Южная полярная шапка (Марс)

Эту статью следует викифицировать. Пожалуйста, оформите её согласно правилам оформления статей.

Южная полярная шапка Марса, снимок Mars Global Surveyor (27 апреля 2000 года).

Южная полярная шапка — область, расположенная на южном полюсе Марса, характеризующаяся наличием гигантских количеств двуокиси углерода в твердой фазе с примесью льда, воды и пыли. Подвержена сезонным изменениям. В разгар весны полярная шапка имеет поперечник около 400 километров.

Структура

Мозаика снимков КА «Викинг 2» южного полюса Марса, полученных 28 сентября 1977 года.

Южная полярная шапка Марса с высоты 269 км, снимок орбитального аппарата Марс Экспресс.

Полярные шапки — белые пятна на глобусе Марса и в буквальном, и в переносном смысле слова, это очень заметные детали даже с Земли, меняющие свои очертания в зависимости от времен года на Марсе — то разрастающиеся, то почти исчезающие. Когда на одном полушарии планеты на смену осени приходит зима, соответствующая шапка начинает расти, на другом полушарии в это время лето и там протекает обратный процесс. При этом в южном полушарии зимой холоднее, но зато летом теплее, чем в северном. С приходом весны полярная шапка начинает уменьшаться и к концу марсианского июля почти исчезает на южном полюсе, северная же шапка намного больше. Такая картина повторяется из года в год. В середине зимы полярные шапки занимают поверхность до 50° по широте. Не тающие, остаточные части шапок сформированы из мощных слоистых отложений. На снимках, сделанных издалека, они выглядят как вихреобразные образования, которые на более детальных снимках превращаются в систему уступов, террас и депрессий.

Северная остаточная шапка Марса в настоящее время гораздо крупнее (около 1000 км в поперечнике) своего южного аналога (около 300 км), поскольку южное полушарие в летний период находится в перигелии, то есть заметно ближе к Солнцу. Также этому могло способствовать более низкое положение поверхности северного полушария. Здесь расположены обширные низменности, в которых в течение миллионов лет могли накапливаться мощные толщи тонкозернистого материала, сносимого с материковых возвышенностей южного полушария. Такие осадочные отложения в условиях сурового климата Марса и могли стать наиболее крупным потенциальным резервуаром для накопления льда.

Полярные шапки Марса состоят из двух слоев. Нижний, основной слой, с толщиной, оцениваемой в сотни метров, образован обычным водяным льдом, смешанным с пылью, который сохраняется и в летний период. Это постоянные шапки. Наблюдаемые сезонные изменения полярных шапок происходят за счёт верхнего слоя толщиной менее 1 метра, состоящего из твердой углекислоты, так называемого «сухого льда». Покрываемая этим слоем площадь быстро растет в зимний период, достигая параллели 50 градусов, а иногда и переходя этот рубеж. Весной с повышением температуры этот слой испаряется и остается лишь постоянная шапка.

Изучение

Группе учёных из под руководством Марии Зубер удалось определить состав южной полярной шапки, используя данные о ее топографии и гравитационных потенциалах, собранные аппаратами Mars Global Surveyor и Mars Reconnaissance Orbiter. Они вычислили толщину и массу южного ледяного щита и определили его среднюю плотность, которая оказалась равна 1220 кг/м³. Известно, что плотность водяного льда составляет около 900 кг/м³, а сухого льда — 1600 кг/м³. Сопоставив эти данные, учёные пришли к выводу, что марсианский ледяной щит, скорее всего, состоит из водяного льда с примесью различных силикатов. Что касается сухого льда, то он присутствует лишь на самой поверхности шапки, и в целом его массовая доля очень незначительна.

Вплоть до настоящего момента ученых сильно озадачивал тот факт, что многие области южной полярной шапки отражают значительно меньше света, чем должна отражать покрытая льдом поверхность. Однако выяснилось, что в затемнённых областях шапка также состоит из льда, просто сверху его покрывает тонкий слой темной пыли. По какой причине пыль покрывает лишь некоторые участки шапки — до сих пор неясно.

«Методика нашего эксперимента весьма проста, однако все измерения должны были осуществляться с высокой степенью точности», — отметила Мария Зубер. В будущем она планирует провести аналогичное исследование северной полярной шапки. В отличие от южной, ее не затемняют пылевые пятна, зато она упирается в поля дюн, которые также могут содержать в себе значительное количество водяного льда.

Между тем лишь недавно учёным удалось объяснить происхождение огромных залежей льда в марсианской почве: по их мнению, причиной этого являются сильные колебания оси планеты, порождающие в ней быструю череду ледниковых периодов. Данные, собранные космической станцией Mars Global Surveyor, позволили определить, как меняются во времени размеры и плотность ледяных шапок. Результаты последних исследований говорят, что вдобавок к сезонным изменениям южная полярная шапка Марса в течение последних нескольких лет сократилась в размерах, что является ярким свидетельством изменения марсианского климата. При измеренной скорости уменьшения полярной шапки рост содержания углекислого газа в атмосфере может заметно увеличить атмосферное давление Марса, удвоив его за время порядка сотен или тысяч марсианских лет.

Интересные факты

Ледяное «озеро» на Южном полюсе Марса настолько огромно, что если растопить вес лёд, то поверхность планеты покроется 11-метровым слоем воды.

См. также

Северная полярная шапка Марса — северный аналог Южной полярной шапки Марса.

Примечания

Для улучшения этой статьи желательно?: Викифицировать статью. Найти и оформить в виде сносок ссылки на авторитетные источники, подтверждающие написанное.