• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
09.08.2024
Андрей Папиш
1
5 441

Физики предложили согреть Марс наночастицами железа и алюминия

6.4

Земляне давно думают о возможностях колонизации Марса, но пока эта планета совсем непригодна для жизни — как минимум из-за низкой температуры. Теперь американские физики предложили способ согреть Красную планету с помощью распыленных над ее поверхностью металлических наночастиц. Такой метод может уплотнить атмосферу и растопить подповерхностные льды.

Гора Арсия
Изображение марсианского вулкана Гора Арсия с облаком длиной почти 1500 километров, которое формируется на ветру / © Arsia Mons Cloud — Mars Express, Justin Cowart.

На поверхности Марса давно открыли следы крупных рек, ручейков и водоемов, что говорит о Красной планете как о некогда жизнепригодной. Сейчас же это пустыня с ледяными шапками на полюсах и жидкой водой под поверхностью. Марс обезвожен вследствие некоего события, лишившего его плотной атмосферы — сегодня это тонкий слой углекислого газа, который в 61 раз менее плотный, чем земная атмосферы.

Из-за этого парниковый эффект слишком слабый, чтобы поддерживать благоприятную температуру: существующая атмосфера добавляет температуру всего в пять кельвин. И такие условия не позволяют жизни возникнуть или хотя бы выжить, если привезти ее с Земли.

Некоторые колебания температуры возникают при пылевых бурях — такой эффект фиксировали в 2018 году, когда «пылевое одеяло» накрыло Красную планету, нагрев приповерхностный воздух почти на один кельвин.

Схематичные работы предложенного метода нагрева марсианской атмосферы / © Science Advances, Samaneh Ansari et al.

Чтобы вернуть Марсу прежнее тепло, группа американских физиков предложила распылить над его поверхностью искусственную пыль из наностержней алюминия и железа. Марсианская пыль, вздымаемая ветром на десятки километров, рассеивает и поглощает тепловое излучение. Подобного аэрозольного эффекта можно добиться с помощью наночастиц размером с обычные блестки. Результаты научной работы опубликованы в журнале Science Advances.

Физики с помощью климатической модели с многослойной атмосферой сымитировали воздействие наностержней длиной девять микрометров и сечением 0,16 на 0,16 микрометра (соотношение сторон — 60:1). Расчеты показали, что такая металлическая пыль, подчиняясь броуновскому движению, поглощает и рассеивает солнечный свет активнее марсианской пыли и будет оседать примерно 10 лет. После распыления наночастиц в самый теплый период в году парниковый эффект создаст условия почти в пять тысяч раз эффективнее для таяния подповерхностной воды, чем нынешние.

Выходные данные 3D-модели. Температуры теплого времени года в кельвинах (цветовая штриховка) на (A) Марсе с добавлением наностержней, (B) контрольный случай. Это соответствует средней температуре поверхности в течение 70 самых теплых дней в году. Белый контур соответствует среднему уровню давления 610 паскалей. Черные контуры соответствуют топографической высоте в метрах (пунктир: -5 и -2 километра; сплошные: 0, +2 и +5 километров). Синие линии: примерная широтная (по экватору) протяженность льда на глубине менее одного метра. Результаты не учитывают выделение CO2 из полярных льдов, что может привести к дальнейшему потеплению. (C) Зависимость осредненного по планете потепления поверхности от массы столба наностержней Al. / © Science Advances, Samaneh Ansari et al.

Первый выброс, как отметили ученые, можно провести с помощью трубы на высоте до 100 метров и со скоростью 30 литров за секунду (для сравнения, обычный садовый разбрызгиватель распыляет за секунду литр воды). Время жизни частичек можно увеличить, если конструкция позволит им самостоятельно подниматься, а не ждать порыва марсианского ветра. Модель показала, что такой аэрозоль может повысить глобальную температуру планеты до 245 кельвин, или минус 28,15 °С. Нынешняя средняя температура равна 210 кельвин, или минус 63 °С.

Спустя несколько месяцев потепления, по прогнозу физиков, атмосферное давление на Красной планете вырастет примерно на 20%, затем — еще в 2-20 раз. Уплотнение атмосферы может занимать столетия — столько времени уйдет на испарение углекислого газа. Однако, подчеркнули исследователи, такое потепление не сделает Марс пригодным для жизни с кислородным фотосинтезом. Для цианобактерий в марсианском воздухе слишком мало кислорода, а в почве много перхлоратов.

У предложенного метода есть и несколько недостатков. Во-первых, чтобы предотвратить оледенение частиц, их, вероятно, нужно будет покрыть тонким гидрофобным материалом.

Во-вторых, чтобы создать такое количество наностержней, придется задействовать одну сотую земного производства металлов. И их еще необходимо обработать. Хотя металл можно заменить на биосинтезированный магнетит или углеродные наноматериалы шириной меньше двух нанометров. Графен может справиться с нагреванием Марса еще эффективнее, подытожили авторы исследования.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Позавчера, 15:20
ФизТех

Физики из МФТИ и Объединенного института высоких температур РАН, работающие над фундаментальными проектами в области физики плазмы и управляемого ядерного синтеза, объявили о значительных продвижениях в изучении безнейтронной (без выделения нейтронов) реакции ядерного синтеза протон–бор. Исследование демонстрирует новый подход к синтезу, который может стать основой для создания экологически чистых источников энергии в будущем.

4 часа назад
Березин Александр

Исследование сотен образцов древней ДНК показало, где и когда сформировалась общность ямной культуры, первых индоевропейцев, устроивших массовую экспансию на запад и восток и определивших облик современного человечества.

Сегодня, 07:31
Полина Меньшова

Пластические хирурги изучили, куда направляют взгляд мужчины и женщины, когда видят женские ягодицы. Результаты исследования планируют использовать в эстетической медицине, а также для понимания стандартов красоты в разных культурах.

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, 15:20
ФизТех

Физики из МФТИ и Объединенного института высоких температур РАН, работающие над фундаментальными проектами в области физики плазмы и управляемого ядерного синтеза, объявили о значительных продвижениях в изучении безнейтронной (без выделения нейтронов) реакции ядерного синтеза протон–бор. Исследование демонстрирует новый подход к синтезу, который может стать основой для создания экологически чистых источников энергии в будущем.

Позавчера, 07:46
Андрей

Ученые неоднократно подходили к произведениям искусства со своими инструментами и концепциями в поисках скрытых авторских замыслов. Иногда находят на картинах редкие природные явления или законы физики, которые еще не были достаточно сформулированы. В новой статье группа исследователей проанализировала путешествия Одиссея в классической поэме Гомера и нашла, что автор следовал фундаментальным идеям устройства Вселенной, которым подчиняются физические и математические системы.

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.

13 января
Юлия Трепалина

Многие предпочитают вступать в романтические отношения с людьми примерно своего возраста, но есть и пары с существенной возрастной разницей. Международная группа ученых недавно на крупной выборке людей проследила за изменениями возраста партнеров на старте отношений в разные годы жизни.

14 января
Елизавета Александрова

По распространению сейсмических волн в недрах Земли геологи словно «сканируют» планету и обнаруживают все больше интересных особенностей ее внутреннего строения. Недавно очередное такое исследование заставило ученых особенно внимательно рассмотреть то, что скрывается под Тихоокеанской литосферной плитой.

[miniorange_social_login]

Комментарии

1 Комментарий
1 2
1 2
10.08.2024
-
0
+
150 мг/м2 ? Это огромная величина в масштабах планеты...но...не совсем) Площадь Марса около 5*10 в 14 степени м2. Масса частиц получается около100 миллионов тонн. Если построить 100 заводов, и каждый будет производить по 100 тонн частиц в день (небольшой заводик) это 10 тысяч тонн в день, нужно 10 тысяч дней или 27 лет
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