Если относительно крошечные концентрации углекислого газа способны удерживать достаточное количества тепла, чтобы вызвать глобальное потепление на Земле, то почему Марс такой холодный? Что это за аномалия такая, если атмосфера Красной планеты на 95% состоит из углекислого газа?
За температуру поверхности планеты отвечают четыре основных фактора:
- Состав атмосферы;
- Плотность атмосферы;
- Присутствие воды (естественные водоемы и влажность воздуха);
- Расстояние от Солнца.
Есть и другие факторы, в том числе сезонные эффекты и присутствие магнитосферы, но они играют лишь второстепенные роли.
Проживая на Земле и изучая ее, мы знаем, что определенный баланс этих компонентов делает нашу планету пригодной для жизни. И даже незначительная разбалансировка может привести к последствиям, которые будут отражены в планетарном масштабе. Например, прямо сейчас Земля претерпевает негативные и опасные изменения, вызванные увеличением количественного содержания парниковых газов в атмосфере.
Увеличение концентрации двуокиси углерода, метана, гексафторида серы и других газов в атмосфере постепенно повышает температуру поверхности нашей планеты, и этот процесс, по всей видимости, будет только набирать обороты.
Как следствие, полярные льды начинают стремительно таять и учащаются экстремальные погодные явления (лесные пожары, наводнения, ураганы и т. д.), что, естественно, ставит перед нами постоянно усложняющуюся задачу по адаптации к новой реальности.
Небольшая концентрация, но большой эффект
Удивительно осознавать, как мало должна измениться концентрация углекислого газа (CO2) и других парниковых газов, чтобы вызвать столь ощутимый сдвиг в нашем климате. С 1950-х годов мы повысили уровень CO2 в атмосфере лишь на долю процента, но это уже вызывает некоторые серьезные — и исключительно негативные — изменения в нашем климате.
Связано это с тем, что на CO2 приходится лишь крошечная часть от объема атмосферы Земли. Это содержание измеряется в частях на миллион (ppm), что означает, что на каждую молекулу углекислого газа приходится миллион других. В мае 2022 года концентрация CO2 в земной атмосфере составляет 420,82 ppm или примерно 0,042%, поэтому увеличение даже на долю процента способно привести к разрушительным последствиям.
Мы можем сказать, какими были атмосфера и климат Земли в далеком прошлом, анализируя пузырьки древнего воздуха, «запертые» во льду. Например, во время ледниковых периодов концентрация углекислого газа составляла около 200 ppm или 0,02%. В более теплые межледниковые периоды этот показатель колебался в районе 280 ppm (0,028%), но с 1950-х годов показатель начал стремительно расти. В 2013 году уровень CO2 в атмосфере Земли впервые в истории превысил 400 ppm (0,04%).
Это повышение представляет собой почти удвоение концентрации CO2, и ясно, что в «рецепте температуры», который приведен в начале статьи, изменения такого масштаба приводят к печальным последствиям.
Роль воды
Вода является важным компонентом земной поверхности; она вынуждает температуру окружающей среды меняться плавно. Это объясняет, почему в тропических лесах температура не сильно меняется в течение дня, а вот в пустыне Сахара ночами очень холодно. Вода играет важную роль в «температурной стабильности».
Давайте посмотрим на наши твердые планеты земной группы:
Меркурий — ближайшая к Солнцу планета, у которой очень тонкая атмосфера, поэтому температура на поверхности в ночное время опускается до −173 градусов Цельсия, а на дневной поднимается до +427 градусов.
Венера — вторая планета от Солнца, которая очень и очень горячая (средняя температура ее поверхности +462 градуса). Ее атмосфера невероятно плотная и на 96% состоит из углекислого газа. А ведь когда-то, согласно некоторым исследования, Венера могла быть довольно комфортным местом. Вероятно, эта планета является наглядным примером того, к чему приводит запущенное глобальное потепление.
И вот, минуя Землю, мы добрались до Марса. Атмосфера этой чудесной планеты богата углекислым газом (95,3%), но она чрезвычайно разрежена (около 1% от плотности атмосферы Земли). Кроме того, Марс — очень сухая планета, которая находится далеко от Солнца, получая примерно на 50% меньше света, чем получает наша планета. Эта комбинация делает Марс очень холодным местом: от +20 градусов летом до -127 градусов зимой.
