• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
30 января
Александр Березин
1 920

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.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Позавчера, 15:14
Елизавета Александрова

Пролетевший через Солнечную систему в 2017 году астероид Оумуамуа произвел неизгладимое впечатление в том числе своей беспрецедентно вытянутой формой. Астрономы попытались рассчитать, как он мог стать таким и почему в Солнечной системе мы не наблюдаем ничего подобного.

Вчера, 14:42
Елизавета Александрова

Астрономы рассчитали, сколько небесных тел могло прилететь в Солнечную систему от соседних звезд, расположенных в четырех световых годах от нас. Выяснилось, что такие объекты не только должны навещать нас, но и, вероятно, присоединяются ко множеству наших «местных» комет и астероидов. По расчетам, вокруг Солнца может обращаться около миллиона довольно крупных объектов из системы Альфы Центавра.

Вчера, 19:12
Татьяна

Благодаря органам чувств человек получает информацию об окружающем мире. Один из главных источников — язык, где расположены вкусовые сосочки. Это рецепторы, передающие информацию о вкусе пищи в мозг. Потеря вкуса может привести к серьезным проблемам со здоровьем. Анализ, проведенный учеными из Китая и Швеции, показал, что ощущение утраты вкуса во второй половине жизни связано с повышенным риском смерти от всех причин.

Позавчера, 15:14
Елизавета Александрова

Пролетевший через Солнечную систему в 2017 году астероид Оумуамуа произвел неизгладимое впечатление в том числе своей беспрецедентно вытянутой формой. Астрономы попытались рассчитать, как он мог стать таким и почему в Солнечной системе мы не наблюдаем ничего подобного.

10 февраля
Андрей

Европейские палеонтологи изучили исключительно сохранившийся скелет плезиозавра из юрского периода, обнаруженный в Германии еще в 1940 году. Тогда ископаемую рептилию спрятали от разрушений войны в музей, а через 80 лет выяснилось, что на теле древнего животного остались мягкие ткани — кожа с уцелевшими клеточными ядрами и чешуйки. Новые данные дополняют представление о внешнем виде плезиозавров, живших больше 180 миллионов лет назад.

10 февраля
Елизавета Александрова

Астрономы обнаружили, что почти треть всех наблюдаемых галактик во Вселенной объединены в пять самых широкомасштабных структур — галактические сверхскопления. На составленной учеными трехмерной карте одно особенно выделяется своими рекордными размерами: простирается на миллиард с лишним световых лет.

31 января
Березин Александр

В 2022-2025 годах страны Западной Европы попытались отказаться от природного газа из России. Автор новой работы показал, что получившиеся при этом результаты были во многом противоположны целям.

Позавчера, 15:14
Елизавета Александрова

Пролетевший через Солнечную систему в 2017 году астероид Оумуамуа произвел неизгладимое впечатление в том числе своей беспрецедентно вытянутой формой. Астрономы попытались рассчитать, как он мог стать таким и почему в Солнечной системе мы не наблюдаем ничего подобного.

10 февраля
Андрей

Европейские палеонтологи изучили исключительно сохранившийся скелет плезиозавра из юрского периода, обнаруженный в Германии еще в 1940 году. Тогда ископаемую рептилию спрятали от разрушений войны в музей, а через 80 лет выяснилось, что на теле древнего животного остались мягкие ткани — кожа с уцелевшими клеточными ядрами и чешуйки. Новые данные дополняют представление о внешнем виде плезиозавров, живших больше 180 миллионов лет назад.

[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
Лучшие материалы
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