Зима на Марсе: как выглядят снег и иней на Красной планете

Иней на Красной планете представляет собой смесь двуокиси углерода, сухого льда и водяного льда, и он исчезнет через несколько месяцев – с приходом весны.

Когда на Марс приходит зима, поверхность превращается в необычайный зимний праздник. Снег, лед и мороз сопровождают сезонные минусовые температуры. Некоторые из самых холодных из них наблюдаются на полюсах планеты, где температура опускается до -123?°C.

На Марсе, как и на Земле, тоже выпадает снег, образуются лед и иней. Но заснеженных гор там не найти (зато они есть на Плутоне). По большей части снег выпадает на чрезвычайно плоские участки Красной планеты, а эллиптическая орбита Марса означает, что для наступления зимы требуется гораздо больше месяцев: один марсианский год равен примерно двум земным годам.

Марсианский снег

Марсианский снег бывает двух видов: водяной лед и сухой лед, представляющий собой замерзший углекислый газ. Поскольку марсианский воздух чрезвычайно разреженный, а температура очень низкая, снег из водяного льда сублимируется или превращается в газ еще до того, как коснется поверхности.

«Если бы вы захотели покататься на Марсе на лыжах, вам пришлось бы идти в кратер или на скалу, где на наклонной поверхности может скапливаться снег», – Сильвен Пике, ученый из Лаборатории реактивного движения NASA в Южной Калифорнии.

Камера HiRISE на борту аппарата NASA Mars Reconnaissance Orbiter недавно засняла эти «мегадюны», которые часто называют марсианскими барханами. Зимой над дюнами образовались иней и лед из углекислого газа. Весной там обнажается песок дюн более темного цвета.

Снег «выпадает» только в самых холодных областях Марса и в определенное время: на полюсах, под облачным покровом и ночью. Камеры на орбитальных космических кораблях не могут заглянуть за эти облака, а наземные миссии на планете не могут существовать в условиях сильного холода. В результате ни одного изображения снегопада на Марсе так и не было сделано. Но ученые знают, что это происходит, благодаря нескольким специальным научным приборам.

Марсианские снежинки

Mars Reconnaissance Orbiter может заглянуть сквозь облачный покров с помощью своего прибора Mars Climate Sounder, который улавливает свет на длинах волн, невидимых для человеческого глаза. Эта способность позволила ученым обнаружить снег из углекислого газа, падающий на поверхность планеты.

А в 2008 году NASA отправило посадочный модуль «Феникс» в пределах 1600 километров от северного полюса Марса, где агентство использовало лазерный прибор для обнаружения снега из водяного льда, падающего на поверхность.

Любая снежинка на Земле имеет гексагональную структуру из-за того, как связываются в них молекулы воды. Из-за этого снежинки шестиконечны. Тот же принцип применим ко всем кристаллам: способ расположения атомов определяет форму кристалла. В случае двуокиси углерода молекулы в сухом льду всегда застывают в четырехугольной форме при замораживании.

«Мы знаем, что снежинки из сухого льда будут иметь форму куба. Благодаря Mars Climate Sounder мы можем сказать, что эти снежинки будут меньше, чем человеческий волос в ширину», – Сильвен Пике.

Марсианский иней

Вода и углекислый газ могут образовывать иней на Марсе, и оба типа инея появляются на планете гораздо чаще, чем снег. 

Пожалуй, самое сказочное явление приходит в конце зимы, когда весь скопившийся лед начинает «таять» и сублимируется в виде газа в атмосферу. При этом лед приобретает причудливые и красивые формы, которые напомнили ученым пауков, пятна далматинов, яичницу-глазунью и швейцарский сыр.

Такое «оттаивание» также вызывает извержение гейзеров: полупрозрачный лед позволяет солнечному свету нагревать газ под ним, и этот газ в конечном итоге вырывается наружу, выбрасывая веер пыли на поверхность. Ученые изучают эти явления, чтобы узнать больше о том, откуда дуют марсианские ветры.