• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
30 января
Александр Березин
1 957

Пылевые бури Марса назвали следствием перекошенного энергетического баланса планеты

4.7

На четвертой планете периодически возникают мощные пылевые бури, во время которых выработка электроэнергии для земной техники почти исключена. Это может обернуться большой проблемой во время пилотируемых экспедиций, ожидаемых в 2030-х годах. Оказалось, что причина бурь весьма специфична: марсианский экватор и тропики энергодефицитны, а полюса — профицитны. Это противоположно картине, наблюдаемой на Земле.

Пылевая буря в северном полушарии Марса, 2018 год, снимок с европейского аппарата на орбите Марса / © ESA

Международная группа ученых сравнила снимки Земли и Марса, сделанные космическими аппаратами в инфракрасном диапазоне. Оказалось, если у нас экватор и тропики получали куда больше энергии, чем излучали, то на Красной планете картина обратная. Статья об этом опубликована в журнале AGU Advances.

На Земле приполярные районы хорошо отражают солнечный свет в космос льдами, но плохо удерживают инфракрасное излучение от своей поверхности. Так происходит потому, что главный парниковый газ, задерживающий ИК-излучение в земных условиях, — водяной пар. У полюсов его почти нет, в тропиках и на экваторе очень много. Его «одеяло» не дает низким широтам терять энергию, полученную от солнечных лучей. Энергопрофицит низких широт «экспортируется» в высокие с помощью ветров и циклонов, без которых зона умеренного климата была бы безжизненной холодной пустыней.

Однако как с этим обстоит дело на Марсе понять было существенно сложнее. Хотя такие попытки и предпринимались, они не затрагивали многолетние ряды наблюдений высокого разрешения. Поэтому по-настоящему глобальные пылевые бури на них не попадали. Ученые использовали данные Mars Global Surveyor, аппарата NASA, работавшего на околомарсианской орбите два десятка лет назад. Полученная картина энергетического баланса оказалась необычной: тропики и даже экватор Марса энергодефицитны, а приполярные регионы — наоборот.

Исследователи предположили, что причина в почти полном отсутствии водяного пара в местной атмосфере, где для него слишком холодно. Средняя температура на Марсе на 80 градусов ниже земной (-64 против −15 у нас). Поэтому в тропиках и на экваторе полученная днем тепловая энергия легко уносилась в космос ночью.

Энергетический баланс поверхности Земли показан синим, хорошо видно, что низкие широты и особенно экватор лежат выше нулевой линии на графике. На Марсе картина противоположна / © Guan et al., 2024, CC BY

В приполярных регионах картина иная: они получали много солнечного излучения только местным летом, когда продолжительность ночей мала. От этого потеря энергии в ночное время тоже не так велика. Зимой энергию терять было бы легко, поскольку ночи длинные, но на практике ее в это время года и днем приходило так мало (Солнце низко над горизонтом), что общие потери в зимний сезон были низки.

В итоге весной в южном полушарии Марса пиковый энергетический «профицит» достигает 80 ватт на квадратный метр поверхности. Разность температур при нагреве поверхности запускала пылевые бури: они начинались точно в момент максимального энергопрофицита во время смены сезонов. Огромные массы пыли переносило то на небольшие расстояния, то в масштабе всей планеты. Так было в 2001 году, когда Красную планету охватила глобальная пылевая буря. Она затруднила поглощение тепла солнечных лучей, но одновременно уменьшила потерю тепла марсианской поверхностью (ИК-излучение не могло пройти через пыль). Поэтому хотя локальный энергопрофицит в высоких широтах сокращался, общий энергетический баланс планеты не страдал.

Крупное облако в верхней части фото — это пылевая буря / © Wikimedia Commons, J. Vell

Новые данные важны сразу в двух отношениях. Во-первых, они объяснили природу марсианских уникально крупных пылевых бурь: те переносят энергию из высоких широт планеты в низкие. В теории это поможет улучшить прогнозы местных пылевых бурь, что крайне важно для будущих пилотируемых экспедиций. Ведь во время местной пылевой бури не работают солнечные батареи, даже атомные реакторы испытывали бы огромные проблемы с охлаждением. Пыль заблокировала бы излучение от их радиаторов охлаждения, как и охлаждение обдувом. То есть участникам пилотируемых экспедиций стоит заранее знать, когда не нужно планировать активных действий и стоит отсидеться на базе.

Во-вторых, из «перевернутого» энергетического баланса Марса следует, что его терраформирование по сценарию подогрева ледовых шапок орбитальными зеркалами может быть существенно проще, чем считалось. Если высокие широты поглощают больше энергии падающего излучения, чем испускают, нагреть их легче, чем в случае Земли. Как ни странно, такой сценарий терраформирования некоторые ученые оценивают как более экономичный, чем альтернативные.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Заместитель главного редактора Naked Science. Автор специализируется на популяризации в области истории, космологии, астрономии, медицины, климата, макроэкономики и техники. Лауреат премии «Научный журналист года-2021».
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Вчера, 11:04
НИУ ВШЭ

Команда российских исследователей, включая ученых из НИУ ВШЭ, применили искусственный интеллект для анализа подписок 4,5 тысячи студентов на VK-сообщества. Оказалось, что алгоритмы могут с высокой точностью предсказывать, кто отличник, а у кого трудности с учебой.

8 часов назад
Александр Березин

В длительном выступлении 30 мая 2025 года Илон Маск не ограничился повторением уже известного, но и обозначил ряд новых моментов по программе Starship и конкретике первых нескольких волн полетов на Марс.

Вчера, 17:32
Александр Березин

Около 55 миллионов лет назад на планете внезапно стало очень тепло — в среднем на 11 градусов теплее, чем сегодня. Побережье Северного Ледовитого океана получило климат нынешнего южного Крыма. Этот период крайне интересует ученых, поскольку более сильного потепления в истории планеты нет, а причины и последствия случившегося все еще загадка. Авторы новой работы несколько прояснили ее.

26 мая
Unitsky String Technologies Inc.

Казахстанский Алматы — город контрастов, где горы соседствуют с урбанистическими пейзажами, а бизнес-центры — с историческими кварталами. Неизменным остается одно — пробки. Ежедневно сюда приезжает более 700 тысяч автомобилей из пригородов, при этом в самом мегаполисе зарегистрировано порядка 600 тысяч транспортных средств. В результате по улицам ежедневно движется более миллиона транспортных средств.

27 мая
НИУ ВШЭ

Исследователи ВШЭ выделили более 4000 примеров устной русской речи билингвов из семи регионов России и выяснили: большинство нестандартных форм в конструкциях с числительными связано не только с их родным языком, но и с тем, как часто выражение встречается в повседневной речи. Например, фразы «два часа» или «пять километров» почти всегда совпадают с литературным вариантом, а вот менее привычные выражения, особенно с числительными от двух до четырех, а также с собирательными формами вроде «двое» или «трое», часто звучат иначе.

27 мая
Любовь Соковикова

Хотя попытки объединить квантовую теорию и гравитацию десятилетиями терпели неудачу, ученые продолжают выдвигать новые, порой крайне спорные гипотезы. Авторы нового исследования, например, предложили посмотреть на гравитацию так же, как на другие фундаментальные силы природы — через симметрии и поля.

6 мая
Редакция Naked Science

Да, с волосами и люком все так. У космонавта Суниты Уильямс волосы на МКС плавали свободно, а у Кэти Пэрри и прочих в полете 14 апреля 2025 года — нет. Но это не значит, что суборбитального космического полета первого чисто женского экипажа не было или что он был инсценировкой. Причем, в общем-то, чтобы понять это, даже не нужно обладать специальными знаниями.

22 мая
ПНИПУ

Недавно вышел второй сезон сериала «Одни из нас» (TheLastofUs), созданного по сюжету популярнейшей видеоигры. Ученые Пермского Политеха решили разобраться, насколько реален сценарий грибной пандемии, превращающей людей зомби? Чем живет кордицепс и как он «ищет» своих жертв, действительно ли паразит способен эволюционировать настолько, чтобы поражать человеческий организм и подчинять себе его волю, был бы у людей шанс выжить, какие грибы уже поселились в наших телах и выручит ли нас иммунитет, сформированный тысячелетиями.

6 мая
Александр Березин

Мощнейшее отключение электроэнергии за последние 20 лет истории Европы случилось уже неделю назад, а испанские власти пока так и не объявили о его причинах. Это логично: как мы покажем ниже, ответ на вопрос, кто виноват, получится очень неполиткорректным. И, более того, противоречащим линии правящей в Испании партии. Но мы живем за тысячи километров от нее, поэтому можем себе позволить аполитичный анализ случившегося. Так что же произошло на самом деле и каковы наши шансы увидеть подобное у себя дома?

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Закрыть
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно