Секреты марса: увеличенное ядро, толстая мантия и всего одна тектоническая плита

увеличенное ядро, толстая мантия и всего одна тектоническая плита

Ученые раскрыли один из главных секретов Марса благодаря его спутнику | Новости науки | Известия

2 июня 2020, 23:19

Марс (планета)

Ученые

Озвучить текст

Выделить главное

вкл

выкл

Американские ученые-планетологи раскрыли один из самых больших секретов Марса благодаря наклону спутника планеты Деймоса. Об этом во вторник, 2 июня, сообщила пресс-служба Института поиска внеземных цивилизаций (SETI), передает ТАСС.

По словам Матьи Чука, планетолога из SETI, «в прошлом мало кто задумывался над тем, почему орбита Деймоса не идеально совпадает с положением марсианского экватора — никто не пытался объяснить эту аномалию», но астрономы стали предполагать, что в ближайшем будущем другой спутник Марса Фобос будет разрушен под действием силы притяжения Красной планеты. Это приведет к формированию плоского диска из газа и пыли, аналогичного по своему виду, плотности и прочим свойствам кольцам Сатурна.

По расчетам ученых, это произойдет примерно через 20–40 млн лет. Планетологи предположили, что нечто похожее уже происходило в истории Марса несколько раз. Они просчитали гравитационные взаимодействия Фобоса, Деймоса и четвертой планеты Солнечной системы. Деймос постепенно удаляется от Марса, и его орбита наклонена на 2 градуса по отношению к экватору Красной планеты. При этом Деймос и Фобос вели себя одинаковым образом на протяжении всего времени своего существования на орбите Марса. Анализируя различные альтернативные гипотезы, Чук и его коллеги заметили, что необычный угол наклона орбиты Деймоса и его удаление от Марса можно объяснить, если в прошлом у Красной планеты был еще один спутник, масса которого была в 20 раз больше, чем у Фобоса.

Вращение по орбите Марса, Деймоса и этого предполагаемого объекта было особым образом синхронизировано. Деймос совершал один виток вокруг планеты, а за это же время другой спутник делал три оборота вокруг Марса.

Во время такой синхронизации обе планеты быстро теряли энергию и сближались с Марсом. Это привело к тому, что более крупная древняя марсианская «луна», расположенная ближе к планете, попала в ее гравитационную сферу влияния и была разрушена и образовала первое газопылевое кольцо Марса примерно 3 млрд лет назад.

Около 80% этой «луны» в виде газа и пыли упало на поверхность Красной планеты, тогда как из остальных 20% возник новый спутник. Он стал постепенно удаляться от Марса до тех пор, пока не достиг определенной точки, где на него начинал действовать тот же набор сил, что и на прошлую версию прародителя Фобоса.

По мнению ученых, этот цикл повторялся уже несколько раз и привел к рождению как минимум трех разных версий Фобоса, каждая из которых была значительно меньше предыдущей. Из этого следует, что Деймос значительно старше Фобоса. Эту гипотезу можно доказать или опровергнуть, изучив образцы пород марсианских спутников.

Возможно, такую возможность предоставит японская миссия ММХ, которая отправится к Деймосу и Фобосу в 2024 году, чтобы изучить их геологию и историю появления.

13 апреля заведующий лабораторией нейтронной и гамма-спектроскопии отдела ядерной планетологии Института космических исследований РАН Максим Литвак заявил, что первые попытки колонизировать Марс человечество предпримет уже скоро, но полноценное освоение планеты произойдет в далеком будущем.

В ноябре прошлого года Илон Маск рассказал о том, что для строительства поселения, которое сможет самостоятельно функционировать на Марсе, потребуется около тысячи кораблей Starship и не менее 3 млн т ресурсов и оборудования. Каждый запуск обойдется SpaceX примерно в $2 млн. Он отметил, что Земля и Марс сближаются на расстояние, достаточное для полетов, раз в два года. Поэтому на доставку грузов уйдет примерно 20 лет. Кроме того, Маск предположил, что не доживет до марсианской миссии SpaceX.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ

Реклама

Жизнь на Марсе и 7 других тайн Красной планеты

5

минуты чтения

By

SPYSCAPE

|

@SPYSCAPE

|

Илон Маск — не единственный человек, мечтающий о жизни на Марсе. Основатель SpaceX имеет широко разрекламированные планы по колонизации Красной планеты к 2026 году — за семь лет до старта астронавтов НАСА — но может ли Марс действительно поддерживать человеческую жизнь?

SPYSCAPE исследует холодный, таинственный пустынный мир в небе.

Если на Марсе есть жизнь, она может быть в недрах

‍

1. Может ли Марс поддерживать жизнь?

Марс — один из ближайших соседей Земли, расположенный всего в 140 метрах от нас, поэтому имеет смысл спросить, была ли — или, возможно, все еще есть — жизнь на Красной планете. Доказательств пока нет, но марсоход NASA Perseverance ищет признаки того, что микробная жизнь (окаменелая, микроскопическая жизнь) могла населять Марс миллиарды лет назад. Ученые считают, что если жизнь на Марсе и существует сейчас, то в глубоких недрах, где условия теплее и влажнее. Марс потенциально пригоден для жизни на несколько миль ниже его поверхности из-за таяния толстых ледяных щитов, подпитываемых геотермальным теплом.

Вид ЕКА на подземное озеро с жидкой водой под поверхностью Марса
‍

2. Можно ли пить воду на Марсе?

Некоторые ученые считают, что в северном полушарии Марса был обширный океан. Другие особенности планеты предполагают речные долины, ручьи, бассейны и дельты. В 2018 году Science сообщил, что астрономы обнаружили подземное озеро с жидкой водой под поверхностью Марса с помощью радиолокационного прибора на космическом корабле Европейского космического агентства (ESA) Mars Express. С тех пор рядом с южным полюсом планеты были обнаружены три новых подземных озера. Однако считается, что озера чрезвычайно соленые, поэтому вода может оказаться непригодной для питья, даже если до озер можно добраться.
‍

Ботаник, ставший астронавтом Марк Уотни (Мэтт Дэймон) в Марсианин (2015)

3. Был ли Мэтт Деймон прав? Можно ли выращивать картошку на Марсе?

‍ В Марсианин (2015), астронавт Марк Уотни (Мэтт Дэймон) застрял на планете и сотни дней должен выращивать и есть картошку. Его затруднительное положение вызывает вопрос: можно ли на самом деле выращивать картошку на Марсе? НАСА и Международный картофельный центр (да, он действительно так называется) проводили эксперименты в Пампас-де-ла-Хойя, сверхзасушливой части прибрежной пустыни Перу, которая максимально приближена к марсианской почве на Земле. Результаты были обнадеживающими и могут помочь фермерам производить продукты питания на малоплодородных землях Марса.

‍

Два лица Марса

‍

4. Почему у Марса два лица?

Ученые десятилетиями ломали голову над тем, почему северное и южное полушария Марса кажутся такими разными. Северное полушарие имеет плоские низменности, а южное полушарие усеяно вулканами на высокогорье. Ученые предполагают, что небесный объект — вероятно, гигантский космический камень — врезался в южный полюс в первые дни Солнечной системы, выработав энергию, которая создала океан магмы в южном полушарии. Затем расплавленная порода могла затвердеть в гористых высокогорьях.
‍

Марсоход НАСА «Настойчивость»

5. Чем занимается марсоход НАСА «Настойчивость»?

Помимо объяснения того, на что похожа жизнь на Марсе — в основном путем отправки видео, 360-градусных фотографий и первой аудиозаписи планеты — основная миссия марсохода — поиск признаков древней жизни в кратере Джезеро, место озера 3,5 млрд лет назад. Залежи полезных ископаемых выстилают внутренний край Езеро, как кольцо в ванне, так что это идеальное место для охоты. Ровер пробурит дельту древней реки и соберет образцы горных пород, которые, надеюсь, будут возвращены на Землю в течение десяти лет. Конечно, другая его важная миссия — приносить привет с планеты Земля. В дополнение к двоично-кодированному сообщению на парашюте марсохода «Dare Mighty Things», марсоход несет 10,9m земных имен на микрочипе рядом с сообщением азбукой Морзе: «Исследуй как один».

Эксперимент Мокси НАСА попытается создать кислород

6. Можно ли дышать воздухом на Марсе?

‍ Марс имеет тонкую атмосферу, состоящую в основном из углекислого газа с небольшим количеством кислорода, поэтому для посещения вам понадобится скафандр. Однако марсоход НАСА оснащен кислородным генератором, известным как Moxie. Проще говоря, Мокси вдыхает углекислый газ Марса и выдыхает кислород. Если эксперимент по созданию кислорода увенчается успехом, Мокси продемонстрирует, как люди-исследователи смогут производить кислород для дыхания и, что не менее важно, использовать его в качестве ракетного топлива в будущих миссиях.

Создание Марса до сих пор остается загадкой

7. Как и когда образовался Марс?

Марс и Солнечная система образовались около 4,6 млрд лет назад, но происхождение планеты до сих пор окутано тайной. Есть две теории о его создании. Теория «аккреции ядра» предполагает, что облако холодного газа и пыли сплющено гравитацией во вращающийся диск с материей в центре, образующей солнце, в то время как другие частицы образуют сгустки, которые объединяются в планеты. Вторая теория включает в себя «нестабильность диска», когда пыль и газ соединяются вместе в гигантскую планету, стабилизирующую орбиту массу, которая не дает ей мчаться навстречу солнцу.

Скафандр Илона Маска SpaceX

8. Сможет ли Илон Маск колонизировать Марс к 2026 году?

Звездолеты SpaceX могут продолжать взрываться, но это не остановит Маска — на самом деле, он сказал, что все это часть грандиозного плана. Конечно, над приземлением нужно немного поработать, но Маск полон решимости идти дальше и быстрее, чем кто-либо на земле. Казалось бы, его цель колонизировать Марс к 2026 году остается в силе: «Я не могу придумать ничего более захватывающего, чем отправиться туда и оказаться среди звезд».

Илон Маск — не единственный человек, мечтающий о жизни на Марсе. Основатель SpaceX имеет широко разрекламированные планы по колонизации Красной планеты к 2026 году — за семь лет до старта астронавтов НАСА — но может ли Марс действительно поддерживать человеческую жизнь?

SPYSCAPE исследует холодный, таинственный пустынный мир в небе.

Если на Марсе есть жизнь, она может быть в недрах

‍

1. Может ли Марс поддерживать жизнь?

Марс — один из ближайших соседей Земли, расположенный всего в 140 метрах от нас, поэтому имеет смысл спросить, была ли — или, возможно, все еще есть — жизнь на Красной планете. Доказательств пока нет, но марсоход NASA Perseverance ищет признаки того, что микробная жизнь (окаменелая, микроскопическая жизнь) могла населять Марс миллиарды лет назад. Ученые считают, что если жизнь на Марсе и существует сейчас, то в глубоких недрах, где условия теплее и влажнее. Марс потенциально пригоден для жизни на несколько миль ниже его поверхности из-за таяния толстых ледяных щитов, подпитываемых геотермальным теплом.

Вид ЕКА на подземное озеро с жидкой водой под поверхностью Марса
‍

2. Можно ли пить воду на Марсе?

Некоторые ученые считают, что в северном полушарии Марса был обширный океан. Другие особенности планеты предполагают речные долины, ручьи, бассейны и дельты. В 2018 году Science сообщил, что астрономы обнаружили подземное озеро с жидкой водой под поверхностью Марса с помощью радиолокационного прибора на космическом корабле Европейского космического агентства (ESA) Mars Express. С тех пор рядом с южным полюсом планеты были обнаружены три новых подземных озера. Однако считается, что озера чрезвычайно соленые, поэтому вода может оказаться непригодной для питья, даже если до озер можно добраться.
‍

Ботаник, ставший астронавтом Марк Уотни (Мэтт Дэймон) в Марсианин (2015)

3. Был ли Мэтт Деймон прав? Можно ли выращивать картошку на Марсе?

‍ В Марсианин (2015), астронавт Марк Уотни (Мэтт Дэймон) застрял на планете и сотни дней должен выращивать и есть картошку. Его затруднительное положение вызывает вопрос: можно ли на самом деле выращивать картошку на Марсе? НАСА и Международный картофельный центр (да, он действительно так называется) проводили эксперименты в Пампас-де-ла-Хойя, сверхзасушливой части прибрежной пустыни Перу, которая максимально приближена к марсианской почве на Земле. Результаты были обнадеживающими и могут помочь фермерам производить продукты питания на малоплодородных землях Марса.

‍

Два лица Марса

‍

4. Почему у Марса два лица?

Ученые десятилетиями ломали голову над тем, почему северное и южное полушария Марса кажутся такими разными. Северное полушарие имеет плоские низменности, а южное полушарие усеяно вулканами на высокогорье. Ученые предполагают, что небесный объект — вероятно, гигантский космический камень — врезался в южный полюс в первые дни Солнечной системы, выработав энергию, которая создала океан магмы в южном полушарии. Затем расплавленная порода могла затвердеть в гористых высокогорьях.
‍

Марсоход НАСА «Настойчивость»

5. Чем занимается марсоход НАСА «Настойчивость»?

Помимо объяснения того, на что похожа жизнь на Марсе — в основном путем отправки видео, 360-градусных фотографий и первой аудиозаписи планеты — основная миссия марсохода — поиск признаков древней жизни в кратере Джезеро, место озера 3,5 млрд лет назад. Залежи полезных ископаемых выстилают внутренний край Езеро, как кольцо в ванне, так что это идеальное место для охоты. Ровер пробурит дельту древней реки и соберет образцы горных пород, которые, надеюсь, будут возвращены на Землю в течение десяти лет. Конечно, другая его важная миссия — приносить привет с планеты Земля. В дополнение к двоично-кодированному сообщению на парашюте марсохода «Dare Mighty Things», марсоход несет 10,9m земных имен на микрочипе рядом с сообщением азбукой Морзе: «Исследуй как один».

Эксперимент Мокси НАСА попытается создать кислород

6. Можно ли дышать воздухом на Марсе?

‍ Марс имеет тонкую атмосферу, состоящую в основном из углекислого газа с небольшим количеством кислорода, поэтому для посещения вам понадобится скафандр. Однако марсоход НАСА оснащен кислородным генератором, известным как Moxie. Проще говоря, Мокси вдыхает углекислый газ Марса и выдыхает кислород. Если эксперимент по созданию кислорода увенчается успехом, Мокси продемонстрирует, как люди-исследователи смогут производить кислород для дыхания и, что не менее важно, использовать его в качестве ракетного топлива в будущих миссиях.

Создание Марса до сих пор остается загадкой

7. Как и когда образовался Марс?

Марс и Солнечная система образовались около 4,6 млрд лет назад, но происхождение планеты до сих пор окутано тайной. Есть две теории о его создании. Теория «аккреции ядра» предполагает, что облако холодного газа и пыли сплющено гравитацией во вращающийся диск с материей в центре, образующей солнце, в то время как другие частицы образуют сгустки, которые объединяются в планеты. Вторая теория включает в себя «нестабильность диска», когда пыль и газ соединяются вместе в гигантскую планету, стабилизирующую орбиту массу, которая не дает ей мчаться навстречу солнцу.

Скафандр Илона Маска SpaceX

8. Сможет ли Илон Маск колонизировать Марс к 2026 году?

Звездолеты SpaceX могут продолжать взрываться, но это не остановит Маска — на самом деле, он сказал, что все это часть грандиозного плана. Конечно, над приземлением нужно немного поработать, но Маск полон решимости идти дальше и быстрее, чем кто-либо на земле. Казалось бы, его цель колонизировать Марс к 2026 году остается в силе: «Я не могу придумать ничего более захватывающего, чем отправиться туда и оказаться среди звезд».

ПОДРОБНЕЕ

Гаджеты и подарки

Примените свои шпионские навыки с этим замечательным выбором: от секретных блокнотов и невидимых чернил до толстовок Hacker и высокотехнологичных сумок. У нас также есть исключительный выбор редких шпионских книг, в том числе многие подписанные первые издания.

Купить сейчас

Ваши шпионские НАВЫКИ

У каждого из нас есть ценные шпионские навыки — ваша миссия — раскрыть свои. Узнайте, есть ли у вас качества, необходимые для того, чтобы стать секретным агентом, с нашей оценкой настоящих шпионских навыков*, разработанной бывшим руководителем отдела обучения британской разведки. Это БЕСПЛАТНО, так что поделитесь и сравните с друзьями прямо сейчас!

ОТКРОЙТЕ НАВЫКИ ШПИОНА

* Узнайте больше о научных методах оценки здесь.

Mars Express раскрывает секреты любопытного облака

Наука и исследования

03.09.2021
18785 просмотров
132 лайков

Когда на юг Марса приходит весна, возле 20-километрового вулкана Арсия Монс появляется облако водяного льда, быстро растягивающееся на многие сотни километров, прежде чем исчезнуть за считанные часы. Подробное долгосрочное исследование теперь раскрывает секреты этого вытянутого облака, используя захватывающие новые наблюдения с «Марсианской веб-камеры» на Mars Express ЕКА.

Mars Express уже наблюдал это облако, когда оно зависало возле вулкана Арсия Монс, к югу от экватора Марса. Удивительно, но Арсия Монс — единственное низкоширотное место на Марсе, где видны облака, и единственный из многочисленных подобных вулканов в регионе, обладающий такой облачной завесой — в это время года. Mars Express видел, как эта завеса растет и исчезает ежедневно в течение весеннего и летнего сезонов, отправляя на Землю поразительные изображения этого длинного и драматического белого облака.

Тем не менее, облако трудно наблюдать целиком из-за быстрой и изменчивой динамики марсианской атмосферы и ограничений орбиты многих космических кораблей, что ограничивает наши знания о том, как и почему оно формируется и изменяется с течением времени.

Эволюция вытянутого облака горы Арсия

«Чтобы устранить эти препятствия, мы использовали один из секретных инструментов Mars Express — камеру визуального наблюдения, или VMC», — говорит Хорхе Эрнандес Берналь из Университета Страны Басков в Бильбао, Испания, ведущий автор новых результатов и части долгосрочного проекта по изучению динамики облака.

Работа Хорхе и его коллег демонстрирует захватывающее и непреднамеренное использование VMC. Видеокамера VMC, также называемая веб-камерой Mars, имеет разрешение, аналогичное разрешению стандартной компьютерной веб-камеры 2003 года. Он был установлен для визуального подтверждения того, что посадочный модуль Beagle 2 успешно отделился от Mars Express еще в 2003 году, после чего его отключили. Несколько лет спустя камера была повторно активирована и использовалась для сбора изображений Марса для привлечения общественности и информационно-просветительской деятельности, но не использовалась для научных исследований.

«Однако недавно VMC был реклассифицирован как камера для науки», — добавляет Хорхе. «Хотя он имеет низкое пространственное разрешение, он имеет широкое поле зрения — необходимое для просмотра общей картины в разное местное время суток — и прекрасно подходит для отслеживания эволюции функции как в течение длительного периода времени, так и с небольшими временными шагами. . В результате мы смогли изучить все облако на протяжении многочисленных жизненных циклов».

Исследовательская группа объединила наблюдения VMC с наблюдениями двух других инструментов Mars Express — OMEGA и HRSC — и с нескольких других космических аппаратов, а именно NASA Mars Atmosphere and Volatile Evolution (MAVEN), Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) и миссий Viking 2. и марсианская орбитальная миссия Индийской организации космических исследований (MOM). «Мы были особенно взволнованы, когда копались в наблюдениях «Викинга-2» с 1970-х», — говорит Хорхе. «Мы обнаружили, что это огромное завораживающее облако уже было частично заснято давным-давно, и теперь мы подробно его изучаем».

Профиль удлиненного облака Arsia Mons

Результаты показали, что самое большое облако имеет длину около 1800 км и ширину 150 км. Это самое большое «орографическое» облако, которое когда-либо видели на Марсе, а это означает, что оно формируется в результате того, что ветер поднимается вверх под воздействием топографических особенностей (таких как горы или вулканы) на поверхности планеты. В этом случае Arsia Mons возмущает марсианскую атмосферу, вызывая образование облака; затем влажный воздух поднимается по склонам вулкана восходящими потоками, а затем конденсируется на более высоких и гораздо более холодных высотах.

Облако подвергается быстрому ежедневному циклу, который повторяется каждое утро в течение нескольких месяцев. Он начинает расти перед восходом солнца на западном склоне горы Арсия, а затем расширяется на запад в течение двух с половиной часов, развиваясь удивительно быстро — со скоростью более 600 км / ч — на высоте 45 км. Затем он перестает расширяться, отделяется от своего первоначального местоположения и все еще тянется на запад высотными ветрами, прежде чем испариться поздним утром, когда температура воздуха повышается с восходом Солнца.

«Многие орбитальные аппараты Марса не могут начать наблюдение за этой частью поверхности до полудня из-за свойств своих орбит, так что это действительно первое подробное исследование этой интересной особенности — и это стало возможным не только благодаря разнообразному набору инструментов Mars Express. инструменты, но и его орбиту», — объясняет соавтор Агустин Санчес-Лавега, также из Университета Страны Басков и научный руководитель VMC.

Считается, что никакая другая климатическая система в Солнечной системе не похожа на земную так, как марсианская система, но даже несмотря на это две планеты демонстрируют явные и интригующие различия. «Хотя орографические облака обычно наблюдаются на Земле, они не достигают такой огромной длины и не демонстрируют такой яркой динамики», — говорит Агустин. «Понимание этого облака дает нам прекрасную возможность попытаться воспроизвести формирование облака с помощью моделей — моделей, которые улучшат наши знания о климатических системах как на Марсе, так и на Земле».

Помимо увлекательного использования VMC, Хорхе, Агустин и их коллеги также преодолели типичную проблему при наблюдении переходных процессов на Марсе. Камеры высокого разрешения, такие как HRSC Mars Express, имеют узкие поля зрения, а наблюдения всегда планируются заранее. В результате метеорологические явления, которые в целом непредсказуемы, обычно выявляются случайно. Однако как только исследователи начали понимать жизненный цикл и годовые закономерности этого вытянутого облака, они смогли направить команду HRSC в нужное место и в нужное время, чтобы зафиксировать его появление.

«Эти результаты действительно демонстрируют сильные стороны Mars Express — его уникальную орбиту, долговечность, стабильное качество и способность адаптироваться, когда он раскрывает тайны Марса», — говорит ученый проекта Mars Express ЕКА Дмитрий Титов.

«Перепрофилирование VMC позволило нам понять это временное облако таким образом, который иначе был бы невозможен. VMC позволяет ученым отслеживать облака, следить за пылевыми бурями, исследовать облачные и пылевые структуры в марсианской атмосфере, изучать изменения в полярных ледяных шапках планеты и многое другое. Его повторный ввод в эксплуатацию не только поддерживает основной набор инструментов Mars Express для исследования Марса, но и добавляет новую ценность давней миссии, которая с 2003 года раскрывает больше информации о Красной планете».

Примечания для редакторов:

«Чрезвычайно вытянутое облако над вулканом Арсия Монс на Марсе: I. Жизненный цикл» Дж. Эрнандес-Бернала и др. опубликовано в Журнале геофизических исследований.

Этот документ также доступен через arXiv

В исследовании использовались 63 наблюдения вытянутого облака Arsia Mons (AMEC) из VMC наряду с другими данными Mars Express, полученными со стереокамеры высокого разрешения (HRSC) и спектрометра минералогического картирования видимого и инфракрасного диапазонов ( ОМЕГА).