A Mars légköre

Kialakulás, összetétel, éghajlat, időjárás, kutatás

Bognár Ilona Zelma, Deák Bianka, Kertész Szilvia, Szabó Dorottya, Tüskés Boglárka

ADATAI

• A Mars a Naptól számított negyedik bolygó a Naprendszerben

• Fél-nagytengelye: 227.940.000 km (1,52 CsE)

• Átmérője: 6.794 km • Tömege: 6,4219·1023 km • A római mitológiában Mars (görög

megfelője Árész) a háború istene volt. A bolygó ezt a nevet valószínűleg vörös színe miatt kapta

A Marsnak a Hubble Space Telescope űrtávcsővel készített felvétele. A képen megfigyelhetők a sarki jégsapkák.

KIALAKULÁS

• A Mars kb. 4,5 milliárd éve alakult ki, akár a Föld• Sok meteorikus test bombázta felszínét• A vulkántevékenység nagyon aktív volt, amelynek

köszönhetően vastag légkörrel rendelkezett• Ekkor a földihez hasonló vízkörforgás lehetett• Nagy tavak, óceánok létezése sem kizárt• A bolygó belső hője azonban rohamosan fogyott• Az elhalt mágneses tér és magnetoszféra miatt egyre

kevesebb vulkán tört ki• A gyenge gravitációs tér pedig nem tudta az atmoszféra

teljes tömegét visszatartani• A légkör egy része a világűrbe szökött, más része a

felszíni kőzetekbe fagyott

KIALAKULÁS

• A nedves időszak 4 milliárd évvel ezelőtt kezdődött

• A légkörben lévő szén-dioxid a karbonátos kőzetek kialakulására fordítódott

• A lemeztektonika hiánya miatt azonban a Mars esetében az egykor elnyelődött szén-dioxid nem kerül vissza a légkörbe, ezért a Marson nem tudott a Földhöz hasonló üvegházhatás kialakulni, így a bolygó hamar lehűlt

• Az üvegházhatás hiányában, és a korábban meleg, barátságos bolygó száraz és hideg sivatag lett

KIALAKULÁS

• Alkalmanként hatalmas vízfeltörések, és egyéb események hoztak változást, átmeneti meleggel megszakítva a végtelen jégkorszakot

• Bár az ilyen klímakilengések szép számmal voltak, a bolygót az elmúlt 3,5 milliárd évben a gyenge felszíni aktivitás, és a száraz, hideg klíma jellemezte

• A folyékony víz, és a meleg környezet mára a felszín alá húzódott

KIALAKULÁS

• Mivel az atmoszféra valószínűleg még mindig sűrű volt - az elméletek szerint a mai tízszerese - a víz és egyéb anyagok veszteségének aránya a mai százszorosára rúghattak

• Látványos vulkáni képződmények láthatók, többségük kisebb,de vannak hatalmasak is

• A legnagyobb az Olympus- hegy (a képen), 27 km magasan emelkedik ki

• Ma már nem aktívak, de az elmúlt 100 millió évben is lehettek kisebb kitörések

LÉGKÖR

• A Mars légköre igen vékony és ritka, nagyobb részben a szén-dioxid maradékából áll

• A ritka légkör miatt gyenge az üvegházhatás (5 C fok)

• Tartalmaz még nitrogént, argont, nyomokban oxigént és vízpárát

• Már a korai távcsöves megfigyelések során kiderült, hogy a marsi pólusoknál állandó jégsapkák vannak, melyek fagyott szén-dioxidból (szárazjég), valamint vízjégből állnak

• A jégsapkák réteges struktúrát mutatnak: az északi félteke nyara során a szárazjég szublimál, és a vízjég megmarad

LÉGKÖR – Összetétel, szerkezet

Összetétel:• 95 % szén-dioxid• 2,7 % nitrogén• 1,6 % argon• 0,4 % oxigén• 0,16 % szén-monoxid• 0,1- 0,001 % vízpára

Szerkezet (felülről lefelé):• Termoszféra• Sztratoszféra: fagyott szén-dioxid

szemcsék vékony rétege• Troposzféra: > izolált felhők és ködök vízjégszemcsékből > vas- oxidban gazdag vörös por

LÉGKÖR

• Az átlagos marsi légköri nyomás 7 millibar, ez az Olympos Mons tetején 1 millibar, míg a legmélyebben fekvő medencékben 9 millibar

• hőmérséklete általában jóval a fagypont alatt mozog • Télen a pólusoknál még a légkör is kifagy, és az ott lévő

állandóan fagyott vízjeget fagyott szén-dioxid-réteggel (szárazjéggel) vonja be

• A reggeli köd és a nagy magasságban lévő felhők, különösen a sarki vidékeken, a Földről is láthatók

• Az egész év során rendszeresek a helyi porviharok, de a bolygó Nap-közelsége idején, amikor a szélsebesség és a hőmérséklet eléri a maximumot, az egész bolygóra kiterjedő, globális viharok porral lepik el az égitestet

LÉGKÖR

• A Marson állva az égbolt rózsaszín, narancsvörös színű

• Porviharok során sok por kerül a bolygó gázburkába, amelyek akár hónapig ott lebegnek

• A legkisebb részecskék mindig a légkörben maradnak

LÉGKÖR- Ammónia a Marson?

• Ammóniára bukkantak a Mars légkörében, melyet egyes tudósok az élet jeleként értékelnek

• Az ammónia csupán rövid ideig képes fennmaradni a vörös bolygó légkörében, ezért egyértelműen lennie kell valaminek a felszínen, ami folyamatosan újra termeli

• vagy aktív vulkánok termelik, melyek elvileg jelenleg nem léteznek a Marson,vagy mikrobáktól származtathatók

• A PFS korábban már megfigyelt széndioxid-lerakódást és vízpára-növekedést a Mars legnagyobb vulkánjai felett

• Észlelése néhány hónappal azután következett be, hogy metánt, egy másik lehetséges biológiai eredetű gázt találtak a bolygó atmoszférájában

LÉGKÖR- Ammónia a Marson?

• Forrásának egyik lehetőségét, miszerint az elveszett Beagle 2 egység légzsákjaiból szivárogna az ammónia a levegőbe, a kutatók már elvetették, mivel az elemzések szerint a gáz eloszlása nem támasztja alá ezt a magyarázatot

• ammónia jelentősége abból adódik, hogy nitrogénből és hidrogénből tevődik össze

• A nitrogén ritka a marsi környezetben, azonban mivel egyetlen földi létforma sem képes létezni nélküle az ammónia jelenléte arra utalhat, hogy mikroba szintű élet halmozza fel

• "Nem kerülhet úgy ammónia a marsi légkörbe, hogy ne legyen benne élet" - mondta a NASA tudósa

LÉGKÖR- Csökkenés

• Akárcsak egy üstökös a Mars is rendelkezik csóvával, azaz a Nap energiája által a bolygóról lesöpört részecskék áramlatával

• A Mars-csóva legújabb mérései elárulják mennyi levegőt veszít naponta a bolygó, és lehetővé teszik a tudósok számára azon hatalmas elszivárgás mértékének kiszámítását, ami évmilliárdokkal ezelőtt következhetett be, szárazzá és hideggé téve a vörös bolygót, mint amilyen ma is

LÉGKÖR-Csökkenés

• Az elméletek szerint a Marsnak egykoron vastag légköre volt, ma azonban sűrűségét tekintve mindössze a Föld atmoszférájának 1 százalékával rendelkezik

• Senki sem tudja biztosan hova is tűnt el a többi, azonban a napszél által létrehozott bolygócsóva tűnik az egyik legvalószínűbb bűnösnek

• Mivel nincs mágneses mező, a napszél kölcsönhatásba lép a légkörrel

ÉGHAJLAT

• A Mars pályája nagyon lapult• A nagy excentricitás erősen befolyásolja az éghajlatot• A felszíni átlaghőmérséklet -55 C fok• a hőmérséklet helyi lokális értékei széles tartományban, -133 C-tól

(sarkokon, télen) 27 C-ig (egyenlítő) változnak • A nappali és az éjszakai hőmérséklet között az eltérés a 60 C

fokot is elérhet

ÉGHAJLAT

• Forgástengelye a pályasíkjára állított merőlegeshez képest ferde, elnyúlt pályán mozog a Nap körül

• Ezért erős évszakos jelenségek figyelhetők meg

• Az évszakos hőingással párhuzamosan a légköri víz és széndioxid egy része kifagy a pólussapkákra

• Magas marsrajzi szélességen télen szénsavhóból álló dér borítja a felszínt

A deres Mars

IDŐJÁRÁS

• Földihez hasonló, de kevésbé változatos, mivel kisebb a vízmennyiség

• Hőmérséklet és légnyomás napi ciklusa szabályosan ismétlődik

• A felszínen +2 °C-on forr a víz, ezért ritka csapadéknak számít

IDŐJÁRÁS

• A por meghatározó szerepű, befolyásolja a felszínre jutó napsugárzás mennyiségét

• Mindig van por a levegőben• Télen sok felhő (különösen az északi szélességeken),

köd alakulhat ki• 3 féle felhőtípus: < alacsony „sárga felhők” < középmagas „fehér” < magas „kék fátyol”

Megjegyzendő, hogy a sárga felhők valójában szintén fehérek, és csak a kontraszt ad sárga árnyalatot. A felhők mozgása aránylag gyors légáramlásra utal

IDŐJÁRÁS-Hőmérsékletek

• A légkör felső tartománya, a termoszféra hőmérséklete felfelé haladva nő

• Az alsó 100-120 km-es felszín feletti magasságban kb. -150 C fok• 150 km felett -70 és 80 C fok közötti értékek jellemzőek• Az átlaghőmérséklet 230 K• Szélsőségek: téli pólus: 135 K Egyenlítőn: 300 K

IDŐJÁRÁS - Felhők

Előfordulás:• Egész évben (inkább télen)• Főleg az aktuális téli féltekén,

ritkábban ez Egyenlítő környéki medencékben

• 10-15 km magasságbanÖsszetétel:• Főként kékes-fehéres színű

vízjég-fátyolfelhők• Vöröses színeket okozó

szárazjég-felhők (CO2)Többféle felhő ismert…A kép északi részén

gravitációshullám-felhő, délen medencebeli köd látható.

IDŐJÁRÁS - Felhők

Gravitációshullám-felhő:• Hullámfrontfelhő, ismétlődő padok• Orografikus eredetűek: hegyláncok, krátergyűrűk széliránnyal

átellenes oldalán keletkeznek• Alacsony hőmérséklet, magas páratartalom, nagy szélsebesség

szükségesek• Képek helyszíne: bal – Korolev, jobb – Kunovszki-kráter

IDŐJÁRÁS - Felhők

Magaslégköri felhő

IDŐJÁRÁS - Felhők

Frontfelhő:• Pólusok körüli ciklonok felhőzete• Jégkristály-összetétel jellemzőbb, de szén-dioxidot is tartalmazhatnak

magasságtól, hőmérséklettől függőenA szürkületi időszakban alacsonyan fekvő völgyek, kráterek alján köd képződik

a felszín közelében.A Mars téli napjait hideg, felhős reggelek, hűvös, ködös délutánok jellemzik. A

magasban szelek fújnak, időjárási frontok mozognak.

IDŐJÁRÁS - Csapadék

• Az alacsony nyomás miatt a a víz már +2 °C-on gőzzé válik, ezért a csapadék anyaga főleg szén-dioxid.

• Leggyakrabban szén-dioxid-havazással számolhatunk.• Hajnali dér is előfordulhat, amelynek anyaga víz (ekkor még elég

hideg van hozzá).

A képet az Opportunity marsjáró készítette a Victoria-kráternél Jól láthatók a vékony porfelhők, melyek valószínűleg gyorsan sodródnak.

IDŐJÁRÁS - Porördögök

• Mivel a felszíni porréteg hőkapacitása kicsi, a felszínközeli légréteg hamar felmelegedik.

• A gyors emelkedés során összeáramlás miatt spirális feláramlás indul felfelé, a tölcsér belsejében pedig ellentétes irányban lefelé.

• A szemcsék mikrométeresek, 30-40 km-ig emelkedetnek, és lassan ülepednek ki a csapadék hiánya miatt

• A képeken yardangok láthatók, vagyis szélmarta barázdák, a forgószelek jellemző nyomai.

IDŐJÁRÁS - Porördögök

• A képeken egy marsi porördög látható felülnézetből: a jobb oldali kép a bal oldali kinagyítása.

• A Hellasz-platónál készültek.

IDŐJÁRÁS - Porviharok

• Az aktuális tavaszi/nyári féltekén a sarkvidéki szárazjégsapka szublimálni kezd, ezzel megnőnek a sűrűség- és hőmérsékletkülönbségek.

• Emiatt a globális szelek felerősödnek, ezzel nagy mennyiségű felszíni port emelnek a levegőbe.

• Csapadék hiányában a sárgás porfelhők több hónapig leárnyékolják a felszínt.

• A napsugárzás nem éri el a felszínt, és a légkör nem alulról melegszik fel, hanem a por által elnyelt hőmérsékletet fűti fel. Több tíz fokkal!

• A légkör az általános esettől eltérően tágul:• „Egy 1997-es porvihar a vártnál nagyobb

termoszferikus reakciót váltott ki: a középes északi szélességeken kb. 8 km-rel „emelte meg” a nyomásszinteket (légköri dudor).”

• A képen egy őszi vihart láthatunk.

KUTATÁS

• 1962: Elindul az első űrszonda, a Marsz-1, de megszakad vele a kapcsolat

• 1964-ben a Mariner-4 21 közelképet készít 9200 km-ről

• 1969: a Mariner-5 és 6 közelebbről további több száz képet készít

• 1971: a Mariner-9 lett később az első Mars-műhold

• 1971 novemberében az orosz Marsz-3 leszáll a Marson

• 1974-ben a Marsz-5 is sikeresen Mars körüli pályára állt

• Az orosz Marsz-2, 4, 6, 7, 8 sikertelen volt

KUTATÁS

• Az amerikai Viking 1976-ban érte el a Marsot

• A Fobosz, a Mars-Obszerver, a Mars Climate Orbiter, a Mars Polar Lander –Deep Space 2 mind kudarcba fulladtak

• ezután érkezett 1997-ben a Nyomkereső és a Mars Global Surveyor

• 2004-ben érkezett meg az első európai és az első japán marsszonda, a Mars Express és a Nozomi

• A Nozominak nem sikerült pályára állnia

A Viking leszállóegységének modellje

A Mars Pathfinder marsautója

KUTATÁS

• 1997-ben a Nyomkereső (Mars Pathfinder-MPF) leszáll a Marson

• 83 napig küldte az adatokat

• Életnyomok, éghajlat és természeti erőforrások után kutat

• Különös figyelmet fordítottak a víz kérdésére

• A panorámaképek szerint a terület félig lekerekített kavicsokból és kõzetdarabokból álló sivatag

• Némelyikükön lamináris áramlás, vagyis folyóvízi lerakódás nyoma látható

• Nem bizonyított, földi analógiákon alapulnak

KUTATÁS

• A szél a legfőbb felszínalakító• Erre utalnak a dűnék, sáncok, szélzászlók és a sok kőzetdarabon

megfigyelhető cm-es rovátkák• Két lehetőség a felszín kialakulására: már régóta csak szélerózió

van, vagy régebben egészen mások voltak a környezeti viszonyok, s a szél ill. a víz ekkor alakította ki a felszínt

• A Sojourner alfa-proton-röntgen-spektrométerének (APXS) méréseivel a kőzeteket és a vulkanizmust vizsgálták

• Földihez hasonló mechanizmusok• Másrészt a szemcsék igen rozsdásak (oxidált vulkáni hamura,

fémtartalmú ásványi szemcsékhez hasonlítanak)• Egykori melegebb és nedvesebb éghajlatra következtettek a

vizsgálati eredményekből

KUTATÁS

• Mars Global Surveyor –űrszonda• Feladata: a felszíni alakzatok vizsgálata, melyekből a felszíni

formákat létrehozó geológiai folyamatokra következtethetünk

A kép jól érzékelteti a Mars Orbiter kamerájának felbontóképességét. A kép a térképezési fázis első napján készült s egy kb. 2,1 km széles területet mutat, amelyet a Nap balról világít meg. A felbontás 3 m/pixel! A barkánok kísértetiesen emlékeztetnek földi társaikra

ÉLET A MARSON?!

A köznapi gondolkodásban a „marslakó” szó, pont a marslakókról szóló rengeteg történet hatására, a földönkívüli értelmes élet szinonimájává vált. Ha pedig valamikor sikerül gyarmatosítani a Marsot, a telepesek leszármazottjai joggal mondhatják majd magukat marslakóknak. A bolygó gyarmatosítására törekvő Mars Társaság (Mars Society) tagjai félig humorosan száműzött marslakóknak nevezik magukat.

Források

• http://www.kfki.hu/chemonet/TermVil/tv99/tv9911/mars2.html• http://cydonia.blog.hu/tags/mars?tags=mars• http://www.supernova.hu/bolygo/mgs/mockep/mocjunau/index.html• http://hu.wikipedia.org/wiki/Csillag%C3%A1szat• http://hu.wikipedia.org/wiki/Mars• http://hirek.csillagaszat.hu/mars/20061019_fokuszbanamars.html• http://www.msss.com/mars_images/moc/• http://www.wikipedia.org/wiki/Mars-kutatas• http://telapo.kodolanyi.hu/mant/szjudit/marsst.htm#ritk• www.sg.hu• library.thinkquest.org• www.cab.u-szeged.hu/local/naprendszer/mars.htm• Bérczi, Hargitai, Illés, Kerezsturi, Opitz, Sik, Weidinger:

Bolygólégkörök atlasza• http://astro.elte.hu/icsip/planetologia/mars/index.html• http://polaris.mcse.hu/honap_temaja/2001/200106• Simon Tamás – Sik András: A Mars-kutatás legújabb eredményei

• Bognár Ilona Zelma: Időjárás, Kutatás

• Deák Bianka: Kutatás, Kialakulás

• Kertész Szilvia: Időjárás (szerkesztése is)

• Szabó Dorottya: Éghajlat, Kialakulás

• Tüskés Boglárka: Légkör

Szerkesztette: Szabó Dorottya