|
Терраформирование Марса
|
|
|
|
Когда бы люди ни прибыли на Марс, им будет трудно там существовать. Марс холодный, со средней температурой поверхности -55°C; температура может опускаться до -125°C, когда пыльные бури длятся месяцами; его атмосфера очень разрежена и почти полностью состоит из углекислого газа; а вся вода замерзла и смешалась со льдом, состоящим из CO2. Да, и солнечная радиация будет опасна на поверхности Марса, поскольку на планете нет озонового слоя, который блокировал бы ультрафиолетовое излучение, особенно во время солнечных вспышек. Диснейленд - это не так.
|
|
|
|
Новым марсианам придется жить под землей, пока, возможно, когда-нибудь Марс не будет преобразован в если не совсем похожую на Землю, то, по крайней мере, более гостеприимную для хрупких человеческих созданий планету.
|
|
|
|
Есть аргументы как за, так и против терраформирования Марса. Если люди займутся терраформированием, то одним из первых предложений будет увеличить парниковый эффект Марса за счет таяния ледяных шапок, содержащих CO2.
|
|
|
|
Илон Маск предложил использовать непрерывные ядерные взрывы с низким уровнем радиоактивных осадков для имитации искусственных солнц, но в статье 2018 года эта идея была подвергнута критике как способная повысить парниковый эффект Марса с естественных 5°C при давлении в 6 миллибар максимум до 20 мбар при повышении температуры поверхности на 10°C. Этого недостаточно, чтобы достичь температуры 30 °C и более, необходимой для получения стабильной жидкой воды на поверхности.
|
|
|
|
|
|
|
В качестве альтернативы можно использовать специальные аэрозоли
|
|
|
|
В последние годы были предложены новые методы, которые могли бы согреть Марс другими способами, включая выброс аэрозолей, создающих инфракрасное излучение, которое согревало бы поверхность. Но до сих пор модели, анализирующие этот сценарий, были упрощенными — они предполагали, что любые высвобождаемые аэрозоли будут иметь статическое, неизменное распределение, вместо того чтобы учитывать движение и динамическое поведение этих искусственных аэрозолей.
|
|
|
|
В журнале Geophysical Research Letters группа исследователей из США, Великобритании и Бразилии смоделировала выброс в атмосферу Марса с помощью отслеживания шлейфа и обнаружила сильные радиационно-динамические обратные связи. Они обнаружили, что частицы поднимаются локально и переносятся по всему миру, и эти обратные связи могут способствовать искусственному аэрозольному потеплению.
|
|
|
|
Были рассмотрены два случая: выпуск графеновых дисков диаметром около 250 нм и алюминиевых стержней длиной около 8 микрон и диаметром 60 нм. Оба они поглощают и рассеивают тепловое инфракрасное излучение, поднимающееся от поверхности планеты.
|
|
Как ведет себя модель аэрозоля
|
|
|
|
Хотя ни один из вариантов не был оптимизирован для обогрева (поэтому их результаты не являются верхним пределом для обогрева), рассмотренные инженерные аэрозоли по своей конструкции гораздо сильнее взаимодействуют с инфракрасным излучением, чем с солнечным светом. Модель, разработанная их группой под руководством Марка И. Ричардсона из Aeolis Research в Чандлере, штат Аризона, США, показала, что один непрерывный источник аэрозолей (они моделировали скорость от 0 до 60 литров в секунду) обеспечит стабильное насыщение планеты менее чем за 4 марсианских года (7,5 земных лет).
|
|
|
|
Они также включали изменяющийся во времени фон естественной пыли, который также оказывает радиационное воздействие, из базы данных наблюдений, соответствующей периоду относительного отсутствия штормов на планете.
|
|
|
|
Используя свою глобальную трехмерную модель, команда представила, среди прочих результатов, изменение средней глобальной температуры поверхности во времени при выбросе ИК-активных частиц алюминия со скоростью 3 литра в секунду, начиная с северного равноденствия на планете и продолжая в течение 5 марсианских лет, с последующим увеличением до 60 литров в секунду./с. (На самом деле, было обнаружено, что временные рамки ответа практически не зависят от скорости высвобождения.)
|
|
|
|
Примерно через 8 марсианских лет температура поверхности резко подскочила с 3-4°C до примерно 25°C, что выше невозмущенной температуры Марса, а примерно через 15 лет температура стабилизировалась на уровне потепления примерно на 35°C. Этого должно быть достаточно, чтобы на поверхности Марса появилась жидкая вода.
|
|
|
|
Их модель показала, что потепление лишь незначительно зависит от времени года на Марсе, варьируясь примерно на ± 5°C. Если выброс аэрозоля прекратится непосредственно перед резким повышением температуры, атмосфера вернется к своей температуре до выброса всего примерно через 4 марсианских года.
|
|
|
|
Авторы отмечают, что "это исследование затрагивает лишь некоторые аспекты вопроса о том, как выброс инфракрасноактивных частиц может изменить климат Марса: атмосферные процессы по своей сути сложны, и остается много открытых вопросов". Эти вопросы включают в себя обратную связь по круговороту воды и "подходы к уменьшению агломерации".
|
|
|
|
Более низкая температура атмосферы выше точки замерзания воды привела бы к образованию водяного пара, который также является парниковым газом и может вызвать еще большее потепление. Но также возможно, что аэрозоли могут действовать как ядра льда или ядра конденсации облаков, которые могут вытягивать некоторые аэрозольные частицы из атмосферы, что требует дополнительного изучения.
|
|
|
|
Но, возможно, более сильные приземные ветры могут поднять в воздух больше пыли, что является положительным моментом. Как и в моделях глобального климата Земли, атмосферные аэрозоли имеют сложные взаимодействия и обратные связи в каждом направлении, что требует дальнейшего изучения как здесь, так и там.
|
|
|
|
Источник
|
