Температура на Марсе относительно низкая, в среднем около минус 60 градусов по Цельсию. Это намного холоднее, чем на Земле, но ведь и планета находится дальше от Солнца. Маленькая бесплодная планета также имеет тонкую атмосферу, которая на 95 процентов состоит из углекислого газа.
Эта комбинация факторов делает Марс суровым и холодным миром, температура на поверхности которого может опускаться до минус 128 градусов по Цельсию. Для сравнения, по данным Аризонского государственного университета, самая низкая зарегистрированная температура на Земле составляет минус 88 градусов по Цельсию в Антарктиде.
Между тем, самая высокая температура на Марсе достигает 21 градуса по Цельсию, что значительно ниже самой высокой температуры, зарегистрированной на Земле, которую Университет штата Аризона оценивает как 56 градусов по Цельсию в округе Инио, Калифорния, США.
Почему Марс такой холодный?
Атмосфера Марса примерно в 100 раз тоньше земной. Без “теплового одеяла” Марс не может удерживать тепловую энергию. Зимой вблизи полюсов температура может опускаться до минус 125 градусов по Цельсию. В летний день на Марсе может потеплеть до 20 градусов по Цельсию вблизи экватора, но ночью температура может упасть примерно до минус 73 градусов по Цельсию.
Марсоход Curiosity (НАСА) постоянно передаёт нам новые данные об окружающей среде на Марсе. Например, температура воздуха во второй половине дня могла достигать 6 градусов по Цельсию, при этом температура поднималась выше нуля в течение значительного количества дней. Между тем, марсоход Perseverance зафиксировал максимум минус 13 градусов по Цельсию и минимум минус 80 градусов по Цельсию 29 января 2022 года.
“То, что мы видим такие высокие температуры уже в течение дня, является неожиданностью и довольно интересно”, – заявил Фелипе Гомес из Центра астробиологии в Мадриде.
Ночью на скалах образуется изморозь, но с приближением рассвета и прогревом воздуха иней превращается в пар, и до тех пор, пока он не испарится, сохраняется 100-процентная влажность. Высокая влажность может помочь сделать Марс более пригодным для жизни, если вода конденсируется, образуя кратковременные лужи в ранние утренние часы.
“Условия в некоторых регионах Марса эквивалентны наиболее сухим частям пустыни Атакама в Чили”, – сказал Джон Раммель из Университета Восточной Каролины.
По мнению Раммеля, влажность Марса связана с колебаниями температуры. Ночью относительная влажность может повышаться до 80–100 процентов, при этом воздух иногда достигает атмосферного насыщения. Дневной воздух намного суше из-за более высоких температур.
“В настоящее время температура и атмосферное давление на Марсе слишком низки для стабильного существования там жидкой воды”, – писали Уильям Шиэн и Джим Белл в книге “Открытие Марса: история наблюдения и исследования Красной планеты”.
На Земле некоторые формы жизни способны выжить в засушливых регионах, вытягивая воду из влажного воздуха. Среди них преобладают лишайники, выживающие в засушливом климате и не подверженные часто возникающим засухам. Было обнаружено, что некоторые лишайники в сверхсухих районах фотосинтезируют при относительной влажности до 70 процентов. Другое исследование показало, что форма антарктического лишайника может адаптироваться к жизни в смоделированных марсианских условиях.
Такие кратковременные влажные периоды могут быть достаточно продолжительными и достаточно тёплыми, чтобы земные организмы могли метаболизировать и даже размножаться.
Времена года на Марсе
Как и на Земле, на Марсе четыре времени года, потому что планета наклонена относительно своей оси вращения. На Земле сезоны имеют одинаковую продолжительность. На Марсе из-за заметного эксцентриситета его орбиты времена года различаются по продолжительности гораздо сильнее. В северном полушарии весна является самым продолжительным сезоном и длится семь месяцев. Лето и осень длятся около шести месяцев. Зима длится всего четыре месяца.
В течение марсианского лета полярная ледяная шапка, состоящая в основном из углекислого газа, сжимается и может полностью исчезнуть. Когда наступает зима, ледяная шапка снова отрастает. По словам учёных, под ледяными щитами из углекислого газа может находиться некоторое количество жидкой воды.
Изменение климата на Марсе
В прошлом Марс мог быть теплее и влажнее, со средней глобальной температурой около 10 градусов по Цельсию.
“Мы узнали, что Марс – это динамичная планета”, – заявил журналистам в 2011 году Майкл Мейер, ведущий научный сотрудник программы НАСА по исследованию Марса. “Мы узнали, что он был тёплым и влажным в то же время, когда здесь, на Земле, зародилась жизнь”.
Другое исследование предполагает, что Красная планета, возможно, когда-то была белой ледяной пустошью со средней температурой минус 48 градусов по Цельсию. По словам Робина Вордсворта, исследователя из Гарварда, холодный сценарий проще моделировать, потому что Марс получает только 43 процента солнечной энергии в сравнении с Землёй, а ранний Марс освещался более молодым Солнцем, которое, как полагают, было на 25 процентов тусклее, чем сейчас.
“Это делает очень вероятным то предположение, что ранний Марс был холодным и ледяным”, – сказал он в своём заявлении.
И сегодня планета продолжает меняться. Недавние исследования показали, что планета выходит из ледникового периода, включающего сокращение полярных шапок и рост ледников в средних широтах.
Повсюду вокруг ледяной шапки есть свидетельства изменения климата от ледникового периода к межледниковому периоду.
Отложения слоистого льда на полюсах Марса фиксируют подробную историю накопления и эрозии, связанную с климатическими процессами. Радарные исследования измеряют эти слои и предоставляют доказательства климатических изменений, таких как наступление и отступление льда.
