Wind und Eis auf dem Mars

Ein Blick auf den Mars aus der Umlaufbahn lässt ein merkwürdiges Gefühl einer Kombination aus Vertrautem und Unbekanntem entstehen. Irgendwo kann man die Sanddünen sehen, genau wie auf der Erde. An den Polen befinden sich Eiskappen, die die gleichen Winde erzeugen, die in der Antarktis wehen. Staubwirbel wandern durch warme Bereiche, deren physikalisches Prinzip der Bildung von Wirbeln ähnelt, die sich diesen Sommer drehen und leichten Müll vor Ihrem Fenster transportieren. Gleichzeitig gibt es Phänomene, die nicht auf der Erde sind. Nicht weit von den Polen schlagen im Frühjahr Gasgeysire, auf den Dünen sind Polygone aus Eisrissen sichtbar. Es ist ein bisschen lustig zu wissen, dass der blaue Sonnenuntergang auf dem Mars und der rote auf der Erde dieselben physikalischen Gesetze hervorrufen. Und es ist sehr sehr schön ...

Dünen

Es lohnt sich wahrscheinlich, hier mit diesem Bild zu beginnen, das fast wie zu Hause aussieht. Sanddünen 300 Kilometer von der polaren Eiskappe am Nordpol entfernt, kombiniertes Bild im infraroten und sichtbaren Bereich:


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Kombination des sichtbaren und des infraroten Bereichs ergibt ein Bild in künstlichen Farben - die Dünen sind tatsächlich dunkelgrau, sie erwärmen sich in der Sonne und auf dem Foto in Gelbtönen gemalt. Und kältere Bereiche werden in Blautönen angezeigt. Ein runder weißer Fleck am unteren Rand des Fotos ist ein etwa 100 Meter hoher Hügel, der mit Eis bedeckt ist.

Aber die Dünen auf dem Mars



Eine Sanddüne ist eine gekrümmte Landform, die sich bei Sand und Wind bildet. Der Wind fegt den Sand auf der Luvseite und erzeugt einen sanften Hang, der unter dem Einfluss der Schwerkraft auf der Leeseite bröckelt.



Ein Winkel von 34 ° ist typisch für terrestrische Bedingungen. Auf dem Mars ist die Schwerkraft geringer, und dies führt zu einem interessanten Effekt - die Neigung kann sich aus einem großen Winkel ansammeln, aber wenn sie zu bröckeln beginnt, bröckelt sie in einem kleineren Winkel als auf der Erde.

Dünen sind eine interessante Sache. Wenn zwei Dünen in der Nähe erscheinen, können sie zu einer verschmelzen, viele neue entstehen lassen, die kleineren können in zwei Teile geteilt werden, und manchmal können sie sich wie Solitonen durchgehen und ihre Form behalten:



In vielerlei Hinsicht hätte der wundervolle Film The Martian ein Missverständnis über Marswinde und Sandstürme hervorrufen können. Vergessen Sie nicht, dass der Druck auf der Marsoberfläche etwa 1% des Erddrucks beträgt und der Wind sehr schnell wehen muss, um einen spürbaren Druck zu erzeugen. Und die Geschwindigkeit von Marsstürmen überschreitet 100 km / h nicht, Erdstürme sind schneller. Die Dichte der Atmosphäre reicht nur für leichte Winde und Staubwirbel aus:



Der Mechanismus der Bildung eines Staubwirbels ist einfach: Die Oberfläche erwärmt sich in der Sonne, überträgt einen Teil der Wärme auf die Oberflächenschichten der Atmosphäre und sie werden leichter. Irgendwann steigt warme, leichte Luft nach oben und wirbelt aus verschiedenen Gründen (Konvektion, Erleichterung, Coriolis-Kraft wirkt sich schwach aus), und an seiner Stelle kommt die kalte Luft von oben. An einem sonnigen Sommertag können solche Wirbel auf der Erde häufig beobachtet werden. Unter terrestrischen Bedingungen sind Staubwirbel nicht höher als einige zehn Meter (dann beginnt die Thermik, aber sie sind unsichtbar). Und auf dem Mars können Sie einen zwanzig Kilometer hohen Wirbelwind fotografieren.


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Aber auf diesem Foto findet unser Gehirn, das es gewohnt ist, nach vertrauten Formen zu suchen, leicht Bäume.


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Nicht bemerkt? Hier ist der größere Teil des Fotos: Foto in

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Klingt so, oder? Das sind natürlich keine Bäume. Aber auf der Erde kann man ein ähnliches Phänomen finden. Dies ist ein Erdrutsch. Jedes Frühjahr verdunstet Kohlendioxideis unter dem Sand (Kohlendioxideis wird nicht flüssig, sondern sofort zu Gas), und Sand verlässt die Gipfel der Hügel. Und wenn Sie genau hinschauen, finden Sie auf den Hügeln selbst die Polygone aus knackendem Eis.

In der Nähe, nicht aus der Umlaufbahn, sieht die Sublimation von Trockeneis folgendermaßen aus:


Und was passiert, wenn Kohlendioxid in einem gleichmäßigeren Bereich und unter einer dickeren Sandschicht liegt? Und hier ist was:


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Dunkle „Rispen“ ist eine Spur des Staubverlusts, der durch einen ausbrechenden Gas-Geysir entsteht. Wenn der Druck von Kohlendioxid unten zu hoch wird, bricht es auf und fängt den Boden ein. Bodenpartikel steigen in die Luft und fallen in Windrichtung, sodass alle „Rispen“ in eine Richtung gerichtet sind. Es gibt keine Bedingungen auf der Erde für einen solchen Effekt.

Sie haben wahrscheinlich bereits erkannt, dass Kohlendioxid auf dem Mars mit Wasser auf der Erde verglichen werden kann, wenn wir über die Jahreszeit sprechen. Kohlendioxid fällt im Herbst durch Schnee aus und verdunstet im Frühjahr. Und Wasser auf dem Mars ist seit Jahrtausenden Eis, daher kann es eher mit den Steinen der Erde verglichen werden (ein wichtiger Hinweis: Im Boden des Mars gibt es Perchlorate an Stellen, die als Frostschutzmittel wirken und irgendwo Wasser flüssig machen können, aber hier handelt es sich um relativ sauberes Wasser). Zum Beispiel Eis in einem Krater in der Nähe des Nordpols:



Und hier ist der Nordpol selbst:



Denken Sie nicht, dass die dunklen Fehler in der Eisdecke spiralförmig sind? So ist es, und dafür gibt es zwei Phänomene auf der Erde - die Coriolis-Kraft und die katabatischen Winde. Wenn viele etwas über die Coriolis-Kraft gehört haben (sie lenkt sich bewegende Objekte auf einem rotierenden Planeten zur Seite), müssen wir etwas mehr über Winde mit einem schrecklichen Namen sprechen. Auf der Erde gibt es eine Windkarte, die durch ungleichmäßige Erwärmung der Oberfläche entsteht (mehr am Äquator, weniger an den Polen).



Auf dem Mars ist dieser Effekt schwächer, aber an den Polen ist der Druck größer als am Äquator. Daher beginnt ein kalter Wind in Richtung Äquator zu wehen:



Und die Rotation des Planeten lenkt diesen Wind zur Seite. Daher werden Spiralfehler gebildet. Und der größte und auffälligste Fehler - der Northern Canyon (Chasma Boreale) hat eine eigene alte Geschichte, über die Wissenschaftler immer noch streiten.



Dank Satelliten können wir eine topografische Karte erstellen und uns virtuell auf der Marsoberfläche befinden.

Die Vollversion mit einer Breite von 4000 Pixel ist ein Link.

Da es sich um den Wind handelt, ist dies die Ursache für blaue Sonnenuntergänge auf dem Mars - Staub in der Atmosphäre absorbiert den roten Teil des Spektrums des sichtbaren Lichts, sodass der Himmel auf dem Mars rötlich ist und direktes Sonnenlicht blau wird. Die gleiche Geschichte mit der Erdatmosphäre, aber unsere Atmosphäre absorbiert den blauen Teil des Spektrums. Hier ist so ein Marslullaby.

Source: https://habr.com/ru/post/de394103/