Usporedba vremenskih prilika na Marsu i na Zemlji

Kako je Marsova površina pokrivena uglavnom zrncima željeznog oksida, ona ima crvenu boju, a za vrijeme oluja vjetar uzvitla debeli sloj te crvene prašine.

Požutjele stranice skrivaju puno zaboravljenih znanja
Članak
0Komentari
Broj otvaranja3337


Rubrika Škrinjica donosi vam tekstove od prije nekoliko desetljeća, kao osvrt i podsjetnik na neka druga vremena u kojima su se ljudi također bavili znanošću ali malo drugačije negoli je to danas običaj. Odabrali smo tekstove koje su nekada pisali naši prijatelji i kolege od kojih smo učili kako se baviti znanošću, ali i kako bismo ih izvukli iz zaborava. Nadamo se da ćete uživati čitajući ih.

Tekst je napisao dr. Ivan Penzar, a objavljen je u časopisu Čovjek i svemir broj 6, iz 1977-1978. godine.

(Preštampano iz časopisa "PRIRODA" br. 4-5/1977)

Odavna su znanstvenici naslućivali da od svih planeta u Sunčevom sustavu Mars ima najsličnije prilike Zemlji. Na takvu pomisao naveli su ili u prvom redu oni astronomski podaci o Marsu koji su slični takvim podacima o Zemlji, kao npr. brzina vrtnje oko osi (iznosi 24 sata i 37 minuta) i nagib osi vrtnje prema ravnini putanje (23° 59’). Drugi razlog bili su podaci dobiveni pomoću dalekozora i spektrometra o postojanju atmosfere na Marsu, o pojavljivanju oblaka i oluja unutar atmosfere te o sezonskom povećanju i smanjenju ledenih kapa na polovima tog nama blizog planeta. Međutim, noviji rezultati, primljeni od instrumenata smještenih na američkim i sovjetskim svemirskim letjelicama i laboratorijima kao što su "Mariner" 4, 6, 7 i 9 iz 1965, 1969. i 1971. godine, zatim Mars 2, 3 i 5 iz 1971. i 1974. godine, te napokon "Viking" 1 i 2, čiji su se moduli, poznati pod imenom "Lander", spustili 1976. na površinu Marsa, pokazuju da je između ostalog i vrijeme na Marsu vrlo različito od vremena na Zemlji. Osnovni razlozi za to jesu:
1) veća udaljenost Marsa od Sunca, pa prema tome i manja količina toplinske i svjetlosne energije što dopire do njega;
2) plitka, rijetka i po svom sastavu sasvim različita atmosfera od naše, i
3) nepostojanje mora i uopće vode u tekućem stanju na tom planetu. Razmotrimo posljedice što iz tog proizlaze.

Količina energije sadržana u vidljivim i nevidljivim Sunčevim zrakama određena je tzv. solarnom konstantom. Ona kaže da površina od 1 cm2 na gornjoj strani naše atmosfere primi svake minute oko 2 kalorije kad zrake padaju okomito na površinu, dok na Marsu solarna konstanta iznosi tek 0,8 kalorija po cm2 po minuti. Na prolazu kroz Zemljinu i Marsovu atmosferu dio energije upijaju u sebe pojedini plinovi, a dio se raspršava. U našoj atmosferi zračenje apsorbiraju molekule ozona, ugljičnog dioksida, vodene pare i sitne krute tvari što lebde u zraku, dok na Marsu zračenje skoro isključivo upija samo ugljični dioksid i čestice prašine. Posljedica je ta da do površine Zemljine ultraljubičasto zračenje, koje može biti štetno za žive organizme, praktički ne dopire jer ga upija ozon, dok na Marsu nesmetano dolazi. Tamo su, naime, nađeni samo tragovi ozona u atmosferi. Što se raspršavanja tiče, ono kod nas najjače zahvaća plave zrake, dok se na Marsu vrlo jako raspršavaju i dulji valovi (narančasti i crveni), jer je atmosfera tamo onečišćena brojnim česticama prašine. Rezultat takvog raspršavanja svjetlosti jest taj da je u nas nebeski svod plave i modre boje, a na Marsu je ružičast ili crven. S obzirom na to da je naša atmosfera gušća, deblja i vlažnija od Marsove, ona u prosjeku smanji oko 50% radijacije, a na Marsu je smanjuje znatno manje.

Naslovnica časopisa Čovjek i svemir broj 6, iz 1977/1978. godine
Zemljina atmosfera uglavnom je sastavljena od dušika (78%) i kisika (21%), a Marsova od ugljičnog dioksida (90%) te argona (skoro 10%) i nešto dušika. Kako je planet Mars manji od Zemlje, to mu je i privlačna sila slabija, pa su se tokom vremena svi lakši plinovi otkinuli od njega i zato mu je atmosfera ostala tako rijetka kao Zemljina na oko 30 km visine. Dok je prizemni tlak na Zemlji oko 750 mm Hg, površinski tlak na Marsu je svega 5 mm Hg. Daljnja bitna razlika jest u vlazi zraka. Kad bi se sva vodena para iz atmosfere u našim širinama pretvorila u vodu, dobili bismo sloj debeo do 10 mm, a na Marsu svega 6 stotinki milimetra. S obzirom na to da je atmosfera tamo tako suha, a uz to i jako hladna, tamo ne postoje uvjeti za pretvaranje vodene pare u tekuće stanje. Na Marsu se javlja samo skrutnuta voda ili led i plinovito stanje vode ili vodena para. Drugim riječima, iz smrznute kore (temperatura podloge i zraka uz tlo samo je u ekvatorijalnom području Marsa oko podneva nešto preko 10° C iznad nule, dok je drugdje uvijek ispod nule) led se isparava, a u višim slojevima atmosfere, gdje je jako hladno (oko -90°C), vodena para se sublimacijom pretvara u fine kristaliće leda. Tako nastaje jedna vrst oblaka u Marsovoj atmosferi, koja je slična Cirrusima ili vlaknastim i vrlo tankim oblacima na našem nebu.

Drugi tip oblaka nastaje kristalizacijom ugljičnog dioksida. Spomenuli smo već da taj plin sačinjava pretežni dio Marsove atmosfere. Kad je danju podloga zagrijana, razvijaju se uzlazne struje i prenose ugljični dioksid u plinovitom stanju uvis. Dizanjem se plin ohlađuje, a kad poprimi temperaturu od približno -12° C, dolazi do kristalizacije plina na sitnim mineralnim česticama tzv. jezgrama sublimacije. Tada se stvaraju oblaci sastavljeni od iglica ugljičnog dioksida poznatih pod imenom suhi led. Takvi oblaci slični su našim Cumulusima koji imaju oblik velikih gruda. Na našem nebu grudasti se oblaci stvaraju u manjoj visini, a vlaknasti u većoj. Na Marsu je obratno. Tamo su vlaknasti oblaci niži, a grudasti viši. Osim na opisani način, grudasti oblaci nastaju katkada i na orografskim preprekama Marsove površine, kao što su brojni ugasli vulkani. Neki od njih su vrlo visoki, a najviši je Nix Olympica što se izdiže 25 km iznad okolnog područja. Na navjetrinskoj strani obronka stvara se oblačni zid, a u zavjetrinskoj nastaju valovima slični oblaci potpuno analogno kako to često biva i u nas na Zemlji. Treća vrst oblaka na Marsu može nastati od vjetrom uzvitlane prašine poput pješčanih oluja u našim pustinjama. Kako je Marsova površina pokrivena uglavnom zrncima željeznog oksida, ona ima crvenu boju, a za vrijeme oluja vjetar uzvitla debeli sloj te crvene prašine. Veće čestice se brzo talože na tlu, a sitnije ostaju lebdjeti još dugo vremena u atmosferi i tamo služe kao jezgra sublimacije za ugljični dioksid i vodenu paru. Bez obzira na vrstu i oblik oblaka koji nastaju na Marsovu nebu, oborina tamo nikad ne pada jer su nastali kristali presitni. Drugim riječima, na Marsu nikad nema snježnog, kišovitog, vlažnog ili sparnog vremena.
Vjetrovitog vremena na Marsu, naprotiv, ima često. Obično su to slabiji vjetrovi, ali od vremena do vremena iznenada nastaju orkanske oluje. Brzine tada prelaze i preko 200 do 300 km na sat Zračna struja uzvitla prašinu i prenosi je s jednog mjesta na drugo. Krupnije i teže čestice stružu po podlozi te je bruse i erodiraju. Vjetar oguljuje pojedina područja Marsa, a na druga nanosi pijesak i stvara prašinske dine i velike nanose sitnijeg materijala ispred i iza orografskih prepreka, a osobito oko čunjastih vulkana. Kad se oluja smiri, cijeli kraj promijeni izgled. Tamo gdje su prije bili slojevi crvene prašine, prostiru se najednom kamene pustinje, i obratno. Podloga na taj način mijenja boju, što se vidi sa Zemlje pomoću dalekozora, pa su učenjaci nekad mislili da je do promjene boje došlo zbog raslinstva koje da je naglo poraslo nakon olujnog nevremena. Nastanak prašinskih vrtloga tumači se planetarnom cirkulacijom na Marsu. Naime, zbog temperaturnih razlika između ekvatora i polova nastaje strujanje kojim se temperaturne razlike izjednačuju. Struje dovode do sudara hladnog i toplog plina, a u tim graničnim zonama u određenim se uvjetima stvaraju vrtlozi. Uzvitlanu prašinu Sunce jače grije nego ostalu atmosferu i tako se temperaturne razlike još više pojačavaju, što opet dovodi do produbljavanja vrtloga i njegova širenja sve dotle dok površinska oluja ne prekrije cijeli planet. To je ujedno početak odumiranja i smirivanja vremena. Cijeli ciklus od pojave vrtloga do njegova nestanka traje po više mjeseci.

Na Marsu postoji polugodišnji transport pare i ugljičnog dioksida od jednog pola prema drugom. Naime, na onoj hemisferi gdje vlada zima u polarnom području temperatura je jako niska (ispod -100° C). Zato se tamo sublimira vodena para i ugljični dioksid i na podlozi se stvara kora leda. Na suprotnom polu, koji je tada obasjan Suncem, ledena podloga se isparava i nestaje, a zračne struje prenose vlagu i ugljični dioksid na hladni pol. Zato se tamo polarna kapa brzo povećava i dopre sve do iza 60. paralele, odnosno znatno južnije nego na Zemlji. No dok je na Zemlji sloj leda na polovima debeo preko 100 m, na Marsovim polovima je ledena kora tanka jer je općenito tamo malo vodene pare. Pretpostavlja se da smrznute vode ima u Marsovoj podlozi svuda, i to do velikih dubina (od oko 1 km). Tamo je podloga, naime, neprekidno smrznuta kao u nas u polarnim krajevima.

Podaci "Marinera" 9 pokazuju da Mars ima magnetsko polje, i to znatno slabije od zemaljskog, a ionosfera, tj. viši električni nabijeni slojevi atmosfere, mnogo su stabilniji nego na Zemlji. Sunčev vjetar, naime, bitno utječe na ionosferu. Što se tiče klimatskih prilika na Marsu u prošlosti, može se naslutiti da su one nekad bile znatno drugačije od današnjih. Tada je temperatura bila viša, vlage je bilo obilnije, padala je kiša i tekle bujice. Još se i sada vide isušena korita bivših rijeka i njihovih pritoka koja pokazuju da je kroz njih nekad proteklo mnogo vode kad su tako izdubljena i oglodana.

Bez komentara
Želiš komentirati? Klikni!