Том 1 № 2 (2024)
Актуальні проблеми фізики та астрономії

Про механізми можливого періодичного перерозподілу водяного льоду між полярними шапками Марса

Анатолій Відьмаченко
Національний університет біоресурсів і природокористування України; Головна астрономічна обсерваторія НАН України
Біографія
Олександр Мозговий
Вінницький державний педагогічний університет імені Михайла Коцюбинського
Біографія
Олексій Стєклов
Головна астрономічна обсерваторія НАН України, відділ фізики субзоряних і планетних систем
Біографія

Опубліковано 2024-10-17

Ключові слова

  • Марс, водяний лід, полярні шапки, пори року, зміни клімату

Як цитувати

Про механізми можливого періодичного перерозподілу водяного льоду між полярними шапками Марса. (2024). Математика, інформатика, фізика: наука та освіта, 1(2), 120-128. https://doi.org/10.31652/3041-1955/2024-01-02-03

Анотація

У Північній полярній шапці на початку ХХІ століття підтвердили наявність значної кількості водяного льоду. Дещо пізніше прилади орбітального апарата «Марс-Експрес» також змогли зареєструвати чималі поклади водяного льоду й  навколо Південного полюса. А над водяним льодом було знайдено шар «сухого» льоду товщиною від 2 до 7 мм. Загальні відкладення у Південній полярній шапці виявилися суттєво меншими, ніж у Північній. Спостереження з допомогою гамма-спектрометра дозволили виявити велику кількість водню, що міститься під поверхнею Марса на значних відстанях від полярних шапок, й навіть на екваторі планети. Даний водень входить до складу водяного льоду, який у таких місцях є захищеним від сублімації ґрунтом з ізоляційної породи, пилу й уламків породи. В часи літніх пилових бур значні кількості пилу підіймається внаслідок швидкого сезонного переміщення вуглекислого газу й водяної пари; через певний час цей пил осідає з атмосфери. Це приводить до сезонного накопичення пилу в шаруватих відкладеннях в обох полярних та приполярних областях. При зміні пір року на планеті, внаслідок суттєвого ексцентриситету орбіти Марса, виникає значна асиметрія в змінах притоку сонячної енергії до протилежних півкуль. Відмінності між афелієм і перигелієм досягають 40%. По цій причині, при перебуванні планети в афелії, літо у Північній півкулі є довшим та холоднішим, ніж у Південній. Через таку відмінність сезонних характеристик між південною та північною півкулями, своєрідний сезонний «насос» за відносно короткий проміжок часу може повністю перенести воду до полярної шапки у тій півкулі, в котрій літо припадає на проходження через афелій орбіти. Моделювання існуючих кліматичних процесів на Марсі вказує на те, що відкладення водяного льоду мають циклічно перерозподілятися між південною та північною полярними областями Марса протягом приблизно 21000 років. Вісь обертання Марса в циклах Міланковича могла змінювати свій нахил багато раз. Період таких змін близький до 105 років. Тому асиметрія, яка описана в роботі є молодою, що, можливо, призводить до зміни знаку. Цілком можливо, що протягом історії Марса полярні шапки неодноразово мінялися місцями.

Завантаження

Дані завантажень поки не доступні.

Посилання

  1. Becerra P., Sori M. M., Thomas N., et al. Timescales of the climate record in the south polar ice cap of Mars. Geoph. Res. Letters. 2019. Vol. 46, № 13. P. 7268-7277.
  2. Conway S. J., Hovius N., Barnie T., et al. Climate-driven deposition of water ice and the formation of mounds in craters in Mars' north polar region. Icarus. 2012. Vol. 220, № 1. P. 174–193.
  3. Dlugach J. M., Morozhenko A. V., Vid'Machenko A. P., Yanovitskij E. G. Investigations of the optical properties of Saturn's atmosphere carried out at the main astronomical observatory of the Ukrainian Academy of Sciences. Icarus. 1983. Vol. 54 (May). P. 319-336.
  4. Howard A. The role of eolian processes in forming surface features of the Martian polar layered deposits. Icarus. Vol. 144. P. 267-288.
  5. Morozhenko A. V., Vid’machenko A. P. Polarimetry and Physics of Solar System Bodies. Proceedings of the NATO Advanced Study Institute, м. Ялта, 20 вересня - 4 жовтня 2003 р. Ялта, 2003. С. 369-384. DOI: https://doi.org/10.1007/1-4020-2368-5_16
  6. Morozhenko A. V., Vid’machenko A. P. Polarimetry and Physics of Solar System Bodies. Photopolarimetry in Remote Sensing, NATO Science Series II: Mathematics, Physics and Chemistry. 2005. Vol. 161. P. 369-384.
  7. Morozhenko A., Vidmachenko A., Kostogryz N. Polarimetry and Physics of Solar System Bodies. Proceedings of the International Astronomical Union 10 (H16). 2012. P. 182-182.
  8. Morozhenko A. V., Vidmachenko A. P. Optical parameters of Martian dust and its influence on the exploration of Mars. Dust in the Atmosphere of Mars and Its Impact on Human Exploration. Proceedings of the conference held. LPI Contribution. Houston, Texas, 13-15 June, 2017. No. 1966. Houston, Texas, 2017. id.6010.
  9. Мороженко А. В., Відьмаченко А. П. Пил може вплинути на освоєння Марса. 22 Міжнародна наукова конференція “Астрономічна школа молодих вчених”. М. Київ, Україна, 11-12 грудня 2020 р. Київ, 2020. С. 71-73.
  10. Morozhenko A. V., Vidmachenko A. P., Kostogryz N. M. Spectrophotometric properties of Moon's and Mars's surfaces exploration by shadow mechanism. Highlights of Astronomy. 2015. Vol. 16. P. 182-182.
  11. Стеклов А. Ф., Видьмаченко А. П., Миняйло Н. Ф. Сезонные изменения в атмосфере. Сатурна. Письма в Астрон. журн. 1983. Т. 9, № 2. С. 11-17.
  12. Vid’machenko A. P., Morozhenko A. V. Mapping of the physical characteristics and mineral composition of a superficial layer of the Moon or Mars and ultra-violet polarimetry from the orbital station. 36 Annual Lunar and Planetary Science Conference. League City, Texas, March 14-18, 2005. League City, 2005. #1015.
  13. Видьмаченко А. П. Проявление сезонных изменений в атмосфере Сатурна. Кинематика и физика небесных тел. 1987. Т. 3, № 6. С. 9-12.
  14. Видьмаченко А. П. Изменения блеска небесных объектов по астрономическим наблюдениям горы Майданак. Кинематика и физика небесных тел. 1994. Т. 10, № 5. С. 52-56.
  15. Vidmachenko A. P. Planetary atmospheres. Astronomical School’s Report. 2009. Vol. 6, № 1. P. 56-68.
  16. Vidmachenko A. P. Research of the Mars by space vehicles. Astronomical School’s Report. Vol. 6, № 1-2. P. 131-137.
  17. Vidmachenko A. P. Water on Mars. Astron. almanac. 2009. Vol. 56. P. 225-249.
  18. Відьмаченко А. П. Дослідження землеподібних планет. 16 Міжнародна наукова конференція “Астрономічна школа молодих вчених”, м. Кіровоград, 29-31 травня 2015 р. Кіровоград, 2015. С. 12-13.
  19. Відьмаченко А. П. Порівняльні особливості вулканів на тілах Сонячної системи. 20 Міжнародна наукова конференція “Астрономічна школа молодих вчених”, м. Умань, 23-24 травня 2018 р. Умань, 2018. С. 9-12.
  20. Відьмаченко А. П. Сучасна вулканічна діяльність на Місяці. 20 Міжнародна наукова конференція “Астрономічна школа молодих вчених”, м. Умань, 23-24 травня 2018 р. Умань, 2018. С. 5-7.
  21. Відьмаченко А. П. Вода в Сонячній системі. 20 Міжнародна наукова конференція “Астрономічна школа молодих вчених”, м. Умань, 23-24 травня 2018 р. Умань, 2018. С. 91-93.
  22. Vidmachenko A. P. Comparison of features of impact and volcanic craters on the surface of Mars. Proceedings of VIII ISPCo “Progressive research in the modern world” (April 27-29, 2023), Boston, USA. Chapter 43. Boston: BoScience Publisher, 2023. P. 237-246.
  23. Vidmachenko A. P. Coordinates and names of surface details on Mars. Proceedings of VII ISPCo. “Science and technology: problems, prospects and innovations”. Osaka, Japan (April 13-15, 2023). Osaka: CPNPublishing Group, 2023. Vol. 39. P. 217-226.
  24. Vidmachenko A. P. History of possible climate change on Mars. Proceedings of VII ISPPCo. “Science and innovation of modern world”. London, United Kingdom (23-25 March, 2023). Chapter 54. London: Cognum Publishing House, 2023. P. 336-345.
  25. Vidmachenko A. P. Macrorelief of the surface of Mars. Proceedings of XIV ISPCo. “Prospects for the development of science and the environment”. Helsinki, Finland (April 10-12, 2023). Ch. 7. Helsinki, 2023. P. 34-39.
  26. Vidmachenko A. P. The atmosphere of Mars. Proceedings of VI ISPCo. “Scientific research in the modern world”. Toronto, Canada (April 6-8, 2023). Chapter 45. Toronto: Perfect Publishing, 2023. P. 283-293.
  27. Vidmachenko A. P. Thermal properties of the surface of Mars. Proceedings of VII ISPCo. “Progressive research in the modern world” (March 29-31, 2023), Boston, USA. Chapter 42 Boston: BoScience Publisher, 2023. P. 243-252.
  28. Vidmachenko A. P., Dlugach Z. M., Morozhenko A. V. Nature of the optical nonuniformity in Saturn's disk. Solar System Research. 1984. Vol. 17, № 4. P. 164-171.
  29. Vidmachenko A. P., Klimenko V. M., Morozhenko A. V. Apparent spectral albedos of the disk of Mars in September-October 1977. Solar System Research. 1981. Vol. 14, № 4. P. 157-159.
  30. Відьмаченко А. П., Мозговий О. В., Стєклов О. Ф. Особливості рельєфу поверхні Марса. Матеріали 11 Всеукраїнської НКО «Астрономія і сьогодення», м. Вінниця, 12 квітня 2023 р. Вінниця: ТОВ «ТВОРИ», 2023. С. 66-71.
  31. Відьмаченко А. П., Мозговий О. В., Стєклов О. Ф. Історичні аспекти кліматичних змін на Марсі. Матеріали 11 Всеукраїнської НКО «Астрономія і сьогодення», м. Вінниця, 12 квітня 2023 р. Вінниця: ТОВ «ТВОРИ», 2023. С. 56-61.
  32. Відьмаченко А. П., Мозговий О. В., Стєклов О. Ф. Особливості пилових бур на Марсі. Матеріали 11 Всеукраїнської НКО «Астрономія і сьогодення», м. Вінниця, 12 квітня 2023 р. Вінниця: ТОВ «ТВОРИ», 2023. С. 87-92.
  33. Vidmachenko A. P., Steklov A. F. Mineral resources can be mined on different bodies of the Solar System. 22 International Astronomical School of Young Scientists. Kyiv, Ukraine (December 11-12, 2020). Kyiv, 2020. P. 89-92.
  34. Vidmachenko A. P., Steklov A. F. How long ago has water flowed on Mars surface? Results of modern scientific research and development, Proceedings of XI ISPCo, Madrid, Spain (16-18.01.2022). Madrid: Barca Academy Publishing, 2022. P. 226-232.