Сторінка
2

Марс

Атмосферний тиск

Вже ранні визначення оптичної товщини марсіанської атмосфери показали, що вона за своєю загальною щільністю значно відрізняється від атмосфери Землі. Для атмосфери Землі середнє значення оптичної товщини в видимій ділянці спектра дорівнює 0,30.

Декілька астрономів – Н.М.Ситинська, В.В Шаронов, М.П. Барабашов та ін. В різний час дійшли висновку відносно значення оптичної товщини атмосфери Марса. Вона виявилась рівною в середньому 0,06 для 5000 Ǻ, що відповідає атмосферному тиску біля поверхні Марса (60 мм рт. ст.). До останнього часу ця цифра залишилась загальноприйнятою і в дискусії про можливість існування на Марсі живих організмів біла однією з основних величин, що характеризують такі непривабливі умови на нашому рожевому сусіді.

Отже, тиск біля поверхні Марса не перевищує 15 мм рт. ст.

Хімічний та аерозольний склад атмосфери

Дослідження хімічного складу атмосфери Марса показали, що кисень в ній становить, близько 0, 1 %, вуглекислий газ – 2,2 % загального об’єму. Інших газів, які можна було б виявити шляхом спостереження з поверхні Землі, в атмосфері Марса не знайдено.

При вивченні хімічного складу атмосфери планети ми завжди виходимо з припущення про первісний склад газової хмари, з якої потім утворилися планети. Хімічний склад цієї хмари повинен відповідати поширеності хімічних елементів у космічному просторі.

Через те, що швидкість звітрювання на Марсі дорівнює 5,1 км/сек, тобто приблизно вдвічі менша, ніж на Землі, можна твердити, що легкі гази, такі, як водень, гелій і деякі інші, утриматись в атмосфері Марса не здатні і повинні зникнути.

Насправді з кінетичної теорії газу випливає, що, коли вік Марса такий же, як і Землі (4,5 млрд. Років), то в його атмосфері могли утриматись тільки ті гази, для яких швидкість теплового руху не перевищує 1 км/сек. Температура атмосфери Марса становить близько - 70°С. При такій температурі всі гази, у яких молекулярна вага менша за 6, не могли утриматись в його атмосфері.

Атмосфера Марса повинна складатися переважно з важких, хімічно нейтральних газів, таких, як азот, аргон тощо.

Отже, тиск біля поверхні Марса не перевищує 15 мм рт. ст.

Хімічний та аерозольний склад атмосфери

Дослідження хімічного складу атмосфери Марса показали, що кисень в ній становить, імовірно, близь­ко 0,1 %, вуглекислий газ—2,2% загального об'єму. Інших газів, які можна було б виявити шляхом спосте­режень з поверхні Землі, в атмосфері Марса не знайде­но.

При вивченні хімічного складу атмосфери планети ми завжди виходимо з припущення про первісний склад газової хмари, з якої потім утворились планети. Хімічний склад цієї хмари повинен відповідати поширеності хімічних елементів у космічному просторі.

Через те що швидкість звітрювання на Марсі дорів­нює 5,1 км/сек, тобто приблизно вдвічі менша, ніж на Землі, можна твердити, що легкі гази, такі, як водень, гелій і деякі інші, утриматись в атмосфері Марса не здатні і повинні зникнути.

Насправді з кінетичної теорії, газу випливає, що, коли вік Марса такий же, як і Землі (4,5 млрд. років), в його атмосфері могли утриматись тільки ті гази, для яких швидкість теплового руху не перевищує 1 км/сек. Температура атмосфери Марса становить близько — 70° С. При такій температурі всі гази, у яких молекулярна вага менша за 6, не могли утриматись в його атмосфері. Атмосфера Марса повинна складатися переважно з важких, хімічно нейтральних газів, таких, як азот, аргон тощо.

Знаючи хімічний склад і температуру атмосфери, можна підрахувати, як змінюється атмосферний тиск з висотою. Обчислення показують, що на кожний кілометр атмосферний тиск на Марсі зменшується швидше, ніж на Землі, майже вдвічі. Це означає, що на висоті близько 30 км від поверхні Землі атмосферний тиск та­кий же, як І біля поверхні Марса, а на більших висотах перевищує земний тиск. Те ж саме можна сказати і про зміни щільності марсіанської атмосфери з висотою. На висоті близько 40 км значення щільності атмосфери Марса і Землі зрівнюються. Можливо, що метеорні яви­ща, або так звані падаючі зірки, в атмосфері Марса спостерігаються на висотах трохи більших, ніж в атмо­сфері Землі.

Є підстава вважати, що, як і земна, атмосфера Мар­са має тропосферу, стратосферу і іоносферу.

В атмосфері Землі поглинання сонячного випромі­нювання відбувається, зокрема, завдяки наявності водяної пари. На Марсі цю роль деякою мірою може відігравати вуглекислий газ. В атмосфері Марса вуглекислого газу і 10—15 разів більше, ніж в атмосфері Землі, а температура верхніх шарів марсіанської атмосфери більш низька, бо при тепловому випромінюванні СО атмосфера повинна охолоджуватись.

Завдяки наявності в атмосфері Марса згаданої кількості СО та його спроможності поглинати сонячне випромінювання зміни температури з висотою, мабуть мають такий самий характер, як і в атмосфері Землі. В атмосфері Марса температура спочатку повинна різко знижуватись, потім це зниження уповільнюється і, нарешті, па якомусь відрізку висот температура залишається сталою. Отже, Марс як і Земля, повинен мати стратосферу. Нижня її межа розташовані на висоті приблизно 10—15 км над поверхнею.

На підставі теоретичних припущень встановлено, що температура стратосфери дорівнює близько - 100ºС, коли вважати, що температура атмосфери поблизу поверхні була на 50° С нижча від температури самої поверхні.

Питання про природу частинок, що утворюють фіо­летові хмари, тісно пов’язане з температурою тропо­паузи.

Отже, найімовірнішим поясненням фіолетових хмар, а також фіолетового шару з точки зору теорії є припущення про скупчення кристаликів льоду діаметром близько 0,3 мк. Такі частинки ми часто спостерігаємо на Землі в морозну погоду, коли вони утворюють так звану морозну імлу.

Вперше хмари такого типу спостерігали на Марсі ще на початку XX ст. але лише за останній час дійшли більш-менш конкретного висновку щодо природи і роз­міру частинок, які утворюють ці хмари. Думка про те, жовті хмари складаються з частинок пилу, піднятих вітром на велику висоту (кілька кілометрів), виникла давно. В і 956 р. під час великого протистояння Марс пилові бурі шторми на ньому досягли величезних, масштабів. Невеличка жовта хмара, що з'явилась на Марс наприкінці серпня, згодом виросла в суцільне „покривало”, яке помітно зменшило поверхневі контрасти, червоних променях. Вся південна півкуля, планети, а потім полярна шапка па тривалий час позбулись свого звичайного вигляду: спостерігачі побачили лише однорідну кулю.

На закінчення зауважимо, що постачальником пилу в атмосферу Марса є не лише порошок, здутий вітром і марсіанських пустель, але також і речовина метеорного походження, що безперервно надходить в атмосферу зовні — з космічного простору.

Вода на Марсі

На основі спектрофотометричних спостережень Марс не можна було виявити в його атмосфері бодай незначних слідів водяної пари. Астрономи лише дійшли висновку про те, що густина водяної пари в марсіанській атмосфері не перевищує 0,1 г/см3 (близько 1% густини водяної пари в атмосфері Землі).