Adakah terdapat oksigen di atmosfera Marikh? NASA mencadangkan untuk memulihkan suasana Marikh menggunakan perisai magnet

Mengenal mana-mana planet bermula dengan atmosferanya. Dia menyelubungi badan kosmik dan melindunginya daripada pengaruh luar. Sekiranya atmosfera sangat jarang, maka perlindungan sedemikian sangat lemah, tetapi jika ia padat, maka planet itu berada di dalamnya seperti dalam kepompong - Bumi boleh menjadi contoh. Walau bagaimanapun, contoh sedemikian diasingkan dalam sistem suria dan tidak terpakai kepada planet terestrial lain.

Oleh itu, atmosfera Marikh (planet merah) sangat jarang berlaku. Ketebalan anggarannya tidak melebihi 110 km, dan ketumpatannya berbanding dengan atmosfera bumi hanya 1%. Di samping itu, planet merah mempunyai medan magnet yang sangat lemah dan tidak stabil. Akibatnya, angin suria menyerang Marikh dan menyebarkan gas atmosfera. Akibatnya, planet ini kehilangan 200 hingga 300 tan gas setiap hari. Semuanya bergantung kepada aktiviti suria dan dari jarak ke bintang.

Dari sini tidak sukar untuk memahami mengapa tekanan atmosfera sangat rendah. Di paras laut ia adalah 160 kali lebih rendah daripada di Bumi. Pada puncak gunung berapi ia adalah 1 mm Hg. Seni. Dan dalam lekukan yang mendalam nilainya mencapai 6 mm Hg. Seni. Nilai purata pada permukaan ialah 4.6 mm Hg. Seni. Tekanan yang sama direkodkan di atmosfera bumi pada ketinggian 30 km dari permukaan bumi. Dengan nilai sedemikian, air tidak boleh keadaan cair hadir di planet merah.

Dalam suasana Marikh karbon dioksida mengandungi 95%. Iaitu, kita boleh mengatakan bahawa dia menduduki kedudukan dominan. Di tempat kedua ialah nitrogen. Ia menyumbang hampir 2.7%. Tempat ketiga diduduki oleh argon - 1.6%. Dan oksigen berada di tempat keempat - 0.16%. Karbon monoksida, wap air, neon, kripton, xenon, dan ozon juga terdapat dalam kuantiti yang kecil.

Komposisi atmosfera sedemikian rupa sehingga mustahil bagi manusia untuk bernafas di Marikh. Anda hanya boleh bergerak mengelilingi planet dengan pakaian angkasa lepas. Pada masa yang sama, perlu diingatkan bahawa semua gas adalah lengai secara kimia dan tiada satu pun daripadanya beracun. Jika tekanan permukaan sekurang-kurangnya 260 mm Hg. Art., maka ia mungkin untuk bergerak di sepanjangnya tanpa pakaian angkasa dalam pakaian biasa, hanya mempunyai alat pernafasan.

Sesetengah pakar percaya bahawa beberapa bilion tahun dahulu atmosfera Marikh adalah lebih padat dan kandungan yang tinggi oksigen. Di permukaan terdapat sungai dan tasik air. Ini ditunjukkan oleh banyak pembentukan semula jadi yang menyerupai dasar sungai kering. Umur mereka dianggarkan kira-kira 4 bilion tahun.

Oleh kerana jarang berlaku atmosfera, suhu di planet merah dicirikan oleh ketidakstabilan yang tinggi. Terdapat turun naik harian yang tajam, serta perbezaan suhu tinggi bergantung pada latitud. Suhu purata ialah -53 darjah Celsius. Pada musim panas di khatulistiwa suhu purata ialah 0 darjah Celsius. Pada masa yang sama, ia boleh berubah-ubah siang hari dari +30 hingga -60 pada waktu malam. Tetapi rekod suhu sedang diperhatikan di kutub. Di sana suhu boleh turun hingga -150 darjah Celsius.

Walaupun ketumpatan rendah, angin, puting beliung, dan ribut sering diperhatikan di atmosfera Marikh. Kelajuan angin mencecah 400 km/j. Ia menimbulkan habuk Marikh berwarna merah jambu, dan ia meliputi permukaan planet dari pandangan orang ramai.

Ia mesti dikatakan bahawa walaupun atmosfera Marikh lemah, ia mempunyai kekuatan yang cukup untuk menentang meteorit. Tetamu yang tidak diundang dari angkasa, jatuh ke permukaan, mereka sebahagiannya terbakar, dan oleh itu tidak banyak kawah di Marikh. Meteorit kecil terbakar sepenuhnya di atmosfera dan tidak menyebabkan sebarang bahaya kepada jiran Bumi.

Vladislav Ivanov

Marikh, seperti Venus, adalah planet seperti Bumi. Mereka mempunyai banyak persamaan, tetapi terdapat juga perbezaan. Para saintis tidak kehilangan harapan untuk mencari kehidupan di Marikh, serta membentuk "saudara" Bumi ini, walaupun pada masa depan yang jauh. Untuk Planet Merah, tugas ini kelihatan lebih mudah daripada Venus. Malangnya, Marikh mempunyai medan magnet yang sangat lemah, yang merumitkan keadaan. Hakikatnya adalah kerana ketiadaan hampir lengkap medan magnet angin suria mempunyai sangat pengaruh yang kuat pada atmosfera planet ini. Ia menyebabkan dissipation gas atmosfera, jadi kira-kira 300 tan gas atmosfera melarikan diri ke angkasa setiap hari.

Menurut pakar, angin surialah yang menyebabkan penyebaran kira-kira 90% atmosfera Marikh selama berbilion tahun. Akibatnya, tekanan di permukaan Marikh ialah 0.7-1.155 kPa (1/110 daripada Bumi, tekanan sedemikian di Bumi boleh dilihat dengan meningkat kepada ketinggian tiga puluh kilometer dari permukaan).

Atmosfera di Marikh terdiri terutamanya daripada karbon dioksida (95%) dengan campuran kecil nitrogen, argon, oksigen dan beberapa gas lain. Malangnya, tekanan dan komposisi atmosfera di Planet Merah menyebabkan organisma hidup daratan tidak boleh bernafas di Planet Merah. Mungkin, sesetengah organisma mikroskopik akan dapat bertahan, tetapi mereka tidak akan dapat berasa selesa dalam keadaan sedemikian.

Komposisi atmosfera tidak begitu masalah. Jika tekanan atmosfera di Marikh adalah separuh atau satu pertiga daripada tekanan di Bumi, maka penjajah atau marsonaut akan dapat tinggal di masa tertentu hari dan tahun di permukaan planet tanpa pakaian angkasa, hanya menggunakan alat pernafasan. Banyak organisma darat akan berasa lebih selesa di Marikh.

NASA percaya bahawa adalah mungkin untuk meningkatkan tekanan atmosfera pada jiran Bumi dengan melindungi Marikh daripada angin suria. Perlindungan ini disediakan oleh medan magnet. Di Bumi ia wujud berkat mekanisme dinamo hidrodinamik yang dipanggil. Dalam teras cecair planet, aliran bahan konduktif elektrik (besi cair) sentiasa beredar, yang menyebabkan mereka teruja arus elektrik, yang mencipta medan magnet. Aliran dalaman dalam teras bumi adalah tidak simetri, yang menyebabkan peningkatan dalam medan magnet. Magnetosfera Bumi dengan pasti melindungi atmosfera daripada "meletup" angin suria.

Dipol, mengikut pengiraan pengarang projek untuk mencipta perisai magnetik untuk Marikh, akan menghasilkan medan magnet yang cukup kuat yang tidak akan membenarkan angin suria mencapai planet ini

Malangnya bagi manusia, tiada medan magnet berkuasa berterusan di Marikh (dan Zuhrah), hanya jejak lemah direkodkan. Terima kasih kepada Juruukur Global Mars, adalah mungkin untuk ditemui bahan magnet di bawah kerak Marikh. NASA percaya bahawa anomali ini terbentuk di bawah pengaruh sekali teras magnet dan disimpan sifat magnetik walaupun selepas planet itu sendiri kehilangan bidangnya.

Di mana untuk mendapatkan perisai magnetik

Pengarah jabatan saintifik NASA Jim Green percaya bahawa medan magnet semula jadi Marikh tidak dapat dipulihkan, sekurang-kurangnya tidak sekarang atau bahkan dalam masa yang sangat jauh. Tetapi adalah mungkin untuk mencipta medan buatan. Benar, bukan di Marikh itu sendiri, tetapi di sebelahnya. Bercakap dengan laporan "Masa Depan persekitaran Marikh untuk Penyelidikan dan Sains" pada acara Bengkel Planetary Science Vision 2050, Green mencadangkan mencipta perisai magnetik. Perisai ini, Mars L1, menurut pengarang projek itu, akan menutup Marikh dari angin suria, dan planet ini akan mula memulihkan suasananya. Ia dirancang untuk meletakkan perisai di antara Marikh dan Matahari, di mana ia akan berada dalam orbit yang stabil. Ia dirancang untuk mencipta medan menggunakan dipol besar atau dua magnet yang sama dan bercas bertentangan.

Gambar rajah NASA menunjukkan bagaimana perisai magnet akan melindungi Marikh daripada angin suria

Pengarang idea mencipta beberapa model simulasi, yang masing-masing menunjukkan bahawa selepas pelancaran perisai magnetik, tekanan di Marikh akan mencapai separuh daripada Bumi. Khususnya, karbon dioksida di kutub Marikh akan tersejat, bertukar menjadi gas daripada fasa pepejal. Akan mendedahkan dirinya dari semasa ke semasa kesan rumah hijau, Marikh akan mula memanaskan badan, ais yang hampir dengan permukaan planet di banyak tempat akan cair dan planet ini akan dilitupi air. Adalah dipercayai bahawa keadaan sedemikian wujud di Marikh kira-kira 3.5 bilion tahun yang lalu.

Sudah tentu ini bukan projek hari ini, tetapi mungkin pada abad yang akan datang orang akan dapat merealisasikan idea ini dan terraform Marikh, mewujudkan rumah kedua untuk diri mereka sendiri.

Suasana Marikh, seperti atmosfera Zuhrah, kebanyakannya terdiri daripada karbon dioksida, walaupun ia lebih nipis. Selepas penemuan metana pada tahun 2003, penyelidikan atmosfera diteruskan dengan penuh keterujaan. Kehadiran metana secara tidak langsung mungkin menunjukkan kehadiran kehidupan di Marikh, walaupun kemungkinan besar ini adalah kesan aktiviti gunung berapi atau hidroterma planet ini.

Atmosfera ialah 96% karbon dioksida, 2.1% argon dan 1.9% nitrogen. Kesan oksigen, metana, karbon monoksida dan karbon dioksida, dan sejumlah kecil wap air dalam bentuk awan sejuk juga ditemui. Kepekatan karbon dioksida di Marikh adalah 23 kali lebih tinggi daripada di Bumi. Ini menjadikannya mustahil untuk sebarang kehidupan wujud di Marikh. Sekurang-kurangnya kehidupan yang kita semua terbiasa di Bumi asal kita.

Komposisi atmosfera Marikh.

Komposisi atmosfera, serta jisimnya, sangat berubah-ubah semasa tahun Marikh. pada musim sejuk kebanyakannya karbon dioksida terpeluwap dalam penutup kutub, jadi atmosfera menjadi lebih nipis. Pada musim panas, bahagian ini menguap, dan ketumpatan atmosfera meningkat.

Tetapi pada musim sejuk dan musim panas, ketumpatan atmosfera tidak begitu tinggi untuk melancarkan turun naik suhu. Semasa satu hari Marikh, suhu melonjak melebihi 100 o C. Pada siang hari ia meningkat kepada +30 o C, dan pada waktu malam ia turun kepada -80 o C. Di kutub suhu minimum jatuh lebih rendah, kepada -150 o C.

Tekanan atmosfera di Marikh ialah 600 Pa. Sebagai perbandingan, di Bumi tekanan atmosfera ialah 101 Pa, dan di Zuhrah 9.3 MPa yang besar. Di gunung berapi Olympus, paling banyak titik tinggi di Marikh, tekanan atmosfera ialah 30 Pa. Dan pada titik paling dalam di planet ini, di Dataran Hellas, ia mencapai 1155 Pa.

Pemerhatian oleh Mars Exploration Rover dari permukaan Marikh menunjukkan bahawa walaupun atmosfera nipis, udara agak berdebu. Langit Marikh sentiasa diwarnai dengan coklat muda dan oren. Zarah pasir dan habuk terampai naik ke ketinggian 1.5 km. di atas permukaan planet dan disebabkan oleh tekanan rendah menetap dalam tempoh yang agak lama.

Sejarah suasana

Para saintis percaya bahawa atmosfera Marikh telah berubah sepanjang hayat planet ini. Terdapat bukti bahawa planet ini mempunyai lautan besar beberapa bilion tahun yang lalu. Tetapi pada masa ini, air hanya boleh wujud dalam bentuk wap atau ais. Pertama, tekanan atmosfera mampu "menahan" air dalam keadaan cecair paling banyak sahaja mata rendah planet. Dan kedua, suhu permukaan purata ialah -63 o C, jadi air hanya boleh wujud dalam keadaan pepejal.

Walau bagaimanapun, pada awal sejarahnya, Marikh mempunyai keadaan yang lebih baik. Pada awal tahun 2013, telah diumumkan bahawa atmosfera Marikh kaya dengan oksigen kira-kira 4 bilion tahun yang lalu (). Antara sebab yang mungkin Penipisan oksigen di atmosfera dipanggil berikut:

1. Kemusnahan secara beransur-ansur atmosfera oleh angin suria.
2. Perlanggaran dengan meteorit atau komet besar yang mempunyai akibat bencana untuk Marikh.
3. Graviti rendah Marikh tidak membenarkan ia mengekalkan suasana.

Potensi untuk kegunaan manusia

Bagaimanakah seseorang boleh menggunakan atmosfera Marikh? Soalan ini semakin kerap ditanya, kerana penjajahan Marikh tidak lagi kelihatan seperti mimpi fantasi yang mustahil. Ya, masih ada lebih banyak soalan daripada jawapan. Tetapi isu perlu diselesaikan satu demi satu, dan bukan sekali gus.

Karbon dioksida dari atmosfera Marikh boleh digunakan untuk mencipta bahan api roket untuk penerbangan pulang ke Bumi. Terdapat beberapa pilihan untuk menggunakan volum kaya CO 2 ini, salah satunya ialah proses Sabatier. ini proses kimia ialah tindak balas karbon dioksida dengan hidrogen ke atas mangkin nikel. Tindak balas ini menghasilkan oksigen dan metana.

Reaksi Sabatier sudah "dicuba" oleh saintis dari NASA untuk memproses karbon dioksida di International stesen angkasa lepas, yang tinggal selepas angkasawan bernafas. Oleh itu, di Marikh kita mungkin tidak memerlukan oksigen di atmosfera - kita akan menghasilkannya sendiri.

Karbon dioksida	95,32 %
Nitrogen	2,7 %
Argon	1,6 %
Oksigen	0,13 %
Karbon monoksida	0,07 %
wap air	0,03 %
Nitrik oksida(II)	0,013 %
Neon	0,00025 %
Kripton	0,00003 %
Xenon	0,000008 %
Ozon	0,000003 %
Formaldehid	0,0000013 %

Suasana Marikh - sampul gas, mengelilingi planet ini Marikh. Jauh berbeza dengan atmosfera bumi pada kedua-duanya komposisi kimia, dan oleh parameter fizikal. Tekanan di permukaan ialah 0.7-1.155 kPa (1/110 daripada Bumi, atau sama dengan Bumi pada ketinggian lebih tiga puluh kilometer dari permukaan Bumi). Anggaran ketebalan atmosfera ialah 110 km. Anggaran berat suasana 2.5 10 16 kg. Marikh mempunyai medan magnet yang sangat lemah (berbanding dengan Bumi), dan akibatnya, angin suria menyebabkan pelesapan gas atmosfera ke angkasa pada kadar 300±200 tan sehari (bergantung kepada aktiviti suria semasa dan jarak dari Matahari. ).

Komposisi kimia

4 bilion tahun yang lalu, atmosfera Marikh mengandungi sejumlah oksigen yang setanding dengan bahagiannya di Bumi muda.

Turun naik suhu

Oleh kerana atmosfera Marikh sangat jarang, ia tidak melancarkan turun naik harian dalam suhu permukaan. Suhu di khatulistiwa berjulat dari +30°C pada waktu siang hingga −80°C pada waktu malam. Di kutub, suhu boleh turun kepada -143°C. Walau bagaimanapun, turun naik suhu harian tidak begitu ketara seperti pada Bulan tanpa atmosfera dan Mercury. Ketumpatan rendah tidak menghalang atmosfera daripada membentuk ribut debu dan puting beliung berskala besar, angin, kabut, awan, dan mempengaruhi iklim dan permukaan planet.

Pengukuran pertama suhu Marikh menggunakan termometer yang diletakkan pada fokus teleskop pemantul telah dijalankan pada awal 1920-an. Pengukuran oleh V. Lampland pada tahun 1922 memberikan suhu purata permukaan Marikh 245 (-28°C), E. Pettit dan S. Nicholson pada tahun 1924 menerima 260 K (-13°C). Nilai yang lebih rendah diperolehi pada tahun 1960 oleh W. Sinton dan J. Strong: 230 K (−43°C).

Kitaran tahunan

Jisim atmosfera berubah dengan banyak sepanjang tahun disebabkan oleh pemeluwapan sejumlah besar karbon dioksida dalam penutup kutub. masa musim sejuk dan penyejatan - pada musim panas.

Marikh, planet keempat yang paling jauh dari Matahari, sudah ada masa yang lama ialah objek perhatian rapat sains dunia. Planet ini sangat mirip dengan Bumi dengan satu pengecualian kecil tetapi menentukan - atmosfera Marikh membentuk tidak lebih daripada satu peratus daripada isipadu atmosfera bumi. Cangkang gas mana-mana planet adalah faktor penentu yang membentuknya penampilan dan keadaan permukaan. Adalah diketahui bahawa semua dunia pepejal sistem suria terbentuk di bawah keadaan yang lebih kurang sama pada jarak 240 juta kilometer dari Matahari. Jika keadaan untuk pembentukan Bumi dan Marikh hampir sama, maka mengapa planet-planet ini sangat berbeza sekarang?

Ini semua tentang saiz - Marikh, terbentuk daripada bahan yang sama seperti Bumi, pernah mempunyai teras logam cair dan panas, sama seperti planet kita. Buktinya banyak gunung berapi yang telah pupus pada Tetapi "planet merah" adalah banyak lebih kecil daripada Bumi. Ini bermakna ia menyejuk lebih cepat. Apabila teras cecair akhirnya menyejuk dan mengeras, proses perolakan berakhir, dan dengan itu perisai magnet planet, magnetosfera, hilang. Akibatnya, planet ini kekal tidak berdaya melawan tenaga pemusnah Matahari, dan atmosfera Marikh hampir sepenuhnya dibawa oleh angin suria (aliran besar zarah terion radioaktif). "Planet Merah" telah bertukar menjadi padang pasir yang tidak bernyawa...

Kini atmosfera di Marikh adalah cangkang gas yang nipis dan jarang, tidak dapat menahan penembusan gas maut yang membakar permukaan planet. Kelonggaran terma Marikh adalah beberapa urutan magnitud kurang daripada, sebagai contoh, Venus, yang suasananya lebih padat. Atmosfera Marikh, yang mempunyai kapasiti haba yang terlalu rendah, menghasilkan purata kelajuan angin harian yang lebih ketara.

Komposisi atmosfera Marikh dicirikan oleh kandungan yang sangat tinggi (95%). Atmosfera juga mengandungi nitrogen (kira-kira 2.7%), argon (kira-kira 1.6%) dan sejumlah kecil oksigen (tidak lebih daripada 0.13%). Tekanan atmosfera Marikh adalah 160 kali lebih tinggi daripada tekanan di permukaan planet. Tidak seperti atmosfera bumi, cangkang gas di sini mempunyai watak berubah-ubah yang jelas, disebabkan oleh fakta itu penutup ais kutub planet yang mengandungi jumlah yang besar karbon dioksida, cair dan beku dalam satu kitaran tahunan.

Mengikut data yang diperolehi daripada penyelidikan kapal angkasa Mars Express, atmosfera Marikh mengandungi beberapa metana. Keistimewaan gas ini ialah penguraiannya yang cepat. Ini bermakna di suatu tempat di planet ini mesti ada sumber pengisian semula metana. Terdapat hanya dua pilihan di sini - sama ada aktiviti geologi, jejak yang belum ditemui, atau aktiviti penting mikroorganisma, yang boleh mengubah pemahaman kita tentang kehadiran pusat kehidupan dalam Sistem Suria.

Kesan ciri suasana Marikh ialah ribut debu, yang boleh berlarutan selama berbulan-bulan. Selimut udara padat planet ini terdiri terutamanya daripada karbon dioksida dengan kemasukan kecil oksigen dan wap air. Kesan berlarutan ini adalah disebabkan oleh graviti Marikh yang sangat rendah, yang membolehkan suasana yang sangat jarang untuk mengangkat berbilion tan habuk dari permukaan dan menahan untuk masa yang lama.