Ãëàâíàÿ > Ôèçèêà > Êóðñ îáùåé àñòðîôèçèêè
<< Ïðåäûäóùèé ïàðàãðàô
Ñëåäóþùèé ïàðàãðàô >>
<< Ïðåäûäóùèé ïàðàãðàô Ñëåäóþùèé ïàðàãðàô >>
Ìàêåòû ñòðàíèö

ÀÒÌÎÑÔÅÐÀ ÌÀÐÑÀ

Àòìîñôåðà Ìàðñà ïðîÿâëÿåò ñåáÿ âî ìíîãèõ îòíîøåíèÿõ â ïîñòåïåííîì óãàñàíèè çâåçäû, êîãäà íà íåå íàäâèãàåòñÿ ïëàíåòà, â ïîòåìíåíèè ê êðàþ äèñêà ïëàíåòû, â êðàòêîâðåìåííûõ è äëèòåëüíûõ ïîìóòíåíèÿõ è äàæå îáëàêàõ, â ñèíåé äûìêå è, íàêîíåö, â ïðÿìûõ ñïåêòðàëüíûõ îñîáåííîñòÿõ. Âî âñÿêîì ñëó÷àå âñå ýòè ÿâëåíèÿ çàìåòíû ñîâåðøåííî îò÷åòëèâî. Ïîòåìíåíèå ê êðàþ äèñêà — ÿâëåíèå íàèáîëåå ëåãêî èçìåðèìîå è äîïóñêàþùåå ëåãêóþ èíòåðïðåòàöèþ, òàê êàê ïðîíèçûâàåìàÿ ëó÷îì çðåíèÿ òîëùà àòìîñôåðû ïëàíåòû ìåíÿåòñÿ ïðèáëèçèòåëüíî êàê , ãäå — çåíèòíîå ðàññòîÿíèå Çåìëè â íàáëþäàåìîì ìåñòå ïëàíåòû.

Äàæå òàêîå ÿðêîå îáðàçîâàíèå, êàê ïîëÿðíàÿ øàïêà, íà ñíèìêàõ ñ áëèçêîãî ðàññòîÿíèÿ êàæåòñÿ óùåðáíîé ñî ñòîðîíû ëèìáà, ò. å. åå ñâåò åäâà ïðîáèâàåòñÿ ñêâîçü òîëùó àòìîñôåðû Ìàðñà, êîãäà îí ïðîíèçûâàåò àòìîñôåðó ïî÷òè êàñàòåëüíî ê ïîâåðõíîñòè ïëàíåòû. Íàáëþäàÿ ÿðêîñòü îäíîé è òîé æå äåòàëè ïîâåðõíîñòè ïëàíåòû, ïåðåíîñèìîé âðàùåíèåì ïîñëåäíåé, â ðàçíûõ ìåñòàõ âèäèìîãî äèñêà ïëàíåòû, ìîæíî îïðåäåëèòü àòìîñôåðíóþ ñîñòàâëÿþùóþ ÿðêîñòè è òåì. ñàìûì ñóäèòü î ïëîòíîñòè àòìîñôåðû. Èçó÷àÿ ýòî æå ÿâëåíèå â ðàçíûõ äëèíàõ âîëí ñïåêòðîôîòîìåòðè÷åñêèìè èëè êîëîðèìåòðè÷åñêèìè ñðåäñòâàìè, ïîëó÷àþò òàêæå ñâåäåíèÿ î ìåõàíèçìå îñëàáëåíèÿ ñâåòà â àòìîñôåðå. Åñëè æå ñþäà ïðèñîåäèíèòü ïîëÿðèçàöèîííûå íàáëþäåíèÿ, òî àíàëèç àòìîñôåðû ïëàíåòû ñòàíîâèòñÿ âåñüìà ïîëíûì [ñì. âûøå ôîðìóëó (33.31) è äàëåå]. Ðàññåèâàþùèå ñâîéñòâà àòìîñôåðû ìîæíî ïðåäñòàâèòü ôîðìóëîé

ãäå — åå îïòè÷åñêàÿ òîëùèíà, D âûðàæàåò ðàññåÿíèå êðóïíûìè ÷àñòèöàìè, à — ðýëååâñêîå ðàññåÿíèå ìîëåêóëàìè ãàçà è ìåëü÷àéøèìè àýðîçîëÿìè. Èç íàáëþäåíèé ñëåäóåò, ÷òî àòìîñôåðà Ìàðñà íå âïîëíå ñëåäóåò ýòîìó çàêîíó â îòíîøåíèè çàâèñèìîñòè îò , à òîãäà è èíäèêàòðèñà ðàññåÿíèÿ áóäåò îòëè÷àòüñÿ îò ñèììåòðè÷íîé ôîðìû, âûòåêàþùåé èç çàêîíà Ðýëåÿ.

Âíîñÿ íåîáõîäèìûå ïîïðàâêè è ïðîâîäÿ àíàëîãèþ ñ çåìíîé àòìîñôåðîé, ïîëó÷àþò, ÷òî äàâëåíèå ó îñíîâàíèÿ àòìîñôåðû Ìàðñà ñîñòàâëÿåò âñåãî ëèøü îêîëî 46 ìì. Ïîëÿðèçàöèîííûå íàáëþäåíèÿ äàþò ÷èñëà, áëèçêèå ê ýòèì, íî âñå æå î÷åíü ñèëüíî ðàçíÿùèåñÿ ìåæäó ñîáîé â ïðåäåëàõ îò 18 äî 125 ìì. Âñå îíè çàâèñÿò îò ñòåïåíè ïðèñóòñòâèÿ â àòìîñôåðå âçâåøåííûõ ìåëü÷àéøèõ ÷àñòèö, êîòîðûå äàþò ðàññåÿíèå, ñõîäíîå ñ ðàññåÿíèåì ãàçîâûõ ÷àñòèö, è âåäóò ê ïðåóâåëè÷åííîìó çíà÷åíèþ ïëîòíîñòè àòìîñôåðû. Äåéñòâèòåëüíî, óæå ïåðâûå âûïîëíåííûå ñ ÀÌÑ «Ìàðèíåð-4, -6, -7» ýêñïåðèìåíòû, àíàëîãè÷íûå ïðîñâå÷èâàíèþ àòìîñôåðû Âåíåðû ñâåòîì çâåçäû Ðåãóëà (ñì. âûøå), ïîêàçàëè, ÷òî îñëàáëåíèå ðàäèîñèãíàëà è ôàçîâûé ñäâèã êîëåáàíèé, èñõîäÿùèõ îò ÀÌÑ, ïðè èõ ïðîõîæäåíèè ÷åðåç àòìîñôåðó Ìàðñà êðàéíå íåçíà÷èòåëüíû è ñîîòâåòñòâóþò äàâëåíèÿì ó ïîâåðõíîñòè ïëàíåòû 4—6 ìèëëèáàð.

Àòìîñôåðà Ìàðñà ðåäêî áûâàåò âïîëíå ÷èñòîé. Îáëàêà, íàáëþäàåìûå â íåé, óñëîâíî íàçûâàþòñÿ (ïî öâåòó) áåëûìè, æåëòûìè è ñèíèìè. Ñþäà æå ïðèìûêàåò ôèîëåòîâàÿ äûìêà. Âñå îíè îáëàäàþò ïîëÿðèçàöèåé ñâåòà, ðàçëè÷íîé äëÿ ðàçíîãî ðîäà îáëàêîâ. Èíîãäà íàáëþäàåòñÿ ñõîäíàÿ ïîëÿðèçàöèÿ ñâåòà â òàêèõ ìåñòàõ äèñêà Ìàðñà, ãäå âèçóàëüíî èëè ôîòîãðàôè÷åñêè íå çàìåòíî íè÷åãî. Áûâàþò î÷åíü áîëüøèå îáëàêà ðàçìåðîì äî 2000 êì. Ïðîåêòèðóÿñü ÷àñòüþ ñâîåé çà òåðìèíàòîð ïëàíåòû, âûñîêîå îáëàêî, îñâåùåííîå Ñîëíöåì, êîãäà ïîä íèì íà ïîâåðõíîñòè ïëàíåòû îñâåùåíèÿ óæå íåò, âûãëÿäèò ñâåòëîé òî÷êîé áîëüøèõ èëè ìåíüøèõ ðàçìåðîâ íà òåìíîì ôîíå — ÿâëåíèå, êîòîðîå íåêîãäà íåêðèòè÷åñêè âîñïðèíèìàëè êàê «ñèãíàëû ñ Ìàðñà». Áåëûå îáëàêà ñîñòîÿò, ïî-âèäèìîìó, èç ëåäÿíûõ êðèñòàëëèêîâ. Æåëòûå îáëàêà èëè òîíêàÿ âóàëü èíîãäà ïîêðûâàþò áîëüøèå ó÷àñòêè ïëàíåòû, çàòðóäíÿÿ èçó÷åíèå åå ïîâåðõíîñòè, à ïîðîé äåëàþò ñîâåðøåííî íåóçíàâàåìûìè õîðîøî èçâåñòíûå îáëàñòè íà Ìàðñå. Òàêèå îáëàêà èìåþò ïûëåâóþ ïðèðîäó è âîçíèêàþò â ðåçóëüòàòå ïûëåâûõ áóðü. Îäíà èç ñèëüíåéøèõ ïûëåâûõ áóðü íàáëþäàëàñü íà Ìàðñå ëåòîì è îñåíüþ 1956 ã. âî âðåìÿ âåëèêîãî ïðîòèâîñòîÿíèÿ, êîãäà ïëàíåòà áûëà â ïåðèãåëèè. Ìåëü÷àéøèå ïûëèíêè î÷åíü äîëãî îñòàâàëèñü âçâåøåííûìè, ÷òî ïðîÿâëÿëîñü â î÷åíü ïîâûøåííîé ÿðêîñòè ïëàíåòû ïðè íàáëþäåíèÿõ ÷åðåç ñèíèé ñâåòîôèëüòð è â èçìåíåíèÿõ ïîëÿðèçàöèè. Åùå áîëåå ñèëüíûå ïûëåâûå áóðè ïîâòîðèëèñü âî âðåìÿ ïðîòèâîñòîÿíèé 1971 è 1973 ãã., îñîáåííî 1971, êîãäà â òå÷åíèå òðåõ ìåñÿöåâ íà Ìàðñå ïî÷òè íè÷åãî íåëüçÿ áûëî ðàçëè÷èòü ñ Çåìëè.  ýòî âðåìÿ ê Ìàðñó ïîäëåòàëè äâå ñîâåòñêèå ÀÌÑ, «Ìàðñ-2 è 3», è àìåðèêàíñêèé «Ìàðèíåð-9», èõ ýôôåêòèâíîñòü òîæå áûëà ñèëüíî ñíèæåíà. Ñóäÿ ïî ìåäëåííîñòè ïðîÿñíåíèÿ ïðè îñåäàíèè ïûëèíîê, ðàçìåðû èõ áûëè î÷åíü íåâåëèêè: îêîëî 1 ìêì.

Âèçóàëüíûå íàáëþäåíèÿ Ìàðñà ïðèíÿòî ïðîèçâîäèòü ñ æåëòûì èëè îðàíæåâûì ôèëüòðîì: â ýòîì ñëó÷àå äîñòèãàåòñÿ ìàêñèìàëüíûé ñâåòîâîé êîíòðàñò ìåæäó «ìîðÿìè» è «ìàòåðèêàìè». Óïîòðåáëåíèå çåëåíîãî è ñèíåãî ôèëüòðà óõóäøàåò âèäèìîñòü äåòàëåé íà ïîâåðõíîñòè Ìàðñà, à ñ ôèîëåòîâûì ôèëüòðîì ïî÷òè âñå äåòàëè èñ÷åçàþò. Ýòîò ýôôåêò ïðèïèñûâàëè «ôèîëåòîâîé äûìêå», êîòîðàÿ íå ïðîïóñêàåò êîðîòêîâîëíîâîãî èçëó÷åíèÿ, èñõîäÿùåãî èç ïëàíåòû.

Âìåñòå ñ òåì îíà, êîíå÷íî, ïîãëîùàåò â êàêîé-òî ñòåïåíè è ïðèõîäÿùåå ñîëíå÷íîå êîðîòêîâîëíîâîå èçëó÷åíèå, òàê ÷òî öâåò ýòîé äûìêè íå ôèîëåòîâûé, à áëèæå ê êðàñíîìó, èíà÷å àëüáåäî Ìàðñà â ôèîëåòîâîì è óëüòðàôèîëåòîâîì ñâåòå áûëî áû áîëüøå, ÷åì â êðàñíîì è èíôðàêðàñíîì, òîãäà êàê â äåéñòâèòåëüíîñòè äåëî îáñòîèò íàîáîðîò ( è 0,23 ñîîòâåòñòâåííî äëÿ äëèí âîëí 405, 495 è 636 íì). Ìîæåò áûòü, îíà è íå ñóùåñòâóåò âîâñå, à ïðîñòîäåòàëè ïîâåðõíîñòè Ìàðñà î÷åíü ìàëî êîíòðàñòíû â ôèîëåòîâûõ ëó÷àõ.

Ñïåêòðàëüíûå íàáëþäåíèÿ Ìàðñà îáíàðóæèâàþò â åãî àòìîñôåðå ïðèñóòñòâèå óãëåêèñëîãî ãàçà â êîëè÷åñòâå, çíà÷èòåëüíî ïðåâûøàþùåì åãî ñîäåðæàíèå â çåìíîé àòìîñôåðå, ïî ðàçíûì îïðåäåëåíèÿì îò 5000 äî 2000 àòì ñì. Òàì, ãäå åñòü , äîëæíû áûòü è îêèñü óãëåðîäà ÑÎ è êèñëîðîä, òàê êàê â óñëîâèÿõ ðàçðåæåííîé àòìîñôåðû Ìàðñà ëåãêî ïðîèñõîäèò ôîòîäèññîöèàöèÿ

íî åñòü è îáðàòíûå ðåàêöèè, âåäóùèå ê ñâÿçûâàíèþ êèñëîðîäà è, â ÷àñòíîñòè, ê îáðàçîâàíèþ îçîíà 03. Êèñëîðîä òàêîãî ïðîèñõîæäåíèÿ íå ìîæåò ïîýòîìó áûòü îáèëüíûì â àòìîñôåðå Ìàðñà, è ïðÿìûå ñïåêòðàëüíûå íàáëþäåíèÿ ñ èñïîëüçîâàíèåì ýôôåêòà Äîïëåðà äàþò î÷åíü íåâûñîêóþ âåðõíþþ ãðàíèöó ñîäåðæàíèÿ 02 â àòìîñôåðå Ìàðñà — 250 àòì «ñì. ×òî æå êàñàåòñÿ âîäÿíûõ ïàðîâ, òî ñïåêòðîñêîïè÷åñêè äëÿ íèõ óñòàíàâëèâàåòñÿ âåðõíÿÿ ãðàíèöà , ò. å. 0,35 ìì âûïàâøåãî îñàäêà, èëè 40 àòì ñì. Èñòèííîå æå çíà÷åíèå ìíîãî íèæå. Êðîìå òîãî, îíî î÷åíü ïåðåìåííî âî âðåìåíè è ïî àðåîãðàôè÷åñêîé øèðîòå, â ñðåäíåì 3—5 ìêì îñàæäàåìîé âîäû, íî íàä òåìíîé êàéìîé âîêðóã ïîëÿðíîé øàïêè îäíàæäû áûëî îáíàðóæåíî 100 ìêì.  èòîãå êèñëîðîäà â àòìîñôåðå Ìàðñà îáíàðóæåíî íå áîëåå 0,3 %, âîäû , àðãîíà 1,5 %, à àçîò íå îáíàðóæåí. Çàòî íàéäåíû ñëåäû ðåäêèõ ãàçîâ Óãëåêèñëûé ãàç ñîñòàâëÿåò îêîëî 95 %, à îáùåå äàâëåíèå íà ñðåäíåì óðîâíå ïîâåðõíîñòè Ìàðñà ðàâíî 5,5— 7,6 ìáàð, îíî â çàâèñèìîñòè îò ðåëüåôà êîëåáëåòñÿ îò 2 äî 10 ìáàð. Ìû îòìå÷àëè óæå ïðèñóòñòâèå ÑÎ2 è Î2 â ïîâåðõíîñòíûõ ãîðíûõ ïîðîäàõ.

<< Ïðåäûäóùèé ïàðàãðàô Ñëåäóþùèé ïàðàãðàô >>
Îãëàâëåíèå