Вода на Марсе

 

 

 

 

Реферат на тему

  « Вода на Марсе».

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила :

Скрипова Лада

Группа № 110

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Загадочной и опасной представлялась нашим предкам Красная планета, названная Марсом в честь древнеримского бога войны. Во многом неразгаданной она остаётся и сегодня. Конечно, современные астрономы уверены, что на Марсе нет каких-либо разумных обитателей, нет и сколько-нибудь сложных организмов. Остаётся неясным, существуют ли там простейшие организмы, например бактерии. Кроме того, интересно узнать, был ли Марс обитаем в далёком прошлом или всегда напоминал безжизненную красноватую пустыню. Всё это учёные хотят выяснить не просто из любопытства. Приближается время пилотируемых экспедиций на Марс, а это значит, что изучение природы планеты приобретает практическое значение. Причём надо не только заранее выбрать наиболее подходящее место для «примарсианивания» космических кораблей, но и понять, сумеют ли космонавты использовать марсианскую воду, если она там действительно есть.

Марс приближается к Земле на кратчайшее расстояние 55 млн. километров только в годы Великих противостояний, повторяющихся через 15—17лет. Так что живёт наш сосед далековато. (Сравните: расстояние от Земли до Луны немногим более 380тыс. километров). Последнее Великое противостояние Марса было 28 августа 2003 года, а следующее произойдёт 27 июля 2018 года.

Астрономы смогли впервые разглядеть какие-то детали поверхности Марса, когда появились телескопы с 500-кратным увеличением. Правда, и в такой телескоп Марс виден не так хорошо, как хотелось бы: он похож на шарик размером с вишню, удалённый от глаз на расстояние 25 сантиметров. Согласитесь, не так-то просто разглядеть на нём мелкие детали. Но кое-что астрономы всё-таки увидели. В XVII—XVIII веках уже было известно, что период вращения Марса вокруг своей оси составляет 24 часа 40 минут, а вблизи его полюсов расположены полярные шапки, размеры которых меняются в зависимости от времени года (на Марсе он длится 687 земных суток, или 668 солов — так называются марсианские сутки)

В XIX веке в распоряжении астрономов уже были не просто рисунки, а первые карты Марса с обозначенными на них светлыми пятнами — материками и более тёмными — морями, по аналогии с земными названиями. Крупные образования на Луне тоже назвали материками и морями. Но не моря, которые в суровых природных условиях Марса не могут быть заполнены водой, а таинственные каналы вызвали огромный интерес к Красной планете, и многие стали считать её обитаемой разумными существами.

Каналы на Марсе открыл в 1877 году (во время одного из Великих противостояний) выдающийся итальянский астроном Джованни Скиапарелли (1835—1910). Это был блестящий наблюдатель, который, используя телескоп-рефрактор с диаметром объектива 50 сантиметров, систематически исследовал Марс и создавал карты его поверхности. На светлых материках Марса он увидел сеть тёмных линий, которые назвал canale (в переводе с итальянского — проливы, каналы). Несмотря на то, что Скиапарелли не считал каналы делом «рук марсиан», интригующая идея об искусственном происхождении каналов захватила умы многих астрономов и людей, далёких от этой науки.

Профессиональные астрономы, включая таких выдающихся учёных, как Камиль Фламмарион (1842—1925), Персиваль Лоуэлл (1870—1944), Эжен Мишель Антониади (1870—1944) и другие, долгое время внимательно наблюдали каналы и искали объяснение этому феномену. Высказывались предположения, что каналы представляют собой не сплошные одиночные или двойные линии, а сливающиеся в полосы отдельные «пятнышки». Выдвигалась гипотеза и о том, что каналы — это вовсе не оросительные сооружения, поставляющие влагу из полярных областей Марса в экваториальные, а, как допускал Лоуэлл, полосы растительности вдоль искусственных водных артерий.

В начале XX века появились первые фотографии поверхности Марса, но по количеству запечатлённых на них деталей они уступали великолепным рисункам выдающихся наблюдателей. Никаких каналов на фотографиях, конечно, не было. Не оказалось их и на снимках, переданных на Землю американским искусственным спутником Марса «Маринер-9», на которых отчётливо видны кратеры, потухшие вулканы (в том числе огромных размеров), каньоны и детали, похожие на русла давно высохших рек. Возможно, кое-что из увиденного земные наблюдатели воспринимали как каналы, но их не обнаружили ни «Маринер-9», ни другие марсианские космические роботы, работавшие на орбите Красной планеты, ни марсоходы, исследовавшие его поверхность.

Красивая легенда о марсианских каналах ушла в прошлое, а в истории поиска воды на Марсе открылись новые страницы. Они написаны не астрономами, работающими в наземных обсерваториях, а умными приборами, которыми оснащены исследующие Марс космические аппараты. На основании полученных с их помощью данных была выдвинута захватывающая воображение гипотеза об искусственном происхождении спутников Марса — Фобоса и Деймоса. Их открыл американский астроном Асаф Холл (1829—1907) в 1887 году, тогда же, когда Скиапарелли увидел марсианские каналы. Долгое время оба спутника особого интереса не вызывали, но во второй половине XX века, когда были уже довольно подробно исследованы особенности их движения, появилась новая гипотеза. В ней высказывалось предположение, что Фобос и Деймос могут быть полыми и, возможно, представляют собой своеобразные памятники, сооружённые древними разумными обитателями планеты. И эта гипотеза была «похоронена», когда появились фотографии спутников Марса с близкого расстояния: оба они представляют собой глыбы, «украшенные» кратерами, бороздами и другими деталями вполне естественного происхождения.

Пока рано подводить итоги поиска воды на Марсе, но ясно следующее. На поверхности этой планеты большие запасы воды в виде льда могут быть сосредоточены в полярных шапках. По наблюдениям, размеры шапок в полярных областях значительно сокращаются во время марсианского лета. До недавнего времени учёные считали, что эти шапки, в отличие от земных, тонкие, к тому же состоят в основном не из водяного льда, а из замёрзшей углекислоты. Как известно, углекислый газ довольно широко распространён на Марсе — из него почти на 95% состоит разрежённая марсианская атмосфера. В земном воздухе содержится примерно 0,03% углекислого газа — это одна из главных составляющих «парниковых» газов, и мы заинтересованы в том, чтобы его количество не возрастало.

 

В последние годы выяснилось, что природа Северной и Южной полярных шапок Марса неодинакова. Северная шапка, скорее всего, «водяная», Южная — меньше и холоднее Северной, а та её часть, которая остаётся летом не растаявшей, состоит из твёрдой углекислоты и водяного льда. Температура поверхности планеты в районе Южной полярной шапки даже летом составляет около –123оС. Примерно при такой температуре атмосферный углекислый газ замерзает (конденсируется) и в виде льда выпадает на поверхность, обогащая твёрдой углекислотой Южную полярную шапку.

 

Сегодня учёным важно не просто убедиться, что водяной лёд есть в полярных шапках Марса, но и постараться выяснить, сколько его там — ничтожное количество или огромные запасы. По этому поводу высказываются диаметрально противоположные мнения. Например, американские исследователи, анализировавшие данные, переданные на Землю европейской АМС «Марс Экспресс», считают, что толщина льда в районе Южного полюса Марса не менее 3—4 километров (а возможно, раза в три больше!). Они приводят такое сравнение: если бы весь этот лёд растаял, то поверхность Марса покрылась бы слоем воды высотой 10—11 метров. Помимо полярных шапок лёд наверняка есть в подповерхностных слоях и других областях Марса, о чём свидетельствуют, например, данные, полученные марсоходами.

4 августа сотрудники NASA заявили, что в тёплое время года  на поверхности Марса могут  бежать ручьи из солёной воды. По данным учёных, полученные  со спутника MRO снимки позволяют  увидеть на склонах гор, расположенных  в средних широтах южного полушария  Красной планеты, тёмные полосы, которые увеличиваются в размерах  в период весны и лета и  вновь пропадают к зиме.

Геофизик Фил Кристенсен прокомментировал событие следующим образом: «Мы и раньше знали, что на Марсе есть лёд, однако впервые мы получили доказательства того, что на планете есть вода, скорее всего, солёная, но жидкая. Это ключ ко всему. Для существования живых организмов вода — необходимое условие»

Как предполагают учёные, вода, обнаруженная на Марсе — солёная. Но само по себе её открытие – гигантский шаг в изучении Красной планеты и жизни во Вселенной вообще. Природа «марсианских ручьев» пока окончательно не ясна учёным, однако они надеются, что смогут разгадать эту тайну с помощью лабораторных экспериментов и дальнейших наблюдений.

Хотя, по признанию исследователей, они не исключают ошибки, и им пока не удалось получить 100% доказательств присутствия жидкой воды на планете, тем не менее они предполагают, что с водой на Марсе вполне могла зародиться жизнь.

Поиски воды на Марсе

Марс весьма схож с Землей по многим показателям, что заставляло учёных XIX — начала XX века допускать, что на нём есть жизнь и есть жидкая вода. По мере роста объёма данных о планете, люди придумали способы для изучения атмосферы Марса, и поиска воды в атмосфере с помощью спектроскопических измерений. Оказалось, что воды в атмосфере Марса было найдено ничтожно малое количество, однако исследования были продолжены.

На смену астрономическим наблюдениям и спектроскопическому измерению, с началом эры космонавтики пришло и прямое изучение Марса и поисков воды на нём с помощью межпланетных зондов. Прежде всего, внимание исследователей привлекли полярные шапки Марса, так как предполагалось, что они состоят из водного льда по аналогии с Антарктидой или Гренландией на Земле. При пристальном изучении с помощью современной аппаратуры в 2000 году было подтверждено, что помимо твердого углекислого газа, в массе льдов марсианских полярных шапок содержится колоссальное количество твёрдого водного льда[2].

Объёмы запасов воды на Марсе

Так мог бы выглядеть Марс, если бы на нём имелся океан.

 

Очень большое значение при оценке водных запасов Марса играет недавнее открытие колоссальных запасов водного льда под поверхностью Южной полярной шапки. Ранее считалось что южный полюс Марса в основном представлен запасами замерзшего углекислого газа, но оказалось что объёмы водного льда под его поверхностью настолько велики что позволяют при его растоплении покрыть поверхность всего Марса 11-и метровым слоем воды[4]. По предварительным оценкам американских ученых, запасы воды на Южном полюсе Марса сравнимы с запасами воды Северной полярной шапки Марса, и толщина льдов здесь достигает 3,7 км.

В то же время сам по себе Марс обладает весьма значительными ресурсами металлов, в том числе ресурсами ядерного топлива (уран, торий), и при наладке на Марсе промышленности и использовании ядерного топлива предполагается значительное количество сбросного тепла в атмосферу Марса.

Одним из важнейших технологических препятствий для освоения не только Марса, но и других планет является то обстоятельство, что в настоящее время слишком ограничены возможности космических транспортных средств, и в этой связи большие надежды возлагаются на газофазные ядерные ракетные двигатели. Только при наличии ядерных ракетных двигателей, обладающих колоссальной тягой, надёжностью и скоростью, станет возможной доставка предназначенных для начального этапа терроформации тяжелых грузов к Марсу, а в перспективе — даже и астероидов из водно-аммиачного льда, предназначенных для наполнения атмосферы и гидросферы Марса азотом, водой и кислородом. Предположительно астероиды могут вывозиться из пояса астероидов и даже из пояса Койпера с помощью ракет или солнечных парусов.

Почему у Марса два "лица" ?

Ученые в течение нескольких десятков лет были озадачены разницей между двумя сторонами Марса. Северное полушарие планеты - гладкое и низкое – это одно из самых гладких и ровных мест на планетах Солнечной системы. Потенциально оно могло образоваться из-за воды, которая когда-то плескалась на марсианской поверхности. В то же время южная половина Марса - неровная и вся изрезана кратерами. Она примерно на 4-8 километров выше, чем северная часть. Недавние исследования предполагают, что такие различия между южной и северной сторонами планеты могли быть связаны с гигантским космическим телом, которое могло когда-то очень давно упасть на поверхность Марса.

Есть ли на Марсе жидкая вода?

Хотя большое количество свидетельств указывает на то, что на Марсе когда-то была жидкая вода, существует ли она сегодня – пока остается тайной. Атмосферное давление на Марсе очень низкое, примерно в 100 раз меньше давления на Земле, поэтому вряд ли жидкая вода может сохраниться на поверхности Красной планеты. Однако темные длинные линии, которые мы можем видеть на поверхности Марса, намекают на то, что соленые потоки воды могут течь по ним каждую весну.

Были ли на Марсе океаны?

Большое количество марсианских миссий показывало, что на Марсе есть множество признаков того, что когда-то на поверхности планеты плескалась вода. Очень похоже на то, что тут были океаны, сети долин, дельты рек и минералы, которые могли сформировать воду. Однако современные модели раннего марсианского климата не могут объяснить, как могли существовать на планете такие высокие температуры, чтобы образовалась жидкая вода, так как Солнце согревает поверхность планеты намного слабее. Может быть, некоторые характерные особенности поверхности могли быть сформированы не водой, а ветрами или другими механизмами? Однако все указывает на то, что древний Марс был все-таки теплым, и на его поверхности могла быть вода, по крайней мере, на одной его стороне. Некоторые ученые утверждают, что древний Марс был холодным, но влажным, хотя эту теорию продолжают оспаривать.