Марс часто называют промерзлой пустыней. Средняя температура на планете составляет около −60 °C, а ночью на полюсах она может опускаться до −125 °C. Даже в самый теплый марсианский день на экваторе температура редко поднимается выше −5 °C.
Для сравнения: самая низкая температура, зафиксированная на Земле в естественных условиях, составила −89 °C в Антарктиде. Марс холоднее почти всегда и почти везде. Но почему так происходит?
Содержимое
Расстояние от Солнца — меньше света и тепла
Марс находится в полтора раза дальше от Солнца, чем Земля. Среднее расстояние от Солнца до Марса составляет около 228 миллионов километров, тогда как Земля вращается на расстоянии около 150 миллионов километров от светила. Это значит, что Марс получает примерно в 2,3 раза меньше солнечной энергии, чем Земля.
Интенсивность солнечного излучения убывает пропорционально квадрату расстояния. Иными словами, чем дальше планета от Солнца, тем меньше энергии она получает. Марс получает примерно 43% от того количества солнечного света, которое достигает Земли. Этого недостаточно, чтобы поддерживать комфортную температуру на поверхности.
Кроме того, орбита Марса более эллиптическая, чем у Земли. В перигелии (ближайшей точке к Солнцу) планета получает чуть больше тепла, а в афелии (самой дальней точке) — заметно меньше. Это усиливает температурные контрасты между сезонами.
Тонкая атмосфера — нет теплового одеяла
Атмосфера Марса в сто раз тоньше земной. Давление на поверхности планеты составляет около 0,6% от земного — это примерно как на высоте 35 километров над Землей, где летают только специальные самолеты-разведчики.
На Земле плотная атмосфера работает как одеяло: она задерживает тепло, полученное от Солнца, и не дает ему быстро улетучиваться в космос. Это называется парниковым эффектом. Водяной пар, углекислый газ и метан в атмосфере Земли поглощают инфракрасное излучение, исходящее от нагретой поверхности, и возвращают часть энергии обратно.
Марс почти лишен этого механизма. Его атмосфера состоит на 95% из углекислого газа, но она настолько разрежена, что парниковый эффект крайне слаб. Днем поверхность Марса нагревается солнечным светом, но ночью тепло мгновенно уходит в космос. Из-за этого суточные перепады температур на Марсе огромны: разница между дневной и ночной температурой может достигать 100 °C.
Отсутствие океанов и водяного пара
На Земле океаны играют роль гигантских тепловых аккумуляторов. Вода медленно нагревается днем и медленно остывает ночью, сглаживая температурные колебания. Кроме того, испаряющаяся вода создает водяной пар — мощный парниковый газ, который удерживает тепло в атмосфере.
На Марсе жидкой воды на поверхности нет. Основная часть воды находится в полярных шапках, под поверхностью и в составе минералов, а небольшое количество присутствует в атмосфере в виде водяного пара. Без океанов и без значительного количества водяного пара Марс не способен сохранять тепло.
Отсутствие геологической активности
Внутреннее тепло планеты тоже влияет на климат. На Земле вулканы, гейзеры и тектоническая активность выбрасывают в атмосферу углекислый газ, метан и водяной пар, которые усиливают парниковый эффект. Кроме того, внутреннее тепло Земли поддерживает температуру в глубинах океанов и влияет на климат в долгосрочной перспективе.
Марс геологически мертв. На нем нет действующих вулканов по крайней мере последние несколько миллионов лет, отсутствует тектоника плит, а внутреннее тепло почти исчерпано. Планета остыла, и этот процесс необратим. Без вулканической активности атмосфера Марса не пополняется газами, которые могли бы усилить парниковый эффект.
Потеря атмосферы в прошлом
Ученые считают, что миллиарды лет назад Марс был теплее и обладал более плотной атмосферой. Возможно, на его поверхности текли реки, существовали озера или даже океаны. Однако планета потеряла свое магнитное поле, которое защищало атмосферу от солнечного ветра.
Без магнитного щита заряженные частицы от Солнца постепенно выбивали молекулы атмосферы в космос. Этот процесс продолжался сотни миллионов лет и привел к тому, что Марс лишился большей части своей атмосферы. Вместе с атмосферой ушла и способность удерживать тепло.
Полярные шапки из сухого льда
На полюсах Марса есть ледяные шапки, состоящие из замерзшей воды и сухого льда (твердого углекислого газа). Зимой углекислый газ из атмосферы вымерзает на полюсах, увеличивая размер шапок. Летом сухой лед сублимирует обратно в атмосферу, и шапки уменьшаются.
Этот процесс забирает тепло из атмосферы: когда углекислый газ замерзает, он охлаждает окружающую среду. Таким образом, полярные шапки Марса еще больше охлаждают планету.
Читайте также: На Марсе когда-то шли тропические ливни.
