Дуют ли ветры на Марсе

Марс, ближайший сосед Земли, всегда привлекал внимание людей. Сведения о том, насколько он похож на Землю, идут ли там дожди, есть ли ветер на Марсе и какой он силы, интересуют многих. Исследования Марса ведутся постоянно, и информация становится все более точной.

На Марсе, как и на Земле есть атмосфера, но она сильно разрежена и почти полностью состоит из углекислого газа. Credit: NASA.

Есть ли на Марсе атмосфера

Атмосфера на планете присутствует, но разреженная, ее среднее давление у поверхности составляет всего 610 Па — как на Земле на высоте 30 км. Атмосфера Марса на 95,3% состоит из углекислого газа. Другие составляющие: азот (2,7%), инертный газ аргон (1,6%), кислород (0,145%), небольшое количество водяного пара, угарного газа, оксида азота, ксенона. Эти данные представлены NASA в 2004 г.

Высота атмосферы — 110 км. Ее общая масса в среднем составляет 2,5⋅10^16 кг. Эта величина колеблется в зависимости от времени года, и зимой она меньше на 20-30% за счет намерзания на полюсах планеты ледяных шапок из углекислоты.

Наличие атмосферы на красной планете ученые объясняют постоянным ее пополнением вследствие извержения вулканов. Иначе при такой низкой гравитации (3,711 м/с²) и слабом магнитном поле ее существование было бы невозможным.

Откуда на Марсе ветер

Ветер — это передвижение атмосферных потоков, вызванное разными показателями давления, параметры которого зависят от высоты местности, температуры воздуха. Поскольку на Марсе есть атмосфера, ветры тоже присутствуют.

Ветер на Марсе присутствует и поднимает сильные пылевые бури. Credit: NASA.

Кроме того, перепады высоты на планете велики: 30-31 км (на Земле — 20-21 км), и температура тоже колеблется в более широких пределах. Так, летом на экваторе планеты она может составлять -80°С ночью, а днем +25°С. Поэтому ветры на Марсе более мощные, чем на Земле.

Средняя скорость ветра на планете составляет около 50 м/с (180 км/ч), а максимальная превышает 100 м/с (360 км/ч). Но из-за разреженности атмосферы такой ветер ощущался бы человеком так же, как земной при 17 км/ч. Поэтому такие порывы не смогут сбить с ног астронавтов или опрокинуть летательные аппараты. Но на Марсе ветры вызывают сильные пыльные смерчи и бури.

Марсианские пыльные бури

Последовательность развития пылевой бури на Марсе. Credit: MARCI.

Локальные пыльные вихри образуются на Марсе постоянно.

Их появлению способствуют наличие мелкодисперсной пыли и разреженность атмосферы, которая позволяет мелким частицам грунта подниматься на большую высоту.

Эти процессы активизируются, когда планета находится ближе к Солнцу.

Ежегодно на Марсе бушуют пыльные бури. Чаще они покрывают площадь размером с земной континент, но иногда принимают глобальный характер и охватывают всю поверхность планеты. Такие катаклизмы происходят каждые 6-8 лет.

Бури на Марсе отслеживаются учеными уже более ста лет. В наше время для этого используют марсианские и космические станции. Это позволяет зафиксировать важные параметры и сделать четкие фотоснимки. Последняя глобальная буря наблюдалась в 2018 г. Она началась в июне и длилась до середины сентября. В этом случае интервал между глобальными ураганами составил 11 лет.

В результате погодного катаклизма была прервана связь с марсоходом NASA Opportunity, который из-за пыли, покрывшей солнечные батареи, впал в спящий режим и с тех пор не выходил на связь. О завершении его миссии было официально объявлено в феврале 2019 г.

Марсианские пустыни

Пустыни на красной планете напоминают земные — песчаные и арктические. Вокруг полюсов располагаются обширные пространства, покрытые льдом. Марсианскую пыль и «снег», состоящий из двуокиси углерода, потоки воздушных масс складывают в барханы и дюны высотой около 15 м.

Снежные и снежно-песчаные дюны хорошо выражены в северном полярном районе. Их фотографии были опубликованы NASA в мае 2017 г. Расположение этих форм свидетельствует о направленности ветров в этом регионе против часовой стрелки.

Песчаные дюнные и барханные гряды покрывают многие марсианские долины и дно кратеров. Они могут иметь как продольную, так и поперечную ориентацию. Такие рельефные формы внешне похожи на аналогичные образования в Сахаре. Это позволяет ученым предположить, что условия их образования на Земле и Марсе были одинаковыми.

География марсианских ветров

Ветер всегда дует в направлении от области с высоким давлением к области с низким. Его направление в Северном полушарии Марса можно достаточно четко определить по расположению элементов рельефа. С севера на юг оно практически параллельно меридианам Марса.

Пример карты давления в атмосфере Марса — ветер дует из областей с высоким давлением к низким. Credit: LMD\OU\IAA\ESA\CNESS\GeorgeCann.

Ветры здесь разделены на центральную, восточную и западную ветви. Нагорье Фарсида, средняя высота которого около 10 км, является преградой для воздушных потоков с севера и юга. У подножья его склонов расположено скопление дюн, образовавшееся в результате замедления ветра перед преградой.

Рельефы северного и южного полушария планеты отличаются. В южном он более сложный, поверхность здесь покрыта кратерами и в среднем расположена на 1-2 км выше, чем в северном полушарии. Обширные равнинные пространства практически отсутствуют, потоки ветра вынуждены огибать неровности рельефа, поэтому определить их направление здесь сложнее.

Воздействие ветров Марса на рельеф планеты, выветривание и дефляция почв

Атмосферные потоки на Марсе благодаря высокой скорости вызывают разрушение почвы. Этот процесс называется дефляцией.

Пример постепенной эрозии почвы на Марсе из-за ветра. Credit: NASA’s Mars Exploration Program.

Последствия дефляции на Марсе:

1. Образование ярдангов (вытянутых гряд).
2. Очищение тектонических трещин.
3. Образование ямчатого рельефа.

Ярданги возникают в результате разрушения пород. Желобы и гребни чередуются и расположены по направлению ветра. На Земле они встречаются в Центральной Сахаре, в штате Аризона, на Марсе — на Фарсиде, равнинах Эолия и Амазония.

Ямчатый рельеф со множеством впадин различного размера, имеющих глубину до 400 м и диаметр до нескольких километров, характерен для южных приполярных регионов Марса. По сравнению с земными процессами глубинная дефляция (разрушение дна) в них невелика. Так, африканская впадина Каттара, одна из самых глубоких низменностей планеты, имеет глубину около 200 м и диаметр около 25 км.

Шум ветра на Марсе

Ветер на красной планете, как и на Земле, создает шум. InSight, спускаемый марсианский аппарат NASA, впервые в истории зафиксировал этот звук в декабре 2018 г. Запись была передана на Землю и вскоре выложена в интернет. Миллионы пользователей глобальной сети получили возможность услышать звучание марсианских ветров. Эти звуки похожи на те, которые создают ветры на нашей планете.