Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
Пустынная пыль помогла прояснить процесс формирования марсианских бурь
Международная группа исследователей из Института космических исследований РАН, МФТИ и Института физики атмосферы им. А. М. Обухова РАН провела уникальный эксперимент в калмыцкой степи, раскрыв механизмы возникновения электричества в пылевых бурях. Ученым удалось зафиксировать и проанализировать электромагнитные всплески, возникающие при движении песка и пыли, используя аппаратуру, созданную для работы на Марсе. Результаты этой работы не только помогают лучше понять климатические процессы на Земле, но и имеют критическое значение для безопасности будущих марсианских миссий, где мощные электрические поля могут представлять угрозу для электроники и астронавтов.
Пыль в атмосфере — не просто пассивный загрязнитель воздуха, мешающий дышать и ухудшающий видимость. В засушливых регионах Земли и на других планетах мельчайшие частицы грунта становятся активными участниками сложных физических процессов. Когда ветер поднимает тучи песка, миллиарды песчинок сталкиваются друг с другом, обмениваясь электронами. Этот процесс, известный как трибоэлектризация, превращает обычную пылевую бурю в гигантский генератор статического электричества.
На Земле мы редко замечаем это явление в обыденной жизни, но в масштабах планеты оно влияет на формирование облаков и перенос аэрозолей. На Марсе же, где атмосфера разрежена и предельно суха, глобальные пылевые бури могут охватывать всю планету, создавая мощные электрические поля, природу которых ученым еще только предстоит до конца разгадать.
Изучение этих процессов долго ограничивалось лабораторными экспериментами или теоретическими моделями, которые не могли в полной мере воспроизвести хаос реальной пустыни. Чтобы заполнить этот пробел, научный коллектив отправился в Республику Калмыкию — регион, чьи засушливые степи и песчаные массивы по своим условиям удивительно напоминают марсианские ландшафты. Главной целью экспедиции стала проверка гипотез о том, как именно метеорологические условия — ветер, температура и, главное, влажность — влияют на рождение электромагнитных импульсов в облаках пыли. Исследование опубликовано в журнале Theoretical and Applied Climatology.
Ключевым инструментом в этом исследовании стал приборный «Пылевой комплекс», разработанный в ИКИ РАН. Эта научная аппаратура создавалась для посадочной платформы проекта «Экзомарс-2022». Миссия не состоялась, но уникальные приборы нашли применение на Земле. Комплекс, включающий датчики ударов, сенсоры электрического поля и высокочувствительный электромагнитный анализатор, был установлен в пустыне для «прослушивания» электрического пульса песков. Ученые проводили измерения в условиях умеренного ветра и сильной жары, когда температура поверхности достигала 50 градусов Цельсия, создавая идеальные условия для подъема пыли.
В ходе эксперимента исследователи обнаружили четкую взаимосвязь между погодными условиями и электромагнитной активностью. Выяснилось, что ключевой триггер для возникновения электрических разрядов — влажность воздуха. Когда относительная влажность падала ниже 30%, приборы начинали регистрировать резкий рост числа и интенсивности электромагнитных всплесков — коротких импульсов длительностью всего несколько микросекунд. Это свидетельствует о том, что в сухом воздухе процесс накопления заряда на частицах идет гораздо эффективнее, так как влага не успевает «стекать» с поверхности песчинок, позволяя им накапливать критический потенциал до момента микроразряда.
Данные показывают, что помимо классического трения частиц друг о друга важную роль играет так называемый баллоэлектрический эффект — явление, при котором заряд генерируется в процессе испарения микроскопических капель воды с поверхности песчинок.
Исследователи не просто фиксировали наличие электричества, но и разделили сигналы на типы. Были выделены высокочастотные импульсы (выше 300 килогерц), которые возникают в результате быстрых микроразрядов между заряженными частицами пыли, и низкочастотные пульсации, связанные с турбулентным движением воздуха. Анализ формы волны показал характерный паттерн: резкий пик, за которым следует фаза резонанса, что говорит о стабильном и повторяющемся характере разрядов, а не о случайном шуме. Это похоже на своего рода микромолнии, невидимые глазу, но отчетливо слышимые радиоаппаратурой.
Особый интерес представляет обнаруженная связь с солнечной радиацией. Пик электромагнитной активности приходился на дневные часы и коррелировал с максимумом солнечного излучения. Солнце нагревает поверхность, усиливая конвекцию: теплый воздух поднимается вверх, увлекая за собой пыль и закручивая ее в вихри. Это увеличивает частоту столкновений частиц и, как следствие, интенсивность электризации. Ночью же, когда турбулентность спадает, «электрический голос» пустыни затихает.
Марс — планета пыли. Понимание того, как именно заряжаются частицы марсианского грунта и какие электромагнитные помехи они создают, жизненно необходимо для проектирования будущих марсоходов и пилотируемых баз. Статическое электричество может выводить из строя электронику, ухудшать радиосвязь и даже представлять опасность для скафандров астронавтов.
Абделаал Мохамад Эссам Сайед, аспирант МФТИ, сотрудник отдела физики планет ИКИ РАН рассказал: «Наши результаты служат отличным аналогом для марсианских условий. Хотя на Красной планете давление ниже и состав атмосферы иной, физика контактной электризации остается схожей. Изучая эти процессы в земных пустынях с помощью приборов космического класса, мы фактически проводим генеральную репетицию исследований, которые однажды будут проведены на поверхности Марса».
Научная группа планирует расширить географию и условия экспериментов, а также провести лабораторное моделирование, чтобы изолировать влияние отдельных факторов, таких как минеральный состав пыли. Это позволит создать исчерпывающую модель поведения заряженной пыли, применимую как для земных пустынь, так и для инопланетных миров. Работа наглядно демонстрирует, как технологии, созданные для космоса, помогают нам лучше понять нашу собственную планету и как земные пески могут стать ключом к тайнам других планет.
Telegram 
Дзен 
VK На юге Африки ученые обнаружили коллекцию небольших каменных стрел. С виду — обычные артефакты древнего человека. Но современные технологии позволили выявить их смертельный секрет. Эти наконечники, которым почти 60 тысяч лет, сохранили следы яда. Авторы нового исследования пришли к выводу, что древние охотники стали использовать яды намного раньше, чем считала наука.
Биологи на примере птиц определили защитную функцию рыжего пигмента феомеланина, который ранее считали бесполезным и даже опасным из-за доказанной связи с развитием меланомы. Организм использовал его синтез для нейтрализации ядовитого избытка цистеина и выводил токсичные запасы серы в перья.
В Олдувайском ущелье на севере Танзании ученые обнаружили скелет слона возрастом 1,78 миллиона лет, а рядом с ним — необычные для того времени каменные орудия. Авторы нового исследования полагают, что им удалось найти древнейшее место разделки гигантской добычи.
На юге Африки ученые обнаружили коллекцию небольших каменных стрел. С виду — обычные артефакты древнего человека. Но современные технологии позволили выявить их смертельный секрет. Эти наконечники, которым почти 60 тысяч лет, сохранили следы яда. Авторы нового исследования пришли к выводу, что древние охотники стали использовать яды намного раньше, чем считала наука.
Ученые десятилетиями ищут кости мамонтов, которые, по данным генетиков, могли дожить на материке до бронзового века. Очередная потенциальная находка с Аляски, считавшаяся остатками мамонтов, после проверки оказалась костями китов, умерших около двух тысяч лет назад.
Польша может экстрадировать на Украину российского археолога, заведующего сектором археологии Северного Причерноморья в отделе Античного мира Эрмитажа Александра Бутягина. Соответствующее ходатайство направила прокуратура в Окружной суд Варшавы.
На скалистых берегах аргентинской Патагонии разворачивается настоящая драма. Магеллановы пингвины, долгое время чувствовавшие себя в безопасности на суше в своих многотысячных колониях, столкнулись с новым и беспощадным врагом. Их извечные морские страхи — касатки и морские леопарды — теперь блекнут перед угрозой, пришедшей из глубины материка. Виновник переполоха — грациозный и мощный хищник, недавно вернувшийся на эти земли после долгого изгнания.
Среди самых интригующих открытий космического телескопа «Джеймс Уэбб» — компактные объекты, получившие название «маленькие красные точки». Их видели только в самых дальних уголках Вселенной. Большинство возникло в первый миллиард лет после Большого взрыва, и ученые предполагали, что такие источники представляют собой небольшие компактные галактики. Однако международная команда астрономов пришла к иному выводу. Они предположили, что на самом деле «маленькие красные точки» — черные дыры, окруженные массивной газовой оболочкой.
Ученые задались вопросом: почему два расположенных по соседству спутника Юпитера такие разные, ведь на Ио повсеместно извергаются вулканы, а Европа полностью покрыта многокилометровой коркой льда. Есть версия, что Ио когда-то тоже была богата водой, но по итогам недавнего исследования это сочли неправдоподобным.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно