Бури из электрически заряженной пыли регулируют цикл хлора на Марсе

Какая погода на Марсе? Плохая для роверов, но хорошо подходящая для формирования и движения высоко реакционноспособных соединений хлора. В новом исследовании, проведенном планетологами из Вашингтонского университета в Сент-Луисе, США, показано, что марсианские пылевые бури, подобные той, что вывела из строя ровер Opportunity, регулируют цикл перемещения хлора между поверхностью планеты и атмосферой и могут помочь при планировании будущих поисков жизни на Марсе. В этом новом исследовании, проведенном группой под руководством профессора кафедры наук о Земле и планетах Вашингтонского университета в Сент-Луисе Алиан Ван (Alian Wang), получила дальнейшее развитие идея о влиянии пылевых бурь на Марсе на химическую эволюцию поверхности Красной планеты. В своей новой работе команда подробно рассматривает электрохимические процессы, протекающие во время пылевых бурь, которые могут способствовать перемещению хлора на Марсе в настоящее время. В ходе ранних исследований уже было установлено относительно высокое содержание хлора на Марсе и отмечено, что исторически цикл хлора на Красной планете регулировался вулканической и гидрологической активностью. Ван же в новой работе экспериментально показала, что электростатический разряд, генерируемый во время пылевых бурь, может играть важную роль в химии атмосферы и поверхности Марса сегодня. Задавшись относительным содержанием хлора на поверхности Марса, Ван и ее коллеги решили выяснить факторы, влияющие на современный цикл хлора на планете: каким образом возбужденные атомы хлора попадают в атмосферу, затем вновь осаждаются на поверхности и частично просачиваются под поверхность.

Согласно экспериментальным результатам, полученным командой Ван в лаборатории Planetary Environment and Analysis Chamber (PEACh), где были воссозданы условия возникновения электростатического разряда, аналогичного тому, что генерируется на поверхности Марса, пылевые бури в результате разряда не только окисляют соединения хлора, расположенные на поверхности, но и генерируют свободные радикалы из молекул газов марсианской атмосферы. Это приводит к высвобождению возбужденных частиц хлора, их рекомбинации и последующему перемещению между поверхностью и атмосферой планеты – в результате чего формируется устойчивый цикл.

Согласно авторам, в настоящее время электрохимия играет большую роль на поверхности Марса, и это снижает шансы обнаружить на ней жизнь. Однако, как отмечает Ван, понимание химических процессов, протекающих на поверхности Красной планеты, дает нам уникальную возможность понять, как могла выглядеть древняя марсианская жизнь.

Исследование опубликовано в журнале Journal of Geophysical Research: Planets.

Глобальные бури на Марсе создают огромные пылевые башни, которые уносят воду в космос

Глобальные бури на Марсе создают огромные пылевые башни, которые уносят воду в космос, сообщает официальный сайт NASA. Пылевые бури довольно распространены на Марсе. Но примерно каждое десятилетие случается нечто неординарное: вспыхивает серия штормов, которые покрывают всю планету пыльной дымкой. В 2018 году NASA детально рассмотрело жизненный цикл такой глобальной пыльной бури, которая положила конец миссии марсохода Opportunity. Ученые до сих пор обрабатывают полученные данные о буре. Во время глобальных бурь возникают «пылевые башни» — такое название получили массивные и плотные облака пыли, которые поднимаются до самого неба в разреженной атмосфере Марса. Пылевые башни появляются и при нормальных условиях, но во время глобальной бури их больше и они непрерывно обновляются в течение нескольких недель. Башня начинает расти у поверхности планеты как область быстро поднимающейся пыли. К тому времени, когда башня достигает высоты 80 км, ее ширина может превысить 500 км. Когда башня разрушается, она может создать слой пыли около 50 км в высоту, при этом он будет шире, чем континентальная часть США (4500 км). Пылевые башни могут действовать как «космические лифты» для других материалов, транспортируя их через атмосферу. Когда пыль нагревается, она создает восходящие потоки, которые несут вместе с собой газы. В том числе небольшое количество водяного пара, который иногда создает тонкие облака на Марсе. 

В верхних слоях атмосферы солнечная радиация может разложить пар на частицы, которые потом улетают в космос. Это может быть ключом к тому, каким образом за миллиарды лет Красная Планета потеряла свою воду и превратилась в пустыню.

Ученые раскрыли секрет образования «пылевых дьяволов» на Марсе

Ученые определили механизм формирования «пылевых дьяволов» — пылевых вихрей на Марсе, которые могут достигать нескольких десятков метров ширину и нескольких сотен метров в высоту. По мнению исследователей, тень, которую отбрасывают вихри, приводит к быстрому охлаждению мелких частиц. Эти частицы вихрю легче вовлекать в движение и набирать силу. Об исследовании ученых сообщает издание New Scientist.

Пылевые вихри на Марсе в десятки раз превышают подобные явления на Земле. Они представляют угрозу для аппаратов, которые работают на поверхности Красной планеты, хотя в 2005 году один из них очистил от песка солнечные панели марсохода Spirit, что позволило ему вернуться к работе.

Эти вихри поднимают вверх значительное количество частиц, для чего в условиях разреженной атмосферы Марса требуются ураганные скорости. Как заявил Герхард Вурм, «условия в “пылевых дьяволах” — ровно на границе способностей поднимать частицы, и малейшая помощь “со стороны” производит заметный эффект». По мнению Вурма и его коллег, поддержку «пылевым дьяволам» оказывает разница температур между нагретым Солнцем грунтом и пылью, которая оказалась в тени вихря.

Ученые провели эксперимент с запаянной капсулой, которую сбрасывали с 110 метровой башни, построенной специально для эксперимента. Ученые следили за движением частиц с помощью камеры в условиях с лазерным подогревом или без него. По их оценкам, легкость, с которой они отрывались от соседок, без освещения оказалась на порядок выше, чем с ним.

По мнению Герхарда Вурма и его коллег, нечто подобное происходит и в окрестностях марсианских «пылевых дьяволов». Вобрав в себя небольшое количество пыли, такой вихрь начинает отбрасывать тень. При почти отсутствующей на планете атмосфере температура в тени падает очень быстро. Остывая, пылинки начинают легче отрываться и подниматься вверх, дополнительно насыщая вихрь и усиливая тень. Такая положительная обратная связь позволяет «дьяволам» набирать исключительную силу и, возможно, приводит к возникновению по-настоящему грозных марсианских пылевых бурь.

В сентябре 2015 года специалисты NASA провелипресс-конференцию, во время которой рассказали о том, что нашли свидетельства существования жидкой воды на поверхности Марса. Позже агентством было представлено анимационное видео, которое моделирует движение потоков воды на Красной планете.