Вода на Марсi
Дипломная работа - Авиация, Астрономия, Космонавтика
Другие дипломы по предмету Авиация, Астрономия, Космонавтика
?, отримуваних телескопом iм. Габбла. До того ж це сезоннi полярнi шапки й нiчнi тумани, що залишають на поверхнi планети мiкроскопiчний шар iнею. РЖ нарештi - це дихання реголiту та глинистого фунту, роздробленого метеоритами впродовж мiльярдiв рокiв. Хоч обСФм атмосферних запасiв води вiдносно невеликий, саме атмосфернi процеси вiдiграють визначальну роль у пiдтримцi сучасного стану поверхневих резервуарiв марсiанськоСЧ води. Дослiдження показали, що в пiвнiчнiй пiвкулi води майже на порядок бiльше, нiж у пiвденнiй. Яка причина такоСЧ асиметрiСЧ i чи маСФ це який-небудь звязок iз клiматичними катастрофами минулого? РД два погляди на можливi причини мiжпiвкульноСЧ асиметрiСЧ поверхневих запасiв марсiанськоСЧ води.
По-перше, геологiчнi властивостi пiвнiчноСЧ та пiвденноСЧ пiвкуль теж помiтно рiзняться. Поверхня пiвнiчноСЧ пiвкулi залягаСФ в середньому на 3-4 км нижче вiд пiвденноСЧ, де тiльки на днi найглибшоСЧ западини - Еллади - гравiтацiйний потенцiал приблизно такий, як на пiвнiчному полюсi. Крiм того, пiвнiчна пiвкуля свiтлiша, оскiльки там СФ бiльше осадових глинистих порiд, що надають Марсу характерний червонуватий вiдтiнок, i менше давнiх базальтiв. Глини, як вiдомо, здатнi абсорбувати велику кiлькiсть води. Якщо глобальне перемiщення води в атмосферi вiдiграСФ невелику роль у порiвняннi з локальним обмiном, то нерiвномiрний СЧСЧ розподiл мiж пiвкулями можна було б пояснити просто рiзною здатнiстю порiд, якi утворюють поверхню планети, пiдтримувати над нею певну кiлькiсть пари. У цьому разi можна було б чекати, що такий несиметричний розподiл води дуже давнiй, принаймнi не молодший за бiльшiсть сучасних осадових порiд, тобто йому близько мiльярда рокiв.
Згiдно з iншою гiпотезою, яку висловили Кленсi й колеги [1], причиною асиметрiСЧ поверхневих запасiв води СФ асиметрiя змiни сезонiв удвох пiвкулях, викликана помiтним екiентриситетом (е= 0.09) орбiти Марса. За таких умов модуляцiя сонячного потоку мiж афелiСФм (точкою максимального вiддалення вiд Сонця) i протилежною точкою - перигелiСФм - досягаСФ 40%. Тому тепер лiто в пiвнiчнiй пiвкулi довше й холоднiше, нiж у пiвденнiй. Нижча, нiж в перигелiСЧ, температура зумовлюСФ конденсацiю водяноСЧ пари в атмосферi на вiдносно невеликих висотах (менших за 10 км), тобто там, де домiнують направленi до екватора повiтрянi потоки глобального конвективного переносу. На Землi такий перенос iснуСФ тiльки в тропiчних широтах i СФ причиною пасатних вiтрiв. Вище рiвня конденсацiСЧ вода не проникаСФ через швидке гравiтацiйне осiдання мiкронних кристалiв конденсату. Цей ефект приводить, зокрема, до утворення в афелiСЧ тропiчного хмарного поясу, який замикаСФ випаровувань полярною шапкою воду в пiвнiчнiй пiвкулi. Водночас у перигелiСЧ (у набагато теплiший перiод часу) хмари слабко впливають на перенос мiж пiвкулями, i вода, що сублiмуСФ з пiвденноСЧ полярноСЧ шапки, перемiшуСФться бiльш рiвномiрно. За геологiчно короткий час такий сезонний насос цiлком мiг перекачати воду до тоСЧ пiвкулi, лiто в якiй припадаСФ на проходження планетою афелiя орбiти.
Ураховуючи, що нахил осi обертання планети мiг багато разiв змiнюватися в циклах Мiланковича з перiодом приблизно 105 рокiв, можна вважати, що описана вище асиметрiя вiдносно молода i, можливо, ще змiнюСФ знак. Непрямою ознакою змiни пiвкуль у глобальному водному циклi служать концентричнi шаруватi вiдкладення полярних шапок.
Вельми ймовiрно, що впродовж марсiанськоСЧ iсторiСЧ полярнi шапки багато разiв мiнялися мiiями. Фактично, питання про вiдносний внесок обох механiзмiв у формування асиметричного розподiлу води - це питання про вiдносну роль локального обмiну й глобального переносу. Однак деякi дослiдники погоджуються з другою гiпотезою, причому вважають, що iнтенсивний локальний обмiн СФ неодмiнною умовою стабiлiзацiСЧ глобального циклу, вiдiграючи роль дисипативого чинника. Якби марсiанський реголiт не дихав, то сезонна мiграцiя води до екватора була б неможливою, оскiльки воду вмить би захоплювали холоднi пастки на межi полярноСЧ шапки.
У 2005 p. американськi вченi повiдомили, що розгадали ще одну марсiанську загадку, зясувавши, чому саме пiвденна полярна шапка Марса змiщена вiдносно його географiчного пiвденного полюса. Ця загадка турбувала дослiдникiв ще з часiв перших телескопiчних спостережень ЧервоноСЧ планети. Щоб виявити механiзми, якi впливають на положення пiвденноСЧ полярноСЧ крижаноСЧ шапки, ученi використали зображення, отриманi з орбiтального апарата Марс глобал сурвеСФр i компютернi моделi клiмату. Аналiз цiСФСЧ iнформацiСЧ показав, що наявне змiщення СФ результатом дiСЧ двох марсiанських регiональних клiматичних зон, якi розташовуються по обидва боки пiвденного полюса. Першопричиною появи двох таких рiзних клiматичних зон уважають наявнiсть двох величезних кратерiв у пiвденнiй пiвкулi Марса. Ландшафти цих кратерiв породжують вiтри, якi створюють область низького тиску бiля полярноСЧ шапки в захiднiй пiвкулi. Таким чином, саме кратери пiдтримують iснування зони низького тиску, яка домiнуСФ в районi пiвденноСЧ полярноСЧ крижаноСЧ шапки i зберiгаСФ СЧСЧ в такому станi. Так, у захiднiй пiвкулi областi низького тиску породжують прохолодну, змiнну погоду й опади - снiг, котрий можна бачити як дуже яскраву зону на поверхнi крижаноСЧ шапки. А в схiднiй пiвкулi часто виникають умови для утворення своСФрiдноСЧ вiдлиги через теплiшу погоду та вiдносну яснiсть. Саме це i СФ причиною схiдно-захiдноСЧ асиметрiСЧ форми пiвденноСЧ полярноСЧ шапки Марса (рис. 2).