Марсианская Хроника и Патология (Пятая Космическая - 5, новости науки)

Уважаемые друзья и любители качественной твердой Научной Фантастики и Космофантастики! Уважаемые читатели и потенциальные подписчики на космофантастические НФ-романы на АТ

Данным БлогПостом Ваш покорный слуга продолжает цикл статей/топиков про пока неизведанный человечеством Ближний и Далекий Космос и сокровенно-чарующией Тайны Вселенной в принципе...

Сегодня мы поговорим о Марсе  и текущих (в свете вновь открывшихся обстоятельств) перспективах его освоения/колонизации (реальных - с точки зрения науки, мнимых - по линии фолк-фейк СМИ/профанаторов от науки  и литературно-фантастических)

Итак (Новости Науки):

Загадка кислорода в атмосфере Марса

Анализ данных марсохода «Curiosity» выявил необъяснимое сезонное увеличение концентрации кислорода в марсианской атмосфере.

Анализ сезонных изменений состава марсианской атмосферы, проведенный по данным марсохода NASA «Curiosity», показал, что концентрация кислорода в ней каждую весну резко возрастает, при этом увеличение варьируется от года к году. Ученым пока не удалось объяснить эту аномалию с помощью каких-либо известных химических процессов, так как все предложенные ими идеи, которые приводят к наблюдаемым значениям, требуют либо присутствия большого количества воды на Красной планете, либо продолжительного времени.

«В атмосфере явно недостаточно атомов кислорода для производства газа в наблюдаемых количествах. Скорее всего, увеличение его концентрации связано с чем-то, что содержится в марсианском грунте и меняется сезонно, однако с имеющимися сегодня данными нам не удалось определить источник», – рассказывает Тимоти МакКонноки, соавтор исследования из Мэрилендского университета в Колледж-Парке (США).

Ледяные облака в марсианском небе. Credit: NASA/JPL-Caltech

В течение трех марсианских или почти шести земных лет марсоход «Curiosity» собирал данные об атмосфере Красной планеты и анализировал ее состав. Полученные результаты подтвердили предыдущие измерения и показали, что у поверхности по объему в среднем она содержит 95% двуокиси углерода, 2,6% молекулярного азота, 1,9% аргона, 0,16% молекулярного кислорода и 0,06% окиси углерода. Кроме этого в атмосфере были выявлены смешение и циркуляция молекул, связанные с сезонными изменениями давления, которое зимой падает в результате замерзания оксида углерода над полюсами Марса, а весной наоборот возрастает при его испарении.

Анализ за годы наблюдений показал, что в этих циклах азот и аргон ведут себя вполне предсказуемо и их концентрации коррелируются с двуокисью углерода, чего не скажешь о кислороде – начиная с весны его содержание в атмосфере постепенно увеличивается, а осенью падает до уровня, предсказанного известными химическими процессами. Это повторяется каждый год, однако количество кислорода, добавляемого в атмосферу, всегда разное, подразумевая, что что-то сначала производит его, а затем удаляет.

Как только ученые столкнулись с кислородной загадкой, они несколько раз перепроверили работу прибора на марсоходе, который использовался для анализа газов в атмосфере. Он был в порядке.

«Тогда мы рассмотрели идею, что молекулы двуокиси углерода или воды выделяют кислород в ходе распада в атмосфере, приводя к кратковременному увеличению его концентрации. Однако расчеты показали, что в первом случае в ней должно находиться в пять раз больше воды, чем есть на самом деле, а во втором проблема со временем – углекислый газ распадается слишком медленно. И тот факт, что уровень повышения содержания кислорода не совпадает от сезона к сезону, заставляет нас думать, что это не связано с динамикой атмосферы. Скорее всего должен быть какой-то химический источник и поглотитель, который мы пока не можем выявить», – пояснили авторы исследования.

Организмы или вода и камни?

Поведение кислорода, как ни странно, очень похоже на историю с метаном, который в следовых количествах присутствует в марсианской атмосфере у поверхности кратера Гейла. В летние месяцы его количество резко увеличивается на 60%, и сегодня нет этому объяснения.

«Имея данные о колебании кислорода, мы задались вопросом, могут ли процессы, аналогичные тем, что движут сезонными выбросами метана, влиять и на него, так как иногда концентрации этих двух газов изменяются в тандеме. К сожалению, пока у нас нет ответа», – добавил Сушил Атрея, соавтор исследования из Мичиганского университета (США).

Сезонные колебания концентраций метана и кислорода в атмосфере Марса, зафиксированные марсоходом «Curiosity» на дне кратера Гейла. Credit: Melissa Trainer/Dan Gallagher/NASA Goddard

Кислород и метан могут быть произведены как биологическим путем, например, микробами, так и абиотическим в химических процессах, связанных с водой и грунтом. Ученые рассматривают все варианты, и, несмотря на то, что у «Curiosity» нет инструментов, которые могли бы однозначно склонить чашу весов в пользу одного из источников этих газов на Марсе, более вероятной они считают его небиологическую природу.

Бывают ли облака на марсе?

Детали - https://masterok.livejournal.com/5600312.html, https://naucaitechnika.ru/blog/43510917761/Byivayut-li-oblaka-na-marse

Марс представляет собой планету-пустыню — воды в его атмосфере на два порядка меньше, чем в самых сухих регионах Земли. Зимой водяные пары в ней практически отсутствуют, появляясь лишь весной и летом. Максимальное содержание воды (100 мкм осажденной воды, равные 0,2 объемных процента) было зафиксировано летом над темным районом, опоясывающим северную остаточную полярную шапку.

В это время года атмосфера надо льдом полярной шапки обычно близка к насыщению.

Общее содержание пара в атмосфере планеты эквивалентно 1,3 км3 льда. Для сравнения – общее количество воды в атмосфере Земли превышает это марсианское достижение более чем в 100 миллионов раз. И тем не менее, на Марсе бывают облака, которые образуются из частичек водяного льда. Впрочем, в отличие от Земли, облака на Марсе образуются не только из воды, но и при конденсации углекислого газа.

Как правило, водяные облака формируются над марсианской поверхностью на высотах менее 20 км. Замечено, что многие из этих облаков образуются при поднятии воздушных масс по наветренным склонам крупных форм рельефа.

Мелкие обломки космических тел служат центрами для конденсации облаков высоко в разреженной атмосфере Красной планеты.

В сравнении с атмосферами Венеры или Земли марсианская выглядит довольно несерьезно. Масса ее в сотни раз меньше, чем у нашей, давление у поверхности — 1/170 атмосфер. Тем не менее она способна поднимать с грунта мелкие частицы, создавая вихри «пылевых дьяволов» и даже целые бури, которые иногда охватывают практически всю Красную планету. Появляются в ней и облака, причем на высоте стратомезосферы, в 30 и более километрах над поверхностью.

Облака в атмосфере Земли образуются при конденсации водяного пара на пылинках, песчинках, кристаллах соли — частицах, поднятых достаточно высоко в воздух. В чрезвычайно разреженной атмосфере Марса на высотах в десятки километров этот механизм действовать не может. Ученые из Университета штата Колорадо в Боулдере связывают появление облаков на Марсе с пылью, поступающей в атмосферу с противоположной стороны — из космоса. Статья профессора Брайана Туна (Brian Toon) и его коллег опубликована в журнале Nature Geoscience.

По словам авторов работы, каждый день в атмосферу Марса падает две-три тонны мелких метеоров, которые разрушаются и рассеиваются в ее верхних слоях. Компьютерное моделирование показало, что заметная часть этих частиц может оставаться высоко в атмосфере и служить центрами конденсации влаги. Разумеется, они не достигают привычной нам плотности, однако и образование оказывает заметное влияние на состояние марсианской атмосферы, вызывая локальные изменения температуры в пределах 10 °С.

Фотографии «Кьюриосити» сделанные на 1758 марсианский день пребывания марсохода на планете. Ролик составлен из восьми фотографий, снятых ранним утром одной из навигационных камер. Облака напоминают земные перистые облака, которые обычно состоят из замерзшей воды. «Эти марсианские облака, — комментируют в агентстве, — состоят из кристаллов водного льда, которые конденсируются на пылевые гранулы в марсианской атмосфере».

В NASA говорят, что облака могут быть частью погодного паттерна, происходящего из эллиптической орбиты планеты. Но само по себе их движение на этой безжизненной планете по‑настоящему завораживает.

Одно из интересных и редких на Марсе атмосферных явлений было обнаружено «Викингом-1» при фотографировании северной полярной области в 1978 г. Это циклонические структуры, четко отождествляемые на фотографиях по вихревидным системам облаков с циркуляцией против часовой стрелки. Они были обнаружены в широтном поясе 65 — 80° с. ш. в течение «теплого» периода года, с весны до начала осени, когда здесь устанавливается полярный фронт. Его возникновение обусловлено существующим в это время года резким контрастом температур поверхности между краем ледяной шапки и окружающими равнинами.

Связанные с таким фронтом волновые движения воздушных масс и приводят к появлению столь знакомых нам по Земле циклонических вихрей. Обнаруженные на Марсе системы вихревидных облаков по размеру колеблются от 200 до 500 км, скорость их перемещения около 5 км/ч, а скорость ветров на периферии этих систем около 20 м/с. Длительность существования отдельного циклонического вихря колеблется от 3 до 6 суток. Величины температур в центральной части марсианских циклонов свидетельствуют о том, что облака состоят из кристалликов водяного льда.

На Марсе ночью идет снег

Моделирование марсианской атмосферы показало, что ночью на Марсе могут возникать снежные штормы. При некоторых условиях снег может долетать даже до поверхности планеты.
На Марсе бывают не только облака, но и осадки. Из облаков, состоящих из углекислого газа, могут падать снежинки сухого льда. А в 2008 году космический аппарат Phoenix зарегистрировал на Марсе привычный нам снег из замерзшей воды. Снег шел из облаков на высоте около 4 км и испарялся, не долетая до поверхности планеты.

Чтобы понять, при каких условиях на Марсе могут возникать такие водно-ледяные осадки, ученые смоделировали погоду в разных регионах Марса. Они выбрали вулканическое нагорье Фарсида, где часто можно встретить облака, и безоблачную равнину Амазонию.

Моделирование показало, что там, где часто образуются облака из воды и льда, ночью могут возникать штормы. Из-за сильного понижения температуры слои облака начинают перемешиваться, и снег вместе с сильным нисходящим порывом ветра падает вниз. Эти штормы напоминают возникающие на Земле микрошквалы. При микрошквале поток воздуха со скоростью в десятки метров в секунду опускается из грозового облака на Землю вместе с дождем или снегом.

На Марсе большая часть таких штормов не достигает поверхности планеты. Именно такое явление, скорее всего, и зарегистрировал марсоход Phoenix. Моделирование показало, что только в случае, если облака находятся на высоте в 1−2 км, снег может долететь до поверхности Марса.

Изучение и моделирование подобных явлений необходимо, чтобы понять, как происходит круговорот воды на Марсе и насколько этот цикл стабилен. Исследование опубликовано в журнале Nature Geoscience. Ранее другая группа ученых описала, какие дожди могли идти на Марсе миллиарды лет назад...

Ученые предложили пожертвовать исследованиями Марса в пользу колонизации

Чтобы сделать Марс пригодным для обитания человека, человечеству следует отказаться от стремления найти на нем жизнь. К такому выводу пришли американские ученые из Юго-Восточного Университета Нова, предложившие заселить Красную планету земными микроорганизмами.

Сегодня космические аппараты, предназначенные для исследования других планет и спутников, проходят тщательную санитарную обработку, чтобы избежать попадания каких бы то ни было живых существ с Земли на другие планеты. Меры предосторожности предпринимаются, даже если зонды не предназначены для посадки на космические тела — например, аппараты, посылаемые к газовым гигантам, необходимо «затопить» в этих планетах, чтобы они не врезались в их спутники.

В первую очередь подобные меры вызваны тем, что ученые до сих пор не оставляют надежду найти жизнь, или хотя бы ее останки, на Марсе, Луне, ряде спутников Сатурна и Юпитера. Если же на какое-либо из этих космических тел попадут земные микроорганизмы, нельзя будет сказать наверняка, будут ли «коренными жителями» планеты или занесенными с Земли все впоследствии найденные бактерии. Таким образом, человечеству будет значительно труднее ответить на вопрос, является ли Земля единственным космическим телом в Солнечной системе, где зародилась жизнь.

Также необитаемость других планет представляет некоторую ценность для науки и сама по себе — отсутствие биологических процессов оставляет космические тела «нетронутыми» и, как следствие, более простыми в изучении.

Тем не менее, авторы новой научной работу утверждают, что во имя колонизации Марса человечеству может потребоваться пожертвовать чисто научными интересами. Если намеренно «загрязнить» красную планету тщательно подобранными одноклеточными микроорганизмами, те изменят атмосферу и рельеф Красной планеты, со временем сделав ее пригодной для проживания людей и других сложных форм жизни.

Илон Маск предложил сбросить ядерную бомбу на Марс

Недавно Илон Маск написал в своем Твиттере странный пост, в котором он призвал сбросить ядерную бомбу на Марс - "Nuke Mars!". В честь этой сумасшедшей инициативы он пообещал запустить продажу линейку футболок с соответствующей надписью. 

Сначала подписчики Маска удивились, но потом они вспомнили, что Илон ранее уже предлагал сбросить ядерную бомбу на Марс. В 2015 году он заявил в эфире программы "Позднее шоу" со Стивеном Колбертом", что ядерная бомбардировка сделает планету более пригодной для обитания людей. Его аргумент заключается в том, что после взрыва, захваченный углекислый газ на Марсе будет выпущен в атмосферу - он якобы создаст необходимый для жизни людей парниковый эффект.

Наверное не нужно говорить о том, что в NASA считает иначе. Они согласились с тем, сброс ядерной бомбы на Марс приведет к выделению некоторого количества углекислого газа, однако, его будет недостаточно, чтобы сделать климат планеты похожим на земной.

Еще в 2005 году европейский космический аппарат ESA Mars Express с помощью радара MARSIS изучил полярные шапки планеты. Оказалось, что постоянные ледяные отложения, которые не меняются во время смены сезонов, — это не углекислота, а замерзшая вода. А сухой лед на полюсах — тонкая корочка, намерзающая зимой. Об этом догадывались и ранее, но соотношение углекислотного и водяного льда было неясным.

Более того, простые расчеты показывают, что если поместить 50-мегатонную «Кузькину мать» в толщу льда, не позволив энергии взрыва рассеиваться в стороны, и там подорвать, то это позволит испарить примерно 0,23 км³. Так что для испарения всех залежей сухого льда на Марсе нам понадобится 55 000 бомб. Такого количества термоядерных зарядов на Земле просто нет (к счастью).

*******************

ПыСы: Конкретно о Марсе я сам пока в своей КФ и НФ - не пишу.... Однако, Добро Пожаловать в мой оригинальный Авторский Мир Космофантастики и СверхТвердой Научной Фантастики- как раз про планету-океан Kepler-62e 

- Пятая косми́ческая - https://author.today/work/51091

(Производственно-бытовой НФ-роман (Он же — Космофантастика 22 века)о «сверхсуровых» буднях пилотов-косморазведчиков НАСА в весьма и весьма Недалеком Будущем — с вкраплениями-элементами звездной романтики и внеземных злоключений + безобидный юмор и чуток здорового стёба)

С уважением,
Ваш Алекс А. Алмистов