Marso atmosfera: sudėtis, slėgis, dulkėtumas ir metano aptikimai

Marso atmosfera – tai Marsą gaubiantis dujų sluoksnis. Jį daugiausia sudaro anglies dioksidas. Vidutinis atmosferos slėgis Marso paviršiuje (6,0 mbar) yra daug mažesnis nei Žemėje (1 013 mbar). Slėgis yra gerokai mažesnis už Armstrongo ribą, o tai reiškia, kad vanduo užverda esant įprastai žmogaus kūno temperatūrai: 98,6 °F (36,6 °C). Dėl labai mažo slėgio Marso atmosfera suteikia nedidelę apsaugą nuo radiacijos ir nepakankamą pasipriešinimą kosminių dalelių srautams, todėl žmonėms pavojinga be specialios įrangos.

Sudėtis

Marso atmosferoje dominuoja anglies dioksidas – maždaug 95–96 %. Kitos pagrindinės sudėtinės dalys yra anglies dioksido, 1,9 % argono, 1,9 % azoto, taip pat yra deguonies, anglies monoksido, vandens, metano ir kt. pėdsakų. Vandens garų kiekis yra labai kintantis priklausomai nuo vietos ir sezono. Be to, atmosferoje yra smulkių kietųjų dalelių (dulkės), todėl ji nėra tik grynos dujos.

Slėgis, temperatūra ir dinamikos ypatumai

Vidutinis slėgis yra apie 6 mbar, tačiau jis kinta priklausomai nuo aukščio virš jūros lygio (Marso reljefas labai nelygus) ir sezono – poliarinių ledo dangų sublimacija ir kondensacija keičia atmosferos masę. Temperatūra Marse labai svyruoja: naktimis ir poliarinėse srityse ji gali nukristi žemiau −100 °C, o dienos pietų pusėje prie pusiaujo vietomis trumpai pakilti iki kelių dešimčių laipsnių pagal Celsijų. Atmosferos mastas (scale height) yra didesnis nei Žemėje dėl plonos oro sluoksnio ir silpnesnės gravitacijos.

Dulkėtumas ir optinės savybės

Marso atmosfera yra gausiai užteršta smėlio ir geležingųjų dulkių dalelėmis. Dėl to Marso dangus, žiūrint nuo paviršiaus, dažniausiai atrodo šviesiai rudas arba oranžiškai raudonas; saulėlydžiai gali būti mėlynai atspalvoti dėl šviesos sklaidos dulkėse. NASA duomenys nurodė, kad dulkių dalelės yra apie 1,5 mikrometro skersmens. Kartais vyksta vietiniai ir net globalūs dulkių audrų reiškiniai, kurie gali uždengti didžiąją planetos dalį ir smarkiai keisti radiacinę ir šiluminę aplinką.

Metanas – aptikimai ir neaiškumai

Nuo 2003 m., kai buvo pranešta apie metano aptikimus iš Žemės, metanas Marso atmosferoje sukėlė daug diskusijų. Metano koncentracijos aptikimai yra nevienareikšmiai: kai kurios priemonės, įskaitant Curiosity marsaeigį, užfiksavo laikinas koncentracijos padidėjimo „pliusas“, o orbitiniai aparatai (pvz., Trace Gas Orbiter) nustatė žemesnį arba beveik nematomą bendrą fono lygį. Tai sukėlė interpretacijos problemas ir parodė, kad metanas gali būti erdviniškai ir laike labai lokalus. Galimi šio dujinio junginio šaltiniai yra tiek biologiniai, tiek abiotiniai procesai – pavyzdžiui, geocheminės reakcijos (serpentinizacija), vulkaninė ar hidroterminė veikla, arba jis gali būti išlaisvintas iš subsurface dujų rezervuarų. Taip pat galimi greiti jo sklaidos ir sunaikinimo mechanizmai atmosferoje, todėl signalo aptikimai yra nevienodi.

Neįprasti reiškiniai ir auroros

2015 m. kovo 18 d. NASA pranešė apie iki galo nepaaiškintą aurorą ir tajų paties laikotarpio aptiktą neįprastą dulkių debesį Marso atmosferoje. Tokie reiškiniai pabrėžia, kad Marso atmosfera gali rodyti netikėtų, laikinų procesų ir kad daug kas dar lieka neištirta.

Atmosferos evoliucija ir praradimas

Kadaise Marse buvo platus skysto vandens paviršius – upės, ežerai ir galbūt vandenynai – kas leidžia manyti, kad atmosfera tuo metu buvo žymiai storesnė. Daug tyrimų rodo, kad per ilgą laiką atmosfera laipsniškai silpnėjo, daugiausia dėl Saulės vėjo ir dalelių srauto, kurie pašalinė jonizuotas dujas ir molekules iš viršutinių atmosferos sluoksnių. Žemėje magnetinis laukas apsaugo nuo daugumos tokių vėjų; Marsas anksčiau turėjo globalų magnetinį lauką, tačiau jo branduolio atšalimas ir sustojusi dinamika leido šiam laukui išnykti, todėl plonoji atmosfera tapo labiau pažeidžiama.

Pasekmės planetos sąlygoms ir būsimos misijos

• Plonas atmosferos sluoksnis reiškia, kad paviršius neapsaugotas nuo daugumos radiacijos ir meteorinių dalelių – tai svarbu planuojant žmonių misijas.
• Dėl žemo slėgio skystas vanduo paviršiuje yra nestabilus; bet požeminės drėgmės ar sūrus tirpalai gali egzistuoti.
• Sezoniniai CO2 poliarinių dangų procesai veikia atmosferos slėgį ir klimato ciklus.
• Metano ir kitų laikinais dujinių junginių aptikimai skatina tolimesnius tyrimus dėl galimų geologinių ar biologinių procesų.

Marso atmosfera yra aktyvi ir sudėtinga sistema, kurios pilnas supratimas reikalauja tolesnių orbitinių misijų, marsaeigių ir, galiausiai, grįžtančių mėginių. Kiekvienas naujas prietaisas duoda papildomą informaciją, kartais atveriančią daugiau klausimų nei atsakymų.

Klausimai ir atsakymai

K: Iš ko daugiausia sudaryta Marso atmosfera?

K: Koks atmosferos slėgis Marse ir Žemėje?

K: Kokių dar dujų yra Marso atmosferoje?

K: Kokios spalvos dangus nuo paviršiaus atrodo dėl atmosferoje esančių dulkių dalelių?

K: Kokio dydžio yra šios dulkių dalelės?

K: Kas kadaise buvo įprasta Marse, o tai rodo, kad kažkada jis turėjo tirštesnę atmosferą?

K: Kodėl laikui bėgant tai pasikeitė?

Paieška pagal raidę