Меню

Атмосферное давление на марсе в сравнении с землей

Марс и Земля: сравнение размеров, атмосфер, сходства и различия

В пределах нашей родной Солнечной системы находятся самые разнообразные космические тела. Мы их именуем планетами, но свойства у каждой из них свои, уникальные. Так, первые четыре, расположенные наиболее близко к звезде, входят в категорию «земных планет». Они имеют ядро, мантию, твердую поверхность и атмосферу. Следующие четыре — газовые гиганты, имеющие лишь ядро, облаченное самыми разнообразными газами. Но на повестке дня у нас Марс и Земля. Сравнение этих двух планет будет увлекательным и захватывающим, особенно учитывая тот факт, что обе они являются представительницами «земной категории».

Вступление

Астрономы прошлого, после того как открыли Марс, полагали, что эта планета является ближайшим родственником Земли. Первые сравнения Марса и Земли связаны с увиденной в телескоп системой каналов, которой была опоясана красная планета. Многие были уверены в том, что там имеется вода и, как следствие, органическая жизнь. Вполне вероятно, что миллионы лет назад этот объект в пределах Солнечной системы располагал условиями, схожими на сегодняшние земные. Однако ныне более чем точно удалось установить: Марс — красная пустыня. Тем не менее сравнения Земли и Марса — любимая тема астрономов и по сей день. Изучая особенности строения и вращения нашего ближайшего соседа, они полагают, что вскоре эту планету удастся колонизировать. Но имеются нюансы, которые пока что мешают человечеству сделать этот шаг. О том, какие они и что собой представляют, мы узнаем, проводя аналогию по всем пунктам между нашей родной Землей и загадочным соседним Марсом.

Масса, размер

Эти показатели самые важные, поэтому начнем мы со сравнения размеров Марса и Земли. Даже в детских книгах по астрономии мы все замечали, что красная планета немного меньше нашей, приблизительно в полтора раза. Давайте рассмотрим эту разницу на конкретных цифрах.

  • Средний радиус Земли — 6371 км, а у Марса данный показатель равен 3396 км.
  • Объем нашей родной планеты равен 1.08321 x 10 12 км 3 при это марсианский приравнивается к 1.6318 × 10¹¹ км³, то есть это 0,151 от земного объема.

Масса Марса по сравнению с Землей также меньшая, причем данный показатель отличается кардинально, в отличие от предыдущего. Земля весит 5.97 × 10 24 кг, а красная планета довольствуется лишь 15-ю процентами от данного показателя, а именно — 6.4185 х 10 23 кг.

Орбитальные особенности

Из тех же детских астрономических учебников мы знаем, что Марс, в силу того что более удален от Солнца, нежели Земля, вынужден ходить по большей орбите. Она больше земной примерно в два раза, собственно, и год на красной планете длиннее вдвое. Из этого можно сделать вывод, что данное космическое тело вращается со скоростью, сравнимой с Землей. Но важно знать эти данные в точных цифрах. Удаленность Земли от Солнца составляет 149 598 261 км, но при этом Марс находится от нашей звезды на расстоянии 249 200 000 000 км, что больше почти в два раза. Орбитальный год в царстве пыльной и красной пустыни составляет 687 дней (мы помним, что на земле год длится 365 дней).

Важно отметить, что сидерический оборот двух планет практически одинаковый. Сутки на Земле составляют 23 часа и 56 минут, а на Марсе — 24 часа и 40 минут. Нельзя оставить без внимания осевой наклон. Для Земли характерным показателем является 23 градуса, а для Марса — 25,19 градуса. Вполне вероятно, что на планете может быть сезонность.

Состав и структура

Сравнение Марса и Земли будет неполным, если оставить без внимания структуру и плотность этих двух планет. Структура у них идентичная, так как обе принадлежат к земной группе. В самом центре находится ядро. В Земле оно состоит из никеля и металла, а радиус его сферы составляет 3500 км. Марсианское ядро имеет такой же состав, но сферический радиус его равен 1800 км. Затем у обеих планет располагается силикатная мантия, а следом за ней — плотная кора. Но земная кора отличается от марсианской наличием уникального элемента — гранита, который более нигде в космосе не присутствует. При этом важно отметить, что глубина земной коры составляет в среднем 40 км, в то время как марсианская кора в глубину достигает до 125 км. Средняя же плотность Земли — 5,514 грамма на метр кубический, а Марса — 3,93 грамма на метр кубический.

Температура и атмосфера

В этом пункте мы сталкиваемся с принципиальными отличиями между двумя соседствующими планетами. А все дело в том, что в Солнечной системе только одна Земля оснащена очень плотной воздушной оболочкой, которая поддерживает на планете уникальный микроклимат. Итак, сравнение атмосферы Земли и Марса стоит начать с того, что на первой воздушный слой имеет сложную, пятиступенчатую структуру. Все мы учили в школе такие термины, как стратосфера, экзосфера и т. д. Земная атмосфера состоит на 78 процентов из азота и на 21 процент из кислорода. На Марсе же слой один, весьма тонкий, который состоит из 96 процентов углекислого газа, 1,93 % аргона и 1,89 % азота.

Читайте также:  Давление 100 на 150 у мужчины какие таблетки

Это стало также причиной разницы в температуре. На Земле средний показатель равен +14 градусам. Максимально поднимается он до +70 градусов, а опускается до -89,2. На Марсе же куда прохладнее. Средняя температура равна -46 градусам, при этом минимальная — 146 ниже нуля, а максимальная — 35 с отметкой +.

Гравитация

В этом слове вся суть нашего бытия на голубой планете. Именно она является единственной в Солнечной системе, которая может обеспечить силу тяжести, приемлемую для жизни людей, животных и растений. Ошибочно мы полагали, что на других планетах гравитация отсутствует, но стоит сказать, что там она есть, просто не такая сильная, как у нас. Притяжение на Марсе в сравнении с Землей практически в три раза меньше. Если у нас такой показатель, как G — то есть ускорение свободного падения равен 9,8 м/с в квадрате, то на красной пустынной планете он приравнивается к 3,711 м/с в квадрате. Да, ходить по Марсу можно, но без специального костюма с грузами, увы, не получится.

Спутники

Единственным спутником Земли является Луна. Она не просто сопровождает нашу планету на ее загадочном космическом пути, но и отвечает за многие природные процессы в жизни, например, приливы. Луна также является наиболее изученным космическим телом на данный момент, так как находится к нам ближе всего. Эскорт Марса — Деймос и Фобос. Спутники были открыты в 1877 году и названы в честь сыновей бога войны Ареса (в переводе звучат как «страх» и «ужас»). Наиболее вероятно, что они были притянуты гравитацией красной планеты из астероидного кольца, так как их состав идентичен всем остальным камням, вращающимся между Марсом и Юпитером.

Источник

10 фактов, делающих Марс похожим на Землю

Земля и Марс имеют много общего. Обе планы имеют сходный ландшафт, однако на Марсе наблюдается нехватка воды, кислорода и атмосферного давления, необходимых для поддержания земной жизни. В сравнении с нашей планетой Марс обладает меньшими размерами и массой – он на 53 процента меньше Земли и в два раза больше нашей Луны.

Несмотря на то, что Марс выглядит безжизненной пустыней, его «землеподобные» особенности и характеристики делают его похожим на нашу Землю гораздо больше, чем может показаться на первый взгляд. Благодаря этим схожестям многие ученые считают, что однажды мы сможем колонизировать Красную планету, сделав ее вторым своим домом.

На Марсе имеется четыре сезона

Как и на Земле, на Марсе имеются четыре сезона. Но в отличии от Земли, где каждый сезон условно разбит на три месяца, продолжительность каждого сезона на Марсе зависит от полушария планеты.

Марсианский год длится 668,59 сола (марсианскими днями называют солы), что примерно равно 687 земным суткам и почти в два раза продолжительнее земного года. В северном полушарии Красной планеты весна длится семь земных месяцев, лето – шесть, осень – 5,3 земных месяца, а зима продолжается чуть больше четырех.

Марсианское лето в серверном полушарии очень холодное. Очень часто температура здесь в это время года не повышается выше -20 градусов Цельсия. На южном полушарии Марса чуть теплее – температура там может повышаться до +30 градусов Цельсия в тот же сезон. Такой температурный контраст нередко становится причиной сильнейших пылевых бурь.

На Марсе есть полярные сияния

Фантастической красоты красочные полярные сияния – не эксклюзивная земная особенность нашей атмосферы. Полярные сияния могут появляться на любой планете, если тому способствуют правильные условия. Марс также не является исключением. Хотя, мы прекрасно видим полярные сияния на Земле, на Марсе мы их увидеть не сможем. Дело в том, что марсианские полярные сияния светятся в ультрафиолетовом диапазоне волн, невидимом человеческому глазу.

Ученые могут наблюдать за полярными марсианскими сияниями, например, благодаря специальному инструменту, находящемуся на борту космического зонда MAVEN (Atmosphere and Volatile EvolutioN — «Эволюция атмосферы и летучих веществ на Марсе»). В отличии от земных, марсианские полярные сияния — это очень редкое и кратковременное явление: они продолжаются всего в течение нескольких секунд.

На Земле полярные сияния возникает вследствие взаимодействия верхних слоев атмосферы с заряженными частицами солнечного ветра. На Марсе глобального магнитного поля нет, однако учеными наблюдалась остаточная намагниченность коры, особенно, в горной местности южного полушария. Такие слабые магнитные поля могут стать причиной полярного сияния. Свечение в атмосфере возникает из-за того, что «влетающие» электроны солнечного ветра ускоряются вдоль линий магнитного поля, взаимодействуют с молекулами углекислого газа, являющегося основой тонкой атмосферы планеты.

Ученые предполагают, что на Венере и Титане (один из спутников Сатурна) бывают аналогичные марсианским полярные сияния, поскольку оба тела не имеют собственного магнитного поля.

Марсианские сутки не многим длиннее земных

Продолжительность суток говорит о том, сколько времени требуется планете для совершения полного оборота вокруг своей оси. На планетах, которым требуется больше времени для совершения полного оборота, дни длятся дольше. Продолжительность дня на каждой планете Солнечной системы своя, поскольку всем требуется свое время для совершения полного оборота.

На Земле сутки длятся 24 часа (если округлить). На Юпитере – 9 часов 55 минут. На Венере — 116 дней и 18 часов. Марсианские сутки длятся 24 часа и 40 минут. Учитывая такое большое разброс продолжительности суток между другими планетами, как так получилось, что продолжительность земных и марсианских суток разделяют всего 40 минут? Чистое совпадение, говорят ученые.

Читайте также:  Разница между верхними и нижними цифрами давления

Согласно общепринятой модели формирования планет, они образуются из крупных сгущений в газопылевом диске, оставшегося после формирования звезды. Вследствие столкновения с другими объектами внутри газопылевого диска эти сгустки начинают вращаться. При этом скорость их вращения может варьироваться и изменяться множество раз. В конце концов, когда формирование планеты практически завершено, объект больше ни с чем не сталкивается. У появившейся планеты сохраняется момент вращения, возникший в результате последнего столкновения.

На Марсе есть вода

В 2008 году космический аппарат NASA Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) обнаружил признаки наличия потоков жидкой воды. Это открытие означало, что вода на Красном плане приобретает жидкую форму в летний сезон и замерзает в зимний. Как уже говорилось выше, марсианское лето гораздо холоднее земного. Однако дорожки, по которым могла течь вода, были обнаружены в месте, где температура не поднимается выше -23 градусов Цельсия. И если наличие водного льда здесь еще можно было бы объяснить, то наличие жидкой воды при минусовой температуре ученые объяснить пока затрудняются.

Согласно одному из предположений, вода здесь не замерзает из-за большого содержания соли (у соленой воды точка замерзания ниже). Согласно другой гипотезе, жидкая вода могла образоваться на поверхности вследствие контакта соли и льда (соль растопила лед). В любом случае более убедительное объяснение увиденному ученые планируют получить после определения источника этой воды. В настоящий момент выдвигаются несколько предположений: результат таяния льда, подземный источник, а также водный пар из атмосферы.

Ледяные шапки на полюсах и ледниковые пояса

Как и на Земле, северный и южный полюса Марса покрыты ледяными шапками. Однако в северном и южном полушарии Красной планеты в центральных широтах также имеются ледниковые пояса. Раньше мы их не замечали, поскольку они оказались скрыты толстым слоем пыли.

К слову, по мнению ученых, пыль как раз и защищает эти пояса от испарения. На Марсе очень низкое атмосферное давление, что приводит к моментальному испарению воды и льда с поверхности. Лед сублимируется сразу в пар, а не становится сначала водой, а затем испаряется. По приблизительным подсчетам ученых на Марсе может содержаться более 150 миллиардов кубических метров льда, чего будет вполне достаточно для того, чтобы покрыть всю поверхность планеты ледяным слоем толщиной 1 метр.

На Марсе есть свои «водопады»

Изучив изображения, полученные с помощью орбитального зонда Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), ученые обнаружили наличие геологического «марсианского чуда света», похожего на наши земные водопады. Правда в случае Марса речь идет не об отвесных стоках больших объемов воды, а о потоках расплавленной лавы.

Исследователи выяснили, что лава извергалась в четырех различных точках вдоль 30-километрового кратера Тарсис, расположенного в регионе Марса, представляющего собой огромное вулканическое нагорье к западу от долин Маринера в районе экватора. Судя по фотографиям, как утверждают специалисты, можно сказать, что лава на Марсе была жидкой и по своему поведению была схожа с водой: после того, как лава заполняла кратер, она изливалась на поверхность четырьмя потоками. Потоки лавы не могли перекрыть старые отложения на одном уровне с кратером, о чем говорят различные цветовые оттенки на фото. Наиболее свежие же отложения — тёмного цвета, а старые — светлого.

Марс – единственная (помимо Земли) потенциально обитаемая планета

Планеты нашей Солнечной системы принято разделять на две категории – планеты земного типа, а также газовые гиганты. Планеты земного типа обладают твердой поверхностью. Мы можем на них высадиться. К ним относятся Меркурий, Венера, Земля и Марс (прости, Плутон). Газовые гиганты состоят собственно из газов. На них невозможно высадиться, поскольку у них нет твердой поверхности. К газовым гигантам относятся Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.

Насколько нам известно, среди всех известных планет Солнечной системы только на Земле есть жизнь. Марсу не хватает для этого совсем чуть-чуть. Среды остальных планет нас просто убьют. Например, поверхность Меркурия похожа на гигантскую жаровню, поскольку планета находится очень близко к Солнцу. Несмотря на свое более далекое расположение поверхность Венеры (вторая планета от Солнца) еще горячее. Объясняется это наличием очень плотной атмосферы из окиси углерода, которая действует как тепловая ловушка.

Теоретически Марс способен поддерживать жизнь, хотя эта планета не такая гостеприимная, как может показаться из подзаголовка. Для выживания на Марсе нам потребуется использование специального защитного оборудования и жилища, поскольку на планете присутствует повышенный радиационный фон, а также отсутствует атмосфера для дыхания.

Ученые, рассматривающие планы по потенциальной колонизации Марса, предложили идею установки генератора магнитного поля между Марсом и Солнцем. Наличие магнитного поля могло бы защитить Марс от солнечного ветра (радиации), истощающего атмосферу планеты.

Если решить проблему солнечного ветра, мы сможем поднять на Марсе атмосферное давление, что в свою очередь приведет к росту средней температуры на поверхности планеты и растопит ледяные шапки на полюсах. Выброс CO2 в атмосферу запустит парниковый эффект. На Марсе вновь потекут реки воды, а сама планета превратится в неплохой космический курорт. Мечты, мечты. Начнем с того, что у нас нет технологий, которые позволили бы создать магнитное поле у целой планеты. На этом, пожалуй, пока и закончим.

Читайте также:  Артериальное давление и температура в помещении

Некоторые особенности ландшафта Марса могли образоваться аналогично земным

Несмотря на редкость явления, на Земле по-прежнему продолжают возникать совершенно новые участки суши. После извержения подводных вулканов появляются небольшие острова. За последние 150 лет история стала свидетелем как минимум трех таких событий. При этом последнее случилось совсем недавно. В 2015 году в результате извержения вулкана в Тихом океане появился остров Хунга Тонга-Хунга Хаапай.

Событие, разумеется, привлекло внимание ученых из NASA. Поначалу ученые опасались, что остров может рассыпаться, но теперь говорят, что Хунга Тонга-Хунга Хаапай может просуществовать по меньшей мере 30 лет.

Интерес NASA к острову вызван тем, что он позволяет представить картину того, как вода могла формировать ландшафт древнего Марса. Появившийся Хунга Тонга-Хунга Хаапай изначально был нестабилен и постоянно терял свои части, которые падали обратно в океан. Разрушение острова прекратилось, как только его основа (вулканический пепел) вошла в реакцию с соленой водой и затвердела.

По мнению ученых из NASA, аналогичным образом могли появиться некоторые ландшафтные особенности Марса.

Марс способен поддерживать жизнь

На Марсе жизнь пока не нашли, но ученые твердо уверены в том, что Красная планета способна поддерживать и когда-то поддерживала существование жизни. «Кьюриосити», один из роверов, бороздящих поверхность Марса, обнаружил следы органических молекул в породе кратера Гейла, который около 3,5 миллиарда лет назад являлся озером.

Для жизни необходимо наличие комбинации из четырех органических молекул: белков, нуклеиновых кислот, жиров, а также углеводов. Без этих компонентов организм не сможет существовать как живой. Наличие этих молекул на Марсе будет означать, что там есть жизнь. Но не все так просто. Дело в том, что данные молекулы могут производиться некоторыми видами неживых веществ, что делает такой вывод неокончательным. Поэтому у ученых имеется другой индикатор, который мог бы указывать на наличие жизни на Марсе – метан.

Живые существа производят метан. На самом деле основная часть этого вещества на Земле произведена живыми существами. В атмосфере Марса тоже обнаружен метан. Там он задерживается всего на сто лет, после чего исчезает, а затем вновь появляется. То есть, получается, что на планете имеется некий источник метана, пополняющий его концентрацию в атмосфере. Что это за источник – ученым пока неизвестно, но они продолжают активно дискутировать на эту тему. Одни говорят, что метан является результатом неких химических реакций, происходящих на планете, другие уверены – метан производится микробами. Более того, ученые даже обнаружили выбросы метана, выяснив, что они происходят сезонно. Как оказалось, чаще всего они происходят в летний период и прекращаются в зимний. На Земле такая особенность не наблюдается.

На Марсе могут расти растения (в теории)

Ученые из NASA уверены – в перспективе на Марсе будет возможно сельское хозяйство. Мы сможем выращивать там овощи и фрукты, деревья и многое другое. В ходе эксперимента, проведенного совместно с Международным центром по картофелю в Перу, ученые из NASA смогли вырастить картофель в специальном боксе, внутри которого имитировались суровые условия климата Марса.

К сожалению, данный эксперимент нельзя считать показательным, поскольку ученые использовали почву, взятую из перуанской пустыни Пампа-де-Ла-Хойя. Несмотря на то, что почва прошла стерилизационную обработку для чистоты эксперимента, в ней по-прежнему могли остаться микробы, которые могли способствовать росту растений. Кроме того, картофель выращивался из частей картошки, а не из семян, а это в свою очередь может оказаться большой проблемой, поскольку таким образом картофель транспортировать на Марс невозможно – радиация повредит его клетки, что сделает ее непригодной для выращивания.

В ходе аналогичного эксперимента студенты Университета Вилланова (штат Пенсильвания, США) вырастили салат, капусту, чеснок и хмель. Картошку вырастить не удалось. Клубни погибли из-за слишком плотной почвы. В ходе своего эксперимента студенты в качестве почвы для посадки использовались вулканический базальт, вместо богатого железом аналога марсианского грунта (реголита). Несмотря на то, что базальт вполне неплохо имитирует среду реголита, это все-таки другое соединение.

Реголит непригоден для посадки, поскольку в нем содержится большое число перхлоратов, крайне токсичных для человеческого организма. Однако, отмечают ученые, не все потеряно. От перхлоратов почву можно избавить путем фильтрации (водой) или заселением в нее бактерий, которые питаются этими соединениями. Использование бактерии выглядит даже более предпочтительным, поскольку они смогут производить кислород в ходе этого процесса.

Другой проблемой является солнечный свет, а точнее его нехватка. Как известно, Красная планета получает лишь половину от того объема света, который получает Земля. Более того, добрая часть этого света блокируется «пылевым фильтром» марсианской атмосферы. Даже если ученые решат эту проблему, придется как-то решать еще и вопрос ультрафиолетового излучения, которое практически в полном объеме бомбардирует Марс с Солнца.

Источник

Adblock
detector