, так как по предварительным оценкам учёных для него требуется поднять температуру на поверхности на целых 25°C — иначе после снятия внешнего воздействия Марс вернётся в своё изначальное холодное состояние. Само изменение альбедо Марса по всей видимости связано с пылевыми бурями, и как видно на снимках, южная полярная шапка (формирующаяся в тот период года, когда на Марсе происходит глобальная пылевая буря) становится более «грязной» чем северная.

Сейчас эти данные строятся всего на двух временных точках и говорить о каких-то закономерностях пока рано. Однако исследования циклов изменения эксцентриситета и наклона также говорят о том, что глобальное потепление происходит на Марсе уже прямо сейчас, но происходит со значительно меньшей скоростью:

Синяя линия — температура при которой начинается таяние вечной мерзлоты в кратере Гейла, располагающегося в 5° к югу от экватора (получено по данным Кьюриосити).

Что же может дать нам этот небольшой пик на графике, к которому мы сейчас движемся? Если говорить в целом, то довольно немного. При повышении средней температуры на Марсе там тоже должно происходить глобальное потепление, как и на Земле: при давлении атмосферы в 6,1 мбар и температуре в 158°K в марсианском грунте может адсорбироваться до 11 см³ углекислого газа на 1 грамм грунта, но при температуре в 196°K насыщение происходит уже при 3,5 см³ на грамм. Таким образом нагрев грунта вызовет выделение накопленного в ней парникового газа. Однако в целом от этого небольшого повышения средней температуры и сам эффект будет незначительным. К тому же из-за ограниченной теплопроводности грунта его прогрев происходит не мгновенно, а со скоростью около 1 метра за год, так что эти узкие пики не успевают прогреть Марс на значительную глубину и вызвать выделение значительных объёмов углекислого газа.

Взвесь пыли в марсианской атмосфере делает его небо противоположным земному.

Кроме выделения газов из грунта возможен ещё один эффект, усиливающий потепление: при значительном росте давления атмосферы знаменитые глобальные пылевые бури Марса по оценкам учёных должны сойти на нет. Это также должно повысить среднюю температуру на планете, так как эти бури могут накрывать всю планету на срок от нескольких земных месяцев до полугода, отражая часть света обратно в космос. Но, возможно, ещё более важным последствием этого может стать то, что согласно другому недавнему исследованию эти бури являются источником перхлоратов на Марсе, которые в больших концентрациях являющихся ядовитыми для людей и большинства форм жизни на Земле (включая растения). Таким образом потепление климата на «Красной планете» может напрямую послужить и в повышении плодородности его грунта. Однако этот эффект требует заметно большего потепления, чем будет достигнут в текущем цикле повышения температуры, так что об этом скорее стоит поговорить в контексте терраформинга Марса, о котором будет идти речь в очередной статье.

В завершении статьи я хотел бы предложить всем интересующимся исследованием, колонизацией и терраформингом Марса подписаться на группу Марсианского общества в Facebook и ВКонтакте, а также вступить в наши ряды или стать координаторами Марсианского общества в регионах, чтобы внести свой посильный вклад в процесс превращения «Красной планеты» в сине-зелёную. Для этого можно обратиться ко мне или Алексею.

Источник: habr.com