Журнал Природа, 2005г. №9

Журнал Природа, 2005г. №9

: [url=http://txt.drevle.com/text/priroda-2005-09/28]Журнал Природа, 2005г. №9[/url]
 

Содержание
OCR
КОСМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

основе данных спектрометра
TES (рис.1). Лазерный альтиметр
позволил установить с высокой
точностью как фигуру планеты
с присущей ей глобальной
асимметрией (южное полуша
рие Марса выше северного на
3—4 км), так и локальную топог
рафию. Измерения магнетомет
ра положили конец спорам
о магнитном поле Марса: обна
ружена остаточная намагничен
ность коры. Аппарат НАСА «Mars
Odyssey» (2001) доставил к Мар
су спектрометр гаммаизлуче
ния, еще один, после спектро
метра TES, прибор, первона
чально предназначенный для
миссии «Mars Observer». Резуль
таты этого прибора и работаю
щего совместно с ним российс
кого нейтронного спектромет
ра
«High
Energy
Neutron
Detector» (HEND) — обнаруже
ние воды в верхних 1—3 м грун
та с содержанием 35—50% в по
лярных областях и 5—10% в не
которых областях вблизи эква
тора — широко известны и при
числены к важнейшим достиже
ниям отечественной космичес
кой науки (см. статью И.Г.Мит
рофанова в этом номере).
Давление у поверхности
Марса от 4 до 10 мбар, средняя
температура поверхности око
ло 210 K, при больших суточ
ных, широтных и сезонных ва
риациях: от минимально воз
можной, ограниченной конден
сацией атмосферы, температу

ры 145 K, которая достигается
в высоких широтах в период
полярной ночи, и до 290 K и бо
лее — в средних летних широ
тах после полудня. Такой ог
ромный по сравнению с Землей
диапазон температур, а также
тот факт, что максимальные
температуры достигаются не
в тропиках, а в средних широ
тах, объясняется низкой плот
ностью атмосферы и отсутстви
ем океана, который выполняет
на Земле функцию термостата.
Сезоны на Марсе похожи на
земные, но сезонный цикл ус
ложнен относительно большим
(e ≈ 0.09) эксцентриситетом ор
биты, в результате которого
южное лето короче и теплее се
верного. Зимой СО 2 , из которо
го в основном состоит марсиа
нская атмосфера, конденсиру
ется и выпадает на поверх
ность, образуя сезонные поляр
ные шапки. При этом в твердую
фазу периодически переходит
до 25% массы атмосферы
(рис.2). Кроме сезонных поляр
ных шапок, на Марсе существу
ют постоянные, остаточные по
лярные шапки, которые замет
но различаются между собой.
Северная полярная шапка суще
ственно больше южной и состо
ит в основном из водяного льда,
тогда как южная шапка, судя по
спектру ее теплового излуче
ния, имеет температуру конден
сации CO 2 и, следовательно,
состоит из твердой углекисло

ты. Асимметричен и гидрологи
ческий цикл планеты (рис.1).
Споры о причинах такой
асимметрии идут достаточно
давно. Вначале сезонную мигра
цию водяного пара связывали
с высвобождением воды, адсор
бированной марсианским грун
том, и асимметрию атмосфер
ного цикла объясняли неодно
родностью свойств поверхнос
ти планеты. На рубеже 1990х
годов стало ясно, что ведущую
роль в гидрологическом цикле
играют атмосферные процессы.
Т.Клэнси с коллегами высказали
гипотезу о ведущей роли экс
центриситета орбиты Марса
в гидрологическом цикле [3].
В современную эпоху прохож
дение Марсом афелия, когда по
ток солнечного излучения и,
следовательно,
температура
планеты минимальны, совпада
ет с летом северного полуша
рия. Глобальная циркуляция ат
мосферы Марса, изображенная
на рис.3, отличается от земной.
Так же, как и на Земле, на Марсе
есть глобальная конвективная
ячейка, однако она не локализо
вана в тропиках, а распростра
няется в высокие широты и пе
ресекает экватор. Восходящая
ветвь ячейки на Марсе всегда
находится вблизи самой теплой
точки планеты, т.е. в периоды
солнцестояния — в средних ши
ротах летнего полушария. Поэ
тому доминирующее направле
ние переноса в марсианской

Рис.2. Сезонный цикл атмосферного давления на
Марсе по данным метеорологических измерений на
посадочных аппаратах «Viking». Первый зонд (VL1,
измерения показаны точками) совершил мягкую
посадку в долине Хриса в точке 22.48°с.ш.,
49.97°з.д., второй (VL2, измерения показаны
крестиками) — на плато Утопия в точке 47.97°с.ш.,
225.74°з.д. По горизонтали отложена солнечная
долгота L S, начало координат в точке весеннего
равноденствия северного полушария. Осцилляции
более чем на 25% указывают на изменение массы
атмосферы за счет конденсации на сезонных
полярных шапках. Всплеск в данных VL1 при
L S = 280° — следствие мощного возмущения
атмосферной циркуляции изза глобальной
пылевой бури.
ПРИРОДА • №9 • 2005

27