Голубой капюшон с Титана не слезает

Несмотря на близящееся лето, голубоватый капюшон над северным полюсом Титана не спешит рассеяться. За 15 лет полярной ночи север хорошо промерз, охладился и теперь не сразу пустит тепло.

Ответ на вопрос, когда начинается весна, зависит от того, кто отвечает. Речь даже не о тривиальных отличиях между двумя полушариями Земли. Разница видна в профессиях жителей одного полушария: для статистика с северной половины Земли весна начинается 1 марта, для астронома – в день равноденствия, 21 числа того же месяца, для метеоролога – в конце апреля, для агронома – и вовсе в начале мая.

Тепловая инерция

С точки зрения первопричины смены сезонов – наклона земной оси и движения нашей планеты вокруг Солнца – ответ астронома, наверное, наиболее обоснованный. Именно в день весеннего равноденствия Солнце проходит над земным экватором и на севере его становится чуть больше, чем на юге. Год за годом кривая среднесуточной инсоляции выписывает в средних широтах нечто, очень похожее на синусоиду, максимум и минимум которой лежат против точек солнцестояния, а среднее значение проходит вблизи точки равноденствия.

Однако с точки зрения наиболее зримых следствий прихода весны правда, разумеется, на стороне метеорологов. Если посмотреть на поведение основных погодных параметров, усредненных за многие годы, «синусоида» окажется сдвинутой примерно на 29 дней.

Причина сдвига ровно та же, по какой вы даже на очень хорошей машине не сможете разогнаться до 100 км/ч за одну секунду. Она называется инерция – но в данном случае не механическая, а тепловая. Снегу нужно время, чтобы растаять, теплой воде – чтобы остыть. Именно вода в разных формах «хранит» холод и тепло на Земле. Поэтому, кстати, и задержка климатических сезонов относительно астрономических сильно меняется от места к месту. В океане она достигает пары месяцев, в глубине континентов снижается до двух-трех недель. Значение в 29 дней, упомянутое выше, – среднее по суше (и, кстати, сейчас по непонятным причинам медленно снижается).

Углеводородная задержка

На крупнейшем спутнике Сатурна Титане вода тоже есть, но лежит в виде твердого, как скала, льда и не участвует в гидрологическом цикле. Тем не менее тепловая инерция характерна и для этого небесного тела, погоду которого определяет круговорот легких углеводородов – метана и в меньшей степени этана. Космический аппарат Cassini американского и европейского космических агентств прислал с орбиты вокруг Сатурна очень яркое свидетельство задержки.

В августе 2009 года в северном полушарии системы Сатурна началась астрономическая весна, которая продлится более семи лет. Солнце перевалило через очерченную кольцами экваториальную плоскость Сатурна, в которой более или менее движутся и все внутренние спутники этой планеты. Нынешняя фотография Титана получена 12 октября, то есть на границе зимы и лета (его орбита чуть наклонена к экватору Сатурна, так что весна приходит чуть позже).

Тем не менее, вглядываясь в слои голубоватой дымки, зависшей в сотнях километров над небесным телом, никакой симметрии не увидеть. Над еще совсем недавно зимним северным полушарием висит настоящий белесый «капюшон». В южном полушарии, прощающемся с летом, ничего подобного не видно.

Ночные озера

По мнению многих планетологов, тепло и холод на Титане удерживают углеводородные озера, появляющиеся в районе полюса зимой. Во время полярного дня этан испаряется и поднимается в атмосферу, где его подхватывают потоки азота, из которого в основном и состоит атмосфера Титана. Часть молекул этана на большой высоте разрушается солнечным ультрафиолетом, что еще сильнее снижает содержание этого газа. На ночной стороне все наоборот – молекулы никто не разрушает и в холоде они оседают к поверхности, обращаются в жидкость и по этановым рекам бегут в этановые озера.

Впрочем, пока это просто теория, вытекающая из расчетов и объясняющая некоторые наблюдения. Напрямую устройство титанового гидрологического цикла пока не проверяли. Доподлинно ученые не знают также, из чего состоят верхние слои дымки. Это могут быть и те же углеводороды, и замерзшая вода. Ясно лишь, что холод конденсирует эти образования.

И последнее: то, что вы видите на фото, это реальные цвета Титана. Картинку получили, объединив монохромные снимки в трех фильтрах, чтобы они были ближе всего к нашему цветному зрению. Обман лишь в яркости – контраст здесь значительно увеличен. Титан получает от Солнца в 100 раз меньший поток энергии, чем Земля. Этот спутник действительно такой красочный, но не такой яркий.

Ссылка:http://www.infox.ru/science/universe/2009/10/30/northernhood...

Решена старая загадка ледяной шапки южного полюса Марса

Собственно говоря, ледяные массы вообще не должны там собираться и задерживаться, но взаимодействие сразу трех факторов предотвращает их дестабилизацию.

Южный полюс Марса покрыт наложившимися друг на друга многочисленными слоями льда из углекислого газа и воды. Фото: NASA/JPL

Марс - разумеется, помимо Земли - самая изученная планета в нашей Солнечной системе. Уже десятки зондов внимательно исследовали и исследуют Красную планету, как с орбиты и во время облета Марса, так и непосредственно на его поверхности.

Советские, американские, европейские и индийские миссии смогли ответить на многие остававшиеся до поры до времени без ответа вопросы, но новые наблюдения привели и к многочисленным новым загадкам. Одна из них связана с огромной, толщиной около километра, шапкой из углекислого газа и водяного льда на южном полюсе Марса. Ученым до сих пор было неясно, например, наблюдается ли там слоистая структура ледяных масс и существует ли у этой шапки связь с СО2 в марсианской атмосфере.

Точная симуляция

Одна из основных гипотез формирования ледяных слоев связана со слегка наклоненной осью вращения Марса, которая склоняется к Солнцу и отклоняется от него в течение года. И вот теперь новое моделирование подкрепило это объяснение. «Когда разрабатываешь модель, то обычно не ожидаешь, что ее результаты настолько приблизятся к наблюдениям», - говорит Питер Бюлер, планетолог из Лаборатории реактивного движения NASA. - «Но толщина слоев, предполагаемая нашей моделью, идеально совпадает с радиолокационными измерениями со спутников».

Когда в южном полушарии Марса господствует лето, его южный полярный ледяной покров сокращается до минимума. Снимок был сделан аппаратом NASA Mars Global Surveyor (апрель 2000 г.). Фото: NASA

Самое же странное в южной полярной шапке - это то, что она просто не должна существовать в таком виде: водяной лед термически более стабилен и темнее по цвету, чем лед CO2, поэтому ученые склонны были ожидать, что лед углекислого газа дестабилизируется при попадании под водяной лед. Но, как стало известно, шапка содержит столько же CO2, сколько вся теперешняя атмосфера Марса.

Три причины, почему ледяная шапка южного полюса существует

Согласно модели Бюлера и его команды, представленной в журнале Nature Astronomy, дестабилизации льда CO2 препятствовали три фактора: изменение наклона Марса при движении вокруг Солнца, различия в принципе, которым оба типа льда отражают солнечный свет и изменение атмосферного давления, когда лед СО2 сублимирует, то есть переходит в газообразное состояние.

Южная полярная шапка Марса в конце зимы. Постоянный ледяной покров в центре окружен сезонным льдом, который постепенно исчезает в последующие месяцы (Mars Global Surveyor, сентябрь 2001 г.). Фото: NASA

«Шатание» оси вращения Марса, так называемая прецессия, влияет на сезонное количество солнечного света, достигающего полюсов, как это происходит и на Земле. При этом в определенные месяцы лед СО2 образуется, а в другие месяцы сублимирует. Со временем меняющийся климат Красной планеты привел к тому, что не каждый раз лед СО2, когда это ему «положено», сублимирует, а вместо этого слои льда СО2 и водяного льда накладываются друг на друга. При этом модели демонстрируют, как этот процесс изменяет атмосферное давление: от четверти до двойного уровня наблюдаемого сейчас марсианского давления.

Старше 500 тысяч лет

По словам ученых, этот процесс наблюдается уже в течение примерно 510 тысяч лет, то есть с момента последней фазы экстремальной солнечной радиации, когда весь лед CO2 испарился в атмосферу Марса. «Наши предположения о колебаниях давления в марсианской атмосфере имеют основополагающее значение для понимания развития марсианского климата», - говорит Бюлер. - «И, конечно же, для понимания былой потенциальной пригодности Марса для жизни».

Черная дыра вместо солнца: благоприятные для жизни зоны вокруг черных дыр возможны

Загружается...

Популярное в

))}
Loading...
наверх