Климат Марса: назад в будущее


    Где-то на орбите Марса спустя 50 миллионов лет.

    До недавнего времени климат планет Солнечной системы считался практически неизменным: только в 1920 году Милутином Миланковичем была предложена идея что изменения в эксцентриситете орбиты, наклон оси вращения Земли и её прецессии вызывают в сумме циклические изменения климата (на самом деле подобные предположения высказывались и до него, но недостаток данных не позволял правильно сформулировать это правило раньше). Эту закономерность так и назвали в честь её автора — циклами Миланковича. В 1950 году Дирком Брауэром и Адрианусом Ван Воеркамом было предположено что эксцентриситет марсианской орбиты тоже меняется со временем, ведя к изменениям его климата. Но на тот момент подтвердить или опровергнуть это было невозможно — до пролёта Марса первым земным зондом Маринер-4 оставалось ещё 15 лет.

    Благодаря моей хорошей знакомой Диляре Садриевой, вы можете посмотреть эту статью в формате видеоролика.

    Однако даже первые пролётные миссии передавали снимки слишком низкого качества, чтобы приоткрыть завесу тайны над этим вопросом. Но уже Маринеру-9 (впервые среди земных зондов вышедшему на марсианскую орбиту и проработавшем на ней с 14 ноября 1971 года по 27 октября 1972-го) удалось передать более 7 тысяч снимков приличного качества с разрешением в 100-1000 метров на пиксель. Для поклонников «Аэлиты» Алексея Толстого и «Войны миров» Герберта Уэллса новости оказались неутешительными: открытые Джованни Скиапарелли каналы на Марсе оказались всего лишь оптической иллюзией, а сам Марс предстал человечеству безжизненной пустыней. Температурные перепады на планете составляли от -143°C на полюсах зимой до +35°C в солнечный день на экваторе летом, а атмосферное давление на большей части планеты было столь низким, что водяной лёд превращался в пар и обратно минуя жидкую фазу.


    Первые следы непостоянства марсианского климата полученные «Маринером-9»: на снимке отчётливо видна слоистая структура полярных шапок идущая от правого верхнего угла снимка к центру его нижней части.

    Однако были и хорошие новости: аппарату удалось заснять больше 70% марсианской поверхности, включая полярные шапки. На них почти не наблюдалось кратеров, что свидетельствовало об их молодом возрасте (его оценили в 20 миллионов лет). Также повсеместно, начиная от 80 параллели и до самых полюсов, фиксировалась слоистая структура — это означало что полярные шапки Марса не только являются весьма молодыми образованиями, но ещё и периодически менялись в этот период. Теория об изменчивости марсианского климата начала подтверждаться.



    Первые симуляции давали изменения эксцентриситета в диапазоне 0,004-0,141, что почти совпало с современными оценками, составляющими 0-0,16. Текущее значение эксцентриситета для Марса оценивается в 0,0934 — это всё равно весьма большое значение по сравнению с земными 0,0167 и оно уступает только Меркурию. Именно на основании наблюдений Тихо Браге движения Марса Иоганн Кеплер смог прийти к выводу о том, что орбиты планет являются эллиптическими, а не круговыми, что в дальнейшем позволило ему составить три своих знаменитых закона.

    Цикличность изменений эксцентриситета также верно определили двумя периодами в 95 тысяч и 2 миллиона лет (хотя из-за сложностей в измерении скорости осаждения пород в полярных шапках Марса погрешности оценили в целых два порядка величины). А вот изменения в наклоне орбиты были оценены неверно: из-за преуменьшения влияния прецессии на этот параметр, первые расчёты исследователей давали только 15-35° вместо современных 0-80°.


    Анимация прецессии оси вращения Земли. У Марса она происходит в обратном направлении.

    Несмотря на то что Марс весит почти в 10 раз меньше Земли, его циклы занимают намного больше времени. Для Земли цикл прецессии занимает 25800 лет, в то время как для Марса это целых 56600 лет (скорость прецессии составляет 50,3 угловых секунд для Земли и 8,26 угловых секунд для Марса соответственно). Цикл изменения наклона оси у Земли составляет 41 тысячу лет, а у Марса — 124 тысячи. Прецессия оси вращения планеты ведёт к интересным эффектам: связанное с ней постепенное изменение оси вращения планеты приводит к тому, что звание «полярной» звезды со временем переходит от одной из них к другой. Также вместе с этим постепенно «дрейфует» и начало времён года: на Земле они смещаются назад на 1 день каждые 70,5 лет, а у Марса они наоборот смещаются на 1 день вперёд каждые 83,3 года. Скорость изменений в данном случае почти совпадают из-за того, что сам марсианский год в 1,8 раза дольше земного.

    image
    Эволюция южной полярной шапки по снимкам «Марс Глобал Сервейор».

    Из-за высокого эксцентриситета марсианской орбиты, совпадающим в афелии (самой удалённой от Солнца точки орбиты) с зимой в южном полушарии, приводит к тому что климат в этом полушарии является более суровым, а южная полярная шапка значительно превосходит северную в размерах. Из других интересных особенностей: продолжительность суток на Марсе на 37,4 минуты дольше земных, но дальше отрыв будет сокращаться, так как замедление вращения Марса происходит со скоростью на 3 порядка меньше чем у Земли, что связано с малой массой двух спутников Марса по сравнению с нашей Луной.

    1001 симуляция изменений наклона оси вращения Марса.

    В 1989 году Ласкаром было установлено что параметры планет земной группы изменяются хаотично (в основном из-за влияния также хаотически движущихся астероидов Веста и Церера, на которые влияют объекты Пояса астероидов). Это приводит к тому что точно определить изменения наклона оси и эксцентриситета Марса на период более 10 миллионов лет оказывается невозможно (этот период называют временем Ляпунова), а на период более 50 миллионов лет становится невозможно с большей или меньшей точностью определить даже статистическое распределение их значений (для Земли эти интервалы составляют 50 и 250 миллионов лет соответственно). Но на периоды в пределах 10 миллионов лет характеристики орбит всех планет Солнечной системы возможно определить с достаточно высокой точностью.

    Исследования этих показателей для других планет тоже дали весьма интересные результаты: при том что параметры орбит планет-гигантов практически не меняются, у Марса и Меркурия их эксцентриситеты колебались в весьма широких пределах. А для Меркурия они и вовсе были столь велики, что могли на интервалах в миллиарды лет привести к тому что он мог быть выброшен из Солнечной системы при его сближении с Венерой (такая вероятность была в прошлом и сохраняется в будущем). Это также может позволить нам по-другому взглянуть на парадокс Ферми (проблему того почему мы не находим следы жизни у других звёзд), так как для зарождения жизни на планете оказывается что ей не только нужно сформироваться в обитаемой зоне у своей звезды, но при этом ещё и оказаться в квазистабильном состоянии с другими планетами, чтобы из неё не выпасть.



    Но вернёмся к Марсу. По оценкам изначальная атмосфера Марса имела давление в 6 раз больше текущего земного, но в результате поздней тяжёлой бомбардировки астероидами и кометами (случившейся 3,8 миллиарда лет назад) Марс потерял большую её часть сохранив давление в 0,5-1 земную атмосферу (500-1000 мбар). Но сейчас мы наблюдаем среднее давление у марсианской поверхности всего лишь в 6 мбар — куда же делось оставшееся? Главной причиной потерь марсианской атмосферы до последнего времени считалось исчезновение у него магнитного поля, которое тем самым перестало препятствовать «сдуванию» атмосферы под действием солнечного ветра.

    Но как показали дальнейшие исследования, отсутствие магнитного поля наоборот замедляет скорость её улетучивания: измеренные спутником MAVEN за первые 2 года своей работы потери атмосферы составили в среднем 2193 тонны за год. Даже если учесть, что эти измерения производились на спаде активности Солнца, и среднее значение будет в несколько раз выше, этого всё равно оказывается недостаточно: прежние оценки учёных, основанные на уровне потерь в 568 тонн за год в солнечный минимум в современное время, давали общую потерю углекислого газа из атмосферы в размере 0,8-43 мбар за предыдущие 3,5 миллиарда лет. То есть экстраполируя их оценки на полученные MAVEN данные (оказавшиеся в 3,86 раза выше) мы получаем утечку в 31-166 мбар за этот период, против минимально недостающих 500 мбар.


    Изменение атмосферного давления за марсианский год. Разница в показаниях объясняется тем что Викинг-2 располагался на 900 метров ниже среднего уровня марсианской поверхности чем его собрат Викинг-1.

    Какие есть ещё подозреваемые? Посадочные платформы «Викингов» обнаружили то, что марсианский грунт содержит значительную долю монтмориллонитовых глин, которые могут адсорбировать значительную массу углекислого газа из атмосферы. Так что кроме 4-5 мбар кочующих от полюса к полюсу в полярных шапках (по более новым данным там может находиться до 85 мбар) и 6 мбар находящихся в атмосфере, предполагается что ещё порядка 300 мбар углекислого газа из атмосферы было поглощено грунтом и ещё 130 мбар превратились в ней в карбонаты. Оценки общих текущих запасов углекислого газа на Марсе у различных учёных варьируются в довольно широких пределах: от ≤200 до ≥450 мбар. Но раньше они и вовсе колебались в интервале 200-10000 мбар.

    Причиной такого разброса было наше плохое знание внутреннего устройства «Красной планеты». Да и сейчас, хоть мы и неплохо изучили полярные шапки Марса, а также приповерхностные слои Марса на всей его площади до глубины в пару метров, наши знания его внутреннего устройства оставляют желать лучшего, отчего разброс оценок всё ещё остаётся большим. Приоткрыть завесу над этим вопросом должна посадочная платформа «InSight», которая приземлилась на Марс 26 ноября. На борту InSight находятся чувствительный сейсмометр и складной 5-метровый бур (химического анализа грунта производить в данном случае не собираются, но и измерение физических свойств грунта на таких глубинах станет для нас большим шагом вперёд).



    «Как это всё влияет на марсианский климат?» — вы можете спросить. Дело тут заключается в том, что от эксцентриситета зависит то как близко подходит планета к Солнцу и сколько времени за оборот она проводит в этом положении. Таким образом эксцентриситет влияет на климат планеты в целом, а наклон оси влияет на его широтное распределение: при достижении наклона оси вращения планеты значения в 54° полюса планеты начинают получать такое же количество солнечного света, как и экватор. А при дальнейшем увеличении наклона — даже больше него. Таким образом климат на полюсах становится теплее чем на экваторе, что ведёт в свою очередь к таянию верхнего слоя полярных шапок, состоящих из «сухого льда» (замёрзшего углекислого газа). А так как углекислый газ является парниковым газом, то его выделение вызывает потепление на всей планете в целом.


    График годичных пиков температур в областях полярных шапок согласно исследованию 2012 года. Самые высокие температуры выделены чёрным цветом, а средние — красным и жёлтым, а низкие — белым (при этом ромбом указано текущее состояние Марса). Синим прямоугольником указан интервал изменения параметров эксцентриситета и наклона у Земли.

    По всей совокупности факторов оптимальными параметрами для разогрева Марса являются среднее значение эксцентриситета (0,06-0,08) и совпадение перигелия орбиты с днём равноденствия (0° или 360°), но в целом эти параметры на климат имеют значительно меньшее влияние. Текущими значениями для Марса являются 25,19° наклона оси, эксцентриситет в 0,0934 и перигелий 286,502°. Эксцентриситет орбиты Марса сейчас движется к своему пику в 0,105 (который должен достичь спустя 24 тысячи лет), после чего он двинется обратно к показателю 0,002 (который достигнет спустя 100 тысяч лет). К сожалению наклон Марса сейчас находится в своей спокойной фазе, вблизи минимума цикла в 2 миллиона лет, и в ближайшее время не планирует подниматься выше 36°. Так что Марс в обозримом будущем для нас так и должен остаться бескрайней пустыней.


    Песчаный вихрь заснятый марсоходом «Спирит» 15 мая 2005 года. Gif отображает процесс движения вихря за 9,5 минут (интервал между кадрами составляет около полуминуты).

    Однако это не означает что климат Марса не будет меняться в ближайшее время. Точнее сказать он меняется прямо сейчас: за период с получения последних сведений от «Викингов» в 1977 году и до момента получения первых данных с зонда «Марс Глобал Сервейор» в 1999 году, температура марсианской поверхности поднялась на 0,86°C. Этот процесс не связан напрямую с описанными выше явлениями — объяснение ему учёные нашли в изменении альбедо Марса (степени отражающей способности его поверхности) которое как оказалось за эти 22 года изменилось больше чем на 10% в большую или меньшую сторону на трети марсианской поверхности.

    Это изменение не предвещает пока сделать терраформинг Марса значительно проще, так как по предварительным оценкам учёных для него требуется поднять температуру на поверхности на целых 25°C — иначе после снятия внешнего воздействия Марс вернётся в своё изначальное холодное состояние. Само изменение альбедо Марса по всей видимости связано с пылевыми бурями, и как видно на снимках, южная полярная шапка (формирующаяся в тот период года, когда на Марсе происходит глобальная пылевая буря) становится более «грязной» чем северная.



    Сейчас эти данные строятся всего на двух временных точках и говорить о каких-то закономерностях пока рано. Однако исследования циклов изменения эксцентриситета и наклона также говорят о том, что глобальное потепление происходит на Марсе уже прямо сейчас, но происходит со значительно меньшей скоростью:


    Синяя линия — температура при которой начинается таяние вечной мерзлоты в кратере Гейла, располагающегося в 5° к югу от экватора (получено по данным Кьюриосити).

    Что же может дать нам этот небольшой пик на графике, к которому мы сейчас движемся? Если говорить в целом, то довольно немного. При повышении средней температуры на Марсе там тоже должно происходить глобальное потепление, как и на Земле: при давлении атмосферы в 6,1 мбар и температуре в 158°K в марсианском грунте может адсорбироваться до 11 см³ углекислого газа на 1 грамм грунта, но при температуре в 196°K насыщение происходит уже при 3,5 см³ на грамм. Таким образом нагрев грунта вызовет выделение накопленного в ней парникового газа. Однако в целом от этого небольшого повышения средней температуры и сам эффект будет незначительным. К тому же из-за ограниченной теплопроводности грунта его прогрев происходит не мгновенно, а со скоростью около 1 метра за год, так что эти узкие пики не успевают прогреть Марс на значительную глубину и вызвать выделение значительных объёмов углекислого газа.


    Взвесь пыли в марсианской атмосфере делает его небо противоположным земному.

    Кроме выделения газов из грунта возможен ещё один эффект, усиливающий потепление: при значительном росте давления атмосферы знаменитые глобальные пылевые бури Марса по оценкам учёных должны сойти на нет. Это также должно повысить среднюю температуру на планете, так как эти бури могут накрывать всю планету на срок от нескольких земных месяцев до полугода, отражая часть света обратно в космос. Но, возможно, ещё более важным последствием этого может стать то, что согласно другому недавнему исследованию эти бури являются источником перхлоратов на Марсе, которые в больших концентрациях являющихся ядовитыми для людей и большинства форм жизни на Земле (включая растения). Таким образом потепление климата на «Красной планете» может напрямую послужить и в повышении плодородности его грунта. Однако этот эффект требует заметно большего потепления, чем будет достигнут в текущем цикле повышения температуры, так что об этом скорее стоит поговорить в контексте терраформинга Марса, о котором будет идти речь в очередной статье.



    В завершении статьи я хотел бы предложить всем интересующимся исследованием, колонизацией и терраформингом Марса подписаться на группу Марсианского общества в Facebook и ВКонтакте, а также вступить в наши ряды или стать координаторами Марсианского общества в регионах, чтобы внести свой посильный вклад в процесс превращения «Красной планеты» в сине-зелёную. Для этого можно обратиться ко мне или Алексею.

    Инфографика о климате в кратере Гейла

    Ссылки на использованную литературу
    Orbital forcing of the martian polar layered deposits.

    Periodic insolation variations on Mars.

    Climatic variations on Mars: 1. Astronomical theory of insolation.

    Solar luminosity variation and the climate of Mars.

    The astronomical theory of climatic change on Mars.

    Periodic climate change on Mars: review of evidence and effects on distribution of volatiles.

    Making Mars habitable.

    A model for the evolution of CO2 on Mars.

    The chaotic obliquity of Mars.

    Large-scale chaos in the Solar system.

    Retention of an atmosphere on early Mars.

    Stability and evolution of the climate system of Mars.

    Long term evolution and chaotic diffusion of the insolation quantities of Mars.

    Three decades of Martian surface changes.

    Thick and thin models of the evolution of carbon dioxide on Mars.

    Encyclopedia of paleoclimatology and ancient environments.

    Martian atmospheric erosion rates.

    Global warming and climate forcing by recent albedo changes on Mars.

    Massive CO2 ice deposits sequestered in the South polar layered deposits of Mars.

    Forming perchlorates on Mars through plasma chemistry during dust events

    Seasonal melting and the formation of sedimentary rocks on Mars, with predictions for the Gale crater mound.

    Long-term evolution of Mars eccentricity and obliquity.

    Построение модели вековых возмущений планетных орбит.

    Mars atmosphere: History and surface interactions.

    On Mars atmospheric sputtering after MAVEN first two years.

    Статья «Global warming on Mars» на сайте SkepticalScience.com
    Поделиться публикацией
    Комментарии 69
      –9
      за период с получения последних сведений от «Викингов» в 1977 году и до момента получения первых данных с зонда «Марс Глобал Сервейор» в 1999 году, температура марсианской поверхности поднялась на 0,86°C
      Это ведь тоже человек виноват? Предлагаю законодательно ограничить выброс углекислого газа марсоходами и спускаемыми аппаратами. А если они ничего не выбрасывают, то все равно что нибудь им ограничить. Ведь это они же виноваты. И продавать разрешения на эти выбросы на марсианской бирже. Вот что на Марсе надо построить в первую очередь.
        +12
        Ваш сарказм не очень уместен. Землю со спутников снимают целиком уже ежедневно (это и метеорологические спутники, и спутники разведки, и всякое ДЗЗ вроде слежения за вырубкой лесов и ростом растений в сельском хозяйстве), пропустить такое глобальное изменение альбедо на Земле было бы просто невозможно.

        Все причины для глобального потепления также подсчитаны с высокой точностью, и без учёта влияния человека цифры просто «не сходятся». Так что глобальное потепление на Марсе — вовсе не повод сомневаться в искусственном создании глобального потепления на Земле.

        Вы лучше подумайте о том, что наблюдение за глобальным потеплением на Марсе помогает нам лучше понять такое же явление, но уже на Земле. Ведь у Марса отличаются размеры и другие параметры, что позволяет понять связан тот или иной эффект с размером планеты, толщиной атмосферы и т.п., или нет. А от этого выживание нас с вами и наших детей зависит напрямую.
          +3
          Не столько выживание, сколько условия жизни. Выжить уже сумеем — мы управляем достаточным количеством энергии, чтобы обеспечить выживание вида в целом при отсутствии глобальных катастроф вроде падения Чиксулуба или взрыва супервулкана (даже и при этих событиях вид выживет, но численость сократится на 2-3 порядка).
            –2
            Когда будет увеличиваться количество ураганов и подыматься уровень моря, то далеко не все выживут. Даже без падения астероидов.
            +2
            без учёта влияния человека цифры просто «не сходятся»

            А на сколько не сходятся, если не секрет?
            Влияние человека меняет знак (т.е. без него было бы похолодание), меняет порядок (+10% вместо +1%) или просто один из многих факторов (5-15% от общего результата)
              +1
              Вот тут все компоненты изменения расписаны. Первое — выделение углекислого газа (в целом, включая вулканы), второе — других парниковые газы. Дальше идёт вклад озона, изменения альбедо (в статье шла речь об этом в контексте Марса). Предпоследнее — это рост свечения Солнца, а последнее — как раз совокупный вклад человека.

              image
                +4
                Можете расшифровать последний пункт? Что в него входит, почему его так много(почти равен первому пункту) и как его посчитали.
                  +1
                  В основном выбросы углекислого газа при выработке энергии из ископаемого топлива, вместе с этим ещё и аэрозоли выбрасываются. По-моему часть изменения альбедо от таяния ледников они также посчитали в качестве воздействия людей, так как они уже в результате глобального потепления начали таять.

                  Вот к двум параметрам мы точно не имеем никакого отношения: это Ozone (озоновый слой пока только приближается к тому состоянию, каким он был до выбросов нами фреонов и т.п. в атмосферу) и «Solar irradiance» — на Солнце пока мы не в состоянии влиять).
                    0
                    Вы ответили только на первую часть вопроса. Без расшифровки эту картинку можно сократить до последнего пункта, остальное можно смело убрать без потери смысла т.к. связь неочевидна.
                      –1
                      Ну я глубоко не вникал в подробности этого исследования. Возможно тут кто-нибудь знает эту тему лучше меня.
                    0
                    Самый последний? Это же просто сумма всех факторов зависящих от человека указанных перед этим, а не какой-то отдельный самостоятельный фактор: парниковые газы ± изменение альбедо поверхности в результате хоз. деятельности — выбросы аэрозолей в атмосферу.
                      –3
                      Потому что у человечества очень раздутое чувство собственной важности. Я откровенно удивлён, что это не самый большой столбик.
                      +1
                      я так понял, серыми линиями обозначены допуски ±. По Антропогенным факторам получается точноть «пальцем в небо»
                        +1
                        Да, «усики» это возможные погрешности проведенных расчетов и сбора исходных данных для них.
                        Большие потому, что общий эффект складывается из большого набора разных антропогенных факторов, т.ч. разнонаправленных по знаку. А вот погрешности при этом все складываются(накапливаются), а не вычитаются из друг друга. Больше всего погрешностей вылезает из оценки вклада выброса аэрозолей дающих охлаждающий эффект, остальные оценены намного точнее.

                        Но все-равно получается однозначная оценка: влияние человека как от дополнительного нагрева от +0.65 до +2.4 (с наиболее вероятным значением 1.6) Вт тепла поступающих круглосуточно на каждый м2 поверхности Земли или ~820 терраватт тепловой мощности в абсолютном выражении.
                        0
                        Интересно, почему не представлен вклад вырубки лесов?
                        Он же, насколько я читал, очень приличный.
                          +1
                          Он представлен, причем сразу в 2 столбиках: 1м и 5м. Как ни странно в плане потепления эффект не строго отрицательный:
                          1 — с одной стороны вырубленный лес больше не поглощает из атмосферы СО2, что при прочих равных ведет у увеличению его концентрации и потеплению (это учтено в 1м столбике)
                          2 — с другой сама вырубка повышает альбедо земли — в большинстве случаев лес до вырубки поглощает свет намного лучше, чем то что появляется потом вместо него (обычно это пашня засеваемая какими-то культурными растениями типа пшеницы или кукурузы или в худшем случае пустыня/полупустыня). Увеличивается отражение солнечного света поверхностью обратно в космос, что играет против потепления.
                            0
                            С альбедо все не просто, вроде. Зависит от широт. Там, где основная вырубка происходит — там, как раз, понижает.
                            А по поводу первого столбика… Это ваши предположения или есть источники?
                        +2
                        В зависимости от моделей и допущений — от минимум меняет порядок (от легкого еле заметного потепления до быстрого и резкого потепления) до меняет знак(от легкого похолодания в быстрое потепление).

                        По всем природным циклам мы где-то в в самом конце межледникового периода, период природного потепления уже или практически закончился или возможно уже должно было начаться похолодание. Вместо этого идет ускоряющееся потепление.
                    –9
                    Все эти сказки о терраморфинге Марса исходят из того, что есть некая петля гистерезиса и 2 самоподдерживаемых стабильных состояния: нагреем — будет тёплый Марс во веки веков, остудим — будет холодный, аминь. А я заявляю, твёрдо и чётко, не-бу-дет. В этой же статье сказано, что потеря атмосферы произошла не из-за катаклизма, а она сама осела/связалась в грунт. То есть, «спасительный» парниковый эффект, вроде как, уже был, но этому осаждению не помешал. Не помешает и в будущем.
                    Чем тратить кучу ресурсов на бесполезный прогрев Марса, лучше бы остудили Венеру — это куда менее затратно, и куда более реалистично поддерживать это охлаждённое состояние в дальнейшем, чем нагретое состояние Марса.
                      +1
                      Если уж на то пошло то надо просто научиться таскать планеты по орбитам, притащить Марс на орбиту Венеры и сделать её спутником. А дальше закидать эту парочку ледяными кометами.
                        +3
                        лучше бы остудили Венеру — это куда менее затратно
                        Что-то сделать с Марсом объективно проще в разы, ведь на его поверхности и техника, и люди могут существовать практически неограниченно долго. К тому же Марс тупо меньше и для него уже придумали способы эффективного разогрева — раскидать по поверхности сажу или выработать из местных материалов парниковые газы вроде фреонов.

                        Как вы собрались Венеру охлаждать? Космические зеркала с диаметром в километры — это не про этот век. Тем более что с Венеры убежал практически весь водород — нам в любом случае за тем ещё придётся на неё кометы сбрасывать, так как иначе она останется пустыней почище Марса теперь.
                        А я заявляю, твёрдо и чётко, не-бу-дет.
                        А я говорю что заниматься корректировкой климата Марса постоянно в разы проще, чем Венеру один раз терраформировать. Мы сейчас на борьбу с глобальным потеплением на Земле тратим больше сил и средств, чем их бы потребовалось на то, чтобы поддерживать Марс в стабильном состоянии под действием естественного изменения параметров его орбиты.

                        Тем более если мы собираемся в дальнейшем двигаться к звёздам, а не сидеть в Солнечной системе до последнего — надо и «планетарной инженерии» учиться. Найти планету с такой же стабильной орбитой вряд ли в ближайшем окружении получится. Венера — это слишком жёсткие начальные условия. А вот аналогов Марса в нашей Галактике должно быть пруд пруди.
                          +1
                          Что-то сделать с Марсом объективно проще в разы
                          что-то, пока не знаю что, но вот высадимся и всё завертится. Ну дак проще Луну терраморфировать с такой логикой — она ближе.
                          Космические зеркала с диаметром в километры — это не про этот век.
                          Сперва аэрозоль и параллельно таки строить зеркала, можно просто много десяткометровых. Водорода немного есть в составе серной кислоты, при осаждении на грунт она образует крепенький рассол, ну дак на Марсе немногим лучше. Зато на Венеру, планету с уже сносными температурами, останется только подвезти воду (можно кометами, а можно плазму из солнечного ветра улавливать), тогда как разогрев Марса был, есть и останется утопией.
                          Мы сейчас на борьбу с глобальным потеплением на Земле тратим больше сил и средств, чем их бы потребовалось на то, чтобы поддерживать Марс в стабильном состоянии
                          самое смешное, что и в том, и в другом случае эффективность от затраченных усилий будет примерно одинаковая, то есть, околонулевая.
                            +3
                            Ну дак проще Луну терраморфировать с такой логикой — она ближе.
                            В космосе расстояние — вещь относительная. Доставить грузы на Луну и Марс одинаково просто/сложно из-за того что топлива на это тратится одинаково, в связи с отсутствием атмосферы у Луны.
                            Зато на Венеру, планету с уже сносными температурами
                            Ну пока я бы не сказал что на Венере такая уж сносная температура).
                            тогда как разогрев Марса был, есть и останется утопией.
                            Вообще то это не утопия, а вполне научный прогноз, только на несколько сотен миллионов лет в перёд, к сожалению. Солнце увеличивает свою светимость и в какой-то момент на Марсе станет также тепло, как и на Земле. Вопрос лишь в том, насколько долго это будет (без нашей помощи) и насколько плотной будет его атмосфера.

                            А вот на Венере вы всё оставшееся время будете вынуждены бороться с глобальным потеплением, также как на Марсе нужно будет следить за тем чтобы от перегрева/переохлаждения атмосфера не сколлапсировала обратно в почву и полярные шапки, или чтобы она не утекла в космос. Идеальное место в Солнечной системе только одно на самом деле, и мы уже на нём живём в данный момент. Всё остальное будет надо «дорабатывать напильником» постоянно, только с разными усилиями.
                            самое смешное, что и в том, и в другом случае эффективность от затраченных усилий будет примерно одинаковая, то есть, околонулевая.
                            Ну как сказать — мы тратим средства не на то чтобы «бороться с энтропией» или чего-нибудь в той же степени бесполезное, а лишь на то, чтобы жить в балансе со своей планетой. «Сам сломал — сам и починил» можно сказать). В случае с Марсом конечно придётся тратить свои усилия на внешние воздействия, а не только на исправление того, что мы там натворим сами. Это конечно может показаться несправедливым, но как я уже сказал — найти такую же «халяву» как Земля в ближайшем звёздном окружении нам вряд ли получится).
                              0
                              Затенить Венеру и удерживать это затенение проще, чем создать парниковый эффект на Марсе и удерживать его. А насчёт Луны вы зря — садиться на неё очень просто из-за мизерной силы тяжести. В остальном — комет понадобится меньше, индуцированное магнитное поле сделать проще. Смысла в таком терраморфировании тоже не особо много, но как тренировочный полигон она куда удобнее Марса.
                                +1
                                Проблема Венеры не в посадке, а в том чтобы не расплавиться уже после неё). Мне кажется что строительство гигантского зеркала на орбите процесс намного сложнее, чем постройка завода по выделению парниковых газов на поверхности другой планеты. Хотя технология строительства больших зеркал в космосе сама по себе весьма заманчива, хотя бы в плане прямого наблюдения экзопланет.
                                  +1
                                  Зеркало для наблюдения и для простого отражения, это две крайне разные вещи. Для наблюдения требуется нанометровая точность, для отражения хватит высокого альбедо — это гораздо дешевле.
                                  Завод по выделению парниковых газов — сколько угодно, но без дополнительного подогрева все газы осядут на полярных шапках.
                                    +1
                                    Смотря какие газы. Углекислый может и осядет. А например метан или фреоны как предлагалось выше — точно нет, не осядут. Просто температуры (даже текущей, без учета разогрева) не хватит для их конденсации.
                                    Они к тому же во много раз больший эффект дают на единицу массы и объема.

                                    А подогрев нужен только в начале — потом этот дополнительный подогрев обеспечит парниковый эффект.
                                      0
                                      Метан там уже был, но что-то сильно не помог. Не поможет и в этот раз. А фреоны (а их понадобится очень много) склонны распадаться с образованием фосгена — оно вам надо? Куда проще запустить орбитальные отражатели над Венерой, чем «химичить» на Марсе.
                                        +1
                                        Можно кислород выделять — он конечно не парниковый, но температуру поднимет чисто за счёт повышения давления на поверхности.
                                        Что приведёт к невозможности осаждения парниковых.
                                          0
                                          Куда ни кинь, всюду клин. Как ни крути, огромные затраты энергии. Тогда как для охлаждения Венеры достаточно только некоторого количества материи, умело распределённого на орбите, и немного подождать.
                                          +2
                                          Метан очень даже помогал пока был. Просто он относительно легкий (молярная масса 16, против 28 у азота, 32 у кислорода и 44 у углекислого газа) и при низкой гравитации за миллиард-другой лет почти весь «утек» в космос.

                                          Новый метан тоже конечно «утечет», но это займет не меньше 100 миллионов лет, по пессимистическим оценкам. Вам не хватит?

                                          Фреоны — в основных фреонах нет хлора, поэтому фосген из них в принципе образоваться не может. Да и сам фосген тоже не особо стабильный газ — он тоже распадется со временем. А на переходное время (до окончания процесса) все-равно на поверхности можно будет находиться только в скафандрах — так какая разница, что там в атмосфере, если ей в любом случае дышать нельзя.
                                            0
                                            весь «утек» в космос.
                                            Ещё до того как утечь, он окислился. На Марсе яблони сажать будем? Как только появится кислород, начнётся ускоренная утечка метана, придётся компенсировать. Заливные луга и тучные стада коров, выделяющих метан — можно помечтать и о таком, так как об искусственном выбросе десятков миллионов тонн метана в год мечтать ещё сложнее.
                                            Тогда как на затенённую раз и навсегда Венеру останется только подвезти воду (лучше просто водород), никаких особых усилий для поддержания достигнутых температур не потребуется.
                                    0
                                    У Марса с гравитацией не очень чтобы удерживать атмосферу, а у Луны еще хуже. Лучше терраформировать МКС.
                                      0
                                      Лучше тундру, до неё и лететь не нужно.
                                        +1
                                        Так уже идёт полным ходом терраформирование. А если взять и отменить любые квоты на выбросы парниковых газов, то процесс ещё и на окупаемость выйдет.
                                          0
                                          Есть версия, что глобальное потепление и выброс углекислоты коррелируют лишь статистически и аккурат с этого года Солнце входит в фазу пониженной активности, что повлечёт за собой глобальное похолодание. Если это верно, то всем мечтам о терраморфировании Марса, основанным на том, что достаточно чутка пукнуть в атмосферу углекислотой и всё завертится, каюк. Осталось лишь понаблюдать.
                                            +1
                                            Этих циклов уже вагон была. Они в среднем каждые 11 лет повторяются. Предыдущие не привели — с чего этому вдруг отличаться.
                                              +1
                                              Там много разных циклов. Циклы, отвечающие за ледниковые периоды, длятся куда дольше 11.
                                                +1
                                                Вот только длинные циклы отвечающие за ледниковые периоды вообще никак не связаны с активностью солнца.
                                                Они связаны с положением Земли относительно Солнца — изменению орбиты и наклона оси вращения. Они давно известны и уже просчитаны на миллионы лет как в прошлое, так и в будущее.

                                                А циклы Солнца основной длится 11 лет и 2й менее значимый 100-200 лет.
                              +1
                              Хмм, а атмосферу на планете как будем удерживать? Огромные купола над поселениями? А защита куполов? А экстренная эвакуация огромного количества людей, хотя скорее всего к тому моменту основное население Марса будут роботы и клоны.

                              А так конечно колонизацию можно начать даже с учетом существующих технологий.
                                +1
                                Тут вариантов два: поселения на глубине в пару метров или купола на поверхности. Первый вариант защитит поселение даже лучше земной атмосферы, но подороже. Второй имеет определённую долю риска, но по началу поселения будут иметь малый размер и по статистике вероятность повреждений будет очень мала. Хотя риск всё же будет — Марс ближе к Поясу астероидов и мимо него летает больше объектов, чем рядом с Землёй.
                                  +1
                                  Подземка она конечно надежнее, но в случае с колонизацией Марса людьми, есть одно существенное ограничение. Человек существо крайне хрупкое с точки зрения психического здоровья. Длительно прибывать в замкнутой системе без привычного естественного освещения чревато тем, что в поселениях будут массовые психозы и иные деструктивные явления с психикой. Как этот вопрос решат с клонами, фантазировать не берусь.
                                  Был же эксперимент Марс-500 вроде назывался.

                                  В этом плане от первых поселенцев на Марсе требуется огромная психологическая зрелость и твердость. Был же эксперимент Марс-500 вроде назывался.

                                  Хотя с другой стороны, сила тяжести в купе с атмосферным давлением являются своего рода плюсом для физического здоровья. Даже можно отправлять колонизировать в меру упитанных.
                                    +1
                                    психического здоровья
                                    Я не спорю, просто хотел бы добавить один печальный факт:
                                    Эволюция на Земле для людей все еще работает (не столько «выживает наиболее приспособленный», сколько «вымирает наименее приспособленный»), например из-за богатой пищи из более развитых в менее развитых обществах начинаются повальные ожирения и высокая детская смертность (индейцы в США, менее выражено в Азии). Но сейчас уже почти в пределах нормы.

                                    Это я о том что если люди будут жить в бункерах то рано или поздно приспособятся. И надеюсь приспособятся с помощью медицины или например телевизоров. (Богатые не любители замкнутых пространств ставят телевизоры в саунзлах показывающих вебку с улицы, знаю двоих таких.)

                                    Ирония: вот люди — кошки, все им нужно наблюдать :).
                                      +2
                                      Приспособимся, куда мы денемся. Жить захочешь не так раскорячишься (с)
                                        0
                                        А не факт, что получится.
                                          0
                                          Ну если эволюция как-то вывела рыбу на берег, то и с психологией человеческого мозга сможет что-нибудь сделать. Принципиально это возможно — вопрос тут только во времени.
                                            +1
                                            Динозавры то не выжили. Да, вымирали долго. Вопрос в другом — зачем доводить планету до такого состояния, чтоб потом рассчитывать на эволюцию… в далекой перспективе. Недавно, американцы выдали отчет по климату и у них всё плохо. Что самое печальное — выпустили его не в декабре, как планировали, а в «черную пятницу», когда народ мог лишь только думать о скидках и шмотках.
                                      +1
                                      Достаточно вынести наверх какие-нибудь общественные пространства вроде площадей, парков и какой-нибудь некритичной инфраструктуры. В таком случае в любой момент времени подавляющее большинство людей будет находиться под землей, а потому организовать эвакуацию оказавшихся наверху будет легче. Заодно это решит эту самую проблему психозов. Но это решение, само собой, не для первых колонистов.
                                        +1
                                        Ну наверняка дороги для экономии будут на поверхности, также космодромы и другая инфраструктура. Это меньшая из проблем. Проблема найти на Земле достаточное количество морально устойчивых колонистов.
                                          +1
                                          Можно их вахтами гонять. Дорого, но проблем становится сильно меньше. А год — два выглядят не таким уж непреодолимым испытанием, особенно для целеустремленных людей, а не сосланных. Ну или действительно сделать из Марса вторую Австралию.
                                            0
                                            Возможно так и будет. Вахты или работа по контрактам с увеличенным отпуском на земле.
                                    +1
                                    Просто чтобы компенсировать давление атмосферы своим весом — купол должен быть из стекла толщиной 10 метров. Мелкий метеорит такое не пробьёт, а крупные редко.
                                    Под куполами можно иметь только рекреационную (парковую) зону, а работать/жить человек уже привычен в замкнутом объёме.
                                    +2
                                    Помнится, в Master of Orion 1 сперва цивилизация осиливала controlled barren environment, и только в четвертую очередь controlled inferno environment. Марс является или barren или dead, смотря как оценивать — больно размытые там описания категорий планет, а Венера является inferno, так как очень горячая у поверхности. Так что действительно правильнее выходит учиться менять климат (и просто выживать) на Марсе, чем на Венере.

                                    Луна, кстати, если её рассматривать как планету, оказывается radiated, что сложнее в освоении, чем inferno, по орионской шкале.
                                      +1
                                      На Венере после охлаждения можно устроить углекислотный океан — для человека может не очень, а вот жизнь вообще — вполне в нём может жить…
                                        +1
                                        Из сверхкритической жидкой углекислоты?
                                          0
                                          Зачем сверхкритической? Достаточно охладить до 300К — и она уже нормальная жидкая.
                                          А потом охлаждать дальше, сильно выше точки замерзания не надо, скажем как с водой выше градусов на 15-20 — т.е. 240К. Давление атмосферы при этом не более 10 атм.
                                    +1
                                    Любопытная статья, но в некоторых моментах выводы несколько странные.

                                    Изменение наклонения бесспорно влияет, но не потому, что «полюса планеты начинают получать такое же количество солнечного света, как и экватор». Мгновенное значение освещаемой площади не изменяется, поэтому величина солнечного потока конечно не изменяется — просто один полюс греется сильнее, другой сильнее остывает, а на экваторе снижается интервал перепада температур. По аналогии, это как при анализе спектра звезд — если ось вращения перпендикулярна наблюдателю, то на краях наблюдаются явные уплотнения спектра из-за сонаправленности линейных скоростей точек на «краях» звезды радиальному наклонению — и чем выше скорость вращения, тем выше спектральные искажения. Но если ось вращения смотрит «на наблюдателя», то звезда становится практически равномерно белой, даже полосы поглощения атмосферой менее выражены, но это не значит, что звезда не вращается.

                                    Фактически, такое изменение наклонения как раз и вызывает потерю атмосферы, причем тем большее, чем сильнее магнитное поле. Наклонение приводит к ускоренному выделению газа, плотность атмосферы растет и на противоположном конце «капли» магнитного кокона и идет отрыв молекул. По сути ведь, даже остаточное поле ведет к околоэллиптическому вытяжению траектории полета молекул атмосферы. Сама атмосфера вращается немного сдвинуто во фазе, относительно поверхности планеты и экватор постоянно возмущает ее, «подталкивая пояском» расширения на экваторе. Учитывая, что полярное сжатие Марса почти в раза выше земного, то и «выталкивание» значительнее.
                                    Солнечный же ветер наиболее активно влияет на апогейную часть траектории молекул атмосферы. Да, из-за слабого магнитного поля эта вытянутость не большая, но из-за постоянного возмущения от сплюснутости Марса идет порционное выталкивание внешнего слоя.

                                    На самом деле моделей атмосферы Марса достаточно много, но все они дают неблагоприятную картину динамики. В общем приведенные вами моменты так же ухудшают картину, если рассматривать из не по отдельности, а как часть единой системы
                                      0
                                      Всем бодрого дня!
                                      Идея возможно не новая, но всё же излажу в вкратце.
                                      1) Выведение (объединение 3 в 1 или около того, 2 из которых существующие) крупного объекта на орбиту Марса;
                                      2) Задание постоянной скорости вращения и обращение нового объекта вокруг Марса = Новая система (более мелкими объектами);
                                      3) не хотелось бы такое, но- бомбардировка шапок Марса астероидами => разогрев планеты.
                                      Из "+":
                                      1)стабилизация системы Марса;
                                      2)Создания подобия климата на Марсе;
                                      3)Получение и обработка полезных ископаемых астероидного пояса.
                                      Из "-":
                                      1) В существующей международной ситуации, только единая перспектива и экономическая выгода может по способствоать развитию данного концепта;
                                      2)Система требует финансовых и технических обоснований на данном этапе.
                                        +4
                                        Творческое осмысление подобной идеи. =)
                                        Время: N миллиардов лет назад.
                                        Место: система жёлтого карлика на окраине рукава Галактики.
                                        Некоторая могущественная цивилизация исследует систему. Отмечается, что наибольшим потенциалом для колонизации является третья планета, но имеет проблемы в виде сильных колебаний наклона оси, нестабильного климата, малого содержания воды и т.д. Рекомендуется: вывести на орбиту вокруг планеты (либо собрать на месте) спутник общей массой примерно в 1/80 от планетарной массы, провести бомбардировку планеты ледяными телами из внешней части звёздной системы, создать на поверхности контейнеры с биологическими культурами, для планомерного изменения состава атмосферы.

                                          0
                                          Да, действительно забавно )))
                                          0
                                          Все здорово, и даже могло бы сработать, если бы существовали хоть намеки, как двигать астероиды и кометы с орбиты на орбиту. Ведь каждый такой камушек и комета это миллионы и миллиарды тонн массы. Как такую гору сдвинуть? Пока и близко не понятно.
                                            0
                                            ответил ниже
                                          +1
                                          willmore
                                          видел что-то по концепции ЯРД, либо ряд направленных взрывов которые будут сдвигать/гасить/ускорять/замедлять тело…
                                          У меня к этому вопросу как крепить объект на месте… понятно, что если будет 1 тела с большим объёмом(и массой), то мелкие объекты в конце концов лягут пылью на поверхности + добыча полезных ископаемых этому поспособствует, но получиться не стабильная масса с не постоянным объёмом и такой объект двигать уже не легко… только если вектор силы будет задаваться постепенно, а замедление с увлечением массы будут компенсированы.
                                            +1
                                            Я извиняюсь, но ничего не понял. Пожалуйста, попробуйте сформулировать мысль более связно. Или имелось в виду добывать металлы с астероидов, а отработанную пустую породу вывозить на орбиту Марса, и ждать, пока она сама не попадает на планету?
                                            +2
                                            измеренные спутником MAVEN за первые 2 года своей работы потери атмосферы составили в среднем 2193 тонны за год


                                            Это сейчас, а что если тут как с накачанным мячом, из которого начинают выпускать воздух — сперва он выходит быстро, а потом все медленнее и медленнее. Может когда атмосферы было много, то она и терялась быстрей?

                                            Таким образом эксцентриситет влияет на климат планеты в целом, а наклон оси влияет на его широтное распределение


                                            Может это и правильно, но только для Земли, где очень много воды, и плотная атмосфера, а так же разная площадь суши по полушариям. Считается, что если перигелий совпадет с летним солнцестоянием, то будет короткое и жаркое лето в северном полушарии, которое растопит ледники. Но есть проблема, что основная площадь ледников расположена в южном полушарии.

                                            На Марсе не должно вообще влиять, потому что там нет океанов, ну на одном полюсе будет очень тепло, то на другом очень холодно, и там сразу же образуются ледники. Думаю, что гораздо важней сколько тепла испускает Солнце.

                                            Что же до терраформинга Марса, то будь у него плотная атмосфера это даже вредно будет — если все равно надо зарываться под землю, то для тепла это ничего не даст, зато ракетам будет труднее взлетать.
                                              +1
                                              А зачем зарываться под землю, если будет плотная атмосфера? Метеориты будут в ней сгорать, радиацию тоже она будет гасить, перепады температур будут гораздо меньше. Да и SSTO со взлетом по самолетному, по идее, при низкой гравитации будет легче реализовать.
                                                0
                                                Все равно атмосфера будет слабже чем на Земле, да и магнитного поля нету, так что надо будет прятаться под землю. Самолет на Марсе точно не получится, потому что они привыкли брать окислитель из атмосферы, а там его не будет.
                                                  +1
                                                  магнитного поля нету, так что надо будет прятаться под землю

                                                  На уровне моря радиация 0.03 бэр в год, на НОО(под магнитным полем!) 10 бэр, на Луне(без магнитного поля!) 7-12 бэр. Магнитное поле защищает? А мы ведь говорим про плотную атмосферу, а не то что сейчас.
                                                  Самолет на Марсе точно не получится, потому что они привыкли брать окислитель из атмосферы

                                                  Не прямоточный ядерный ВРД с обычным ЖРД на последнем этапе. Или обычный ВРД с дополнительным впрыском окислителя и ЖРД на последнем этапе. Окислитель же нужен будет ВРД только для турбины, а сейчас чуть менее чем все ВРД двухконтурные.

                                            Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                            Самое читаемое