Группа французских и российских учёных, в том числе трое специалистов из лаборатории инфракрасной спектроскопии планетных атмосфер высокого разрешения МФТИ (к.ф.-м.н. Анна Фёдорова, к.ф.-м.н. Александр Родин и д.ф.-м.н. Олег Кораблёв), опубликовали в журнале Icarus научную работу с результатами масштабного исследования, в ходе которого впервые были одновременно проанализированы данные инфракрасного и ультрафиолетового спектрометров SPICAM аппарата «Марс-Экспресс» при зондировании атмосферы на лимбе планеты. В итоге, учёным удалось восстановить радиусы и концентрацию частиц в атмосфере Марса на высотах от 10 до 50 км. Измерения проводились и в южном и северном полушариях в сезон северного лета.
Результаты интересные. Оказывается, пыль в атмосфере Марса состоит из двух фракций, а на высоте 40–50 км обнаружился слой аэрозоля с пока не определённым составом.
Пресс-релиз ИКИ РАН
На иллюстрации показано, как спектрометр SPICAM получает данные о марсианской атмосфере, сравнивая спектрограммы на разных высотах с чистой спектрограммой Солнца
Как выяснилось, в марсианской атмосфере присутствует две группы частиц. Первый тип аэрозолей состоит из более крупных частиц водяного льда (средний радиус 1,2 микрона) и пыли (0,7 мкм). Их не очень много: от 0,01 до 10 частиц в кубическом сантиметре. Второй тип — частицы пыли радиусом несколько десятых и сотых долей микрометра, которых гораздо больше: от 1 до 1000 в кубическом сантиметре в зависимости от высоты.
В северном полушарии в высоких широтах (от 60 градусов) уровень «крупной» фракции аэрозоля простирается до высот 30 км, в средних — поднимается до 40–50 км, причём выше 20 км это, в основном, водяной лёд, а ниже — пыль. Радиусы частиц составляет около 0,76 микрон (пыль) и 1,2 мкм (водяной лёд), а концентрация колеблется соответственно в пределах 0,4–2 и 0,01–0,3 частицы на кубический см.
«Мелкой» пыли гораздо больше: на высоте 10 км количество доходит до 10 тысяч частиц в кубическом см, а уже на 30–35 км — 100 частиц в том же объёме. Её средний размер укрупняется от полюса к экватору: 0,039 мкм на широтах выше 60 градусов и 0,048 — ниже (средняя величина 0,044 мкм).
В южном полушарии, как известно по другим наблюдениям, атмосфера в целом достаточно чистая. Средний размер крупных частиц пыли на широтах выше 50 градусов составил 0,75 мкм, а число в кубическом сантиметре меняется от 0,1 до 2. Частицы водяного льда более крупные — радиус приблизительно равен 0,86 мкм, концентрация же меняется от 0,005 до 0,05 в кубическом см. Средний радиус мелкой пыли больше, чем на севере: 0,07 мкм — а концентрация падает с высотой от 100 (на 35 км) до 0,6 частицы (на 70 км) в кубическом см. В низких широтах небо практически чистое, и концентрация аэрозоля мала.
Интересно, однако, что в этой области на высотах 40–50 км в ультрафиолетовом диапазоне обнаружился слой аэрозоля с пока не определённым составом. Если это пыль, то частицы оказывают очень мелкими (0,06 мкм), а их число в кубическом сантиметре очень большим — от 100 до 3000. В случае с частицами водяного льда их размер будет несколько крупнее, а концентрация, напротив, меньше. Своим существованием этот слой может быть обязан глобальному течению тёплых воздушных масс из северного (летнего) полушария в южное, где они охлаждаются и опускаются (так называемая ячейка Хедли). Такая циркуляция характерна для сезона, близкого солнцестоянию в обоих полушариях.
Из пресс-релиза РАН
Концентрация частиц в марсианской атмосфере не высока. По земным меркам, это чистая атмосфера. Даже в самых «пыльных» районах Марса концентрация частиц меньше, чем в воздухе обычной комнаты, пока не начинается пылевая буря.
Любопытно, какую роль играют аэрозоли в климатической системе Марса. Дело в том, что описанный выше состав частиц в атмосфере не может существовать долгое время. Очевидно, что он пополняется извне. Источником новых частиц может быть пыль с поверхности планеты.
Современный климат Марса интересен сам по себе, потому что это единственная среди земной группы планета с конденсируемой атмосферой, а климатическая система в значительной степени контролируется аэрозолем. К тому же, планета, возможно, испытала катастрофическое изменение климата и сохранила следы климата прошлой эпохи, предполагают учёные из МФТИ.
Автор: alizar
