五千万年后在火星轨道上的某个地方。直到最近，太阳系行星的气候仍被认为几乎没有什么变化：仅在1920年，米卢汀·米兰科维奇（Milutin Milankovich）提出了这样的观念，即轨道的
偏心率的变化，地球自转轴的倾角及其
进动会引起总体的周期性气候变化（事实上，在他之前做出了类似的假设，但由于缺乏数据，因此无法较早地正确制定此规则）。 为了纪念其作者
米兰科维奇循环而命名了此规律性。 1950年，Dirk Brauer和Adrianus Van Voerkam建议，火星轨道的离心率也会随着时间而变化，从而导致其气候变化。 但当时无法确认或反驳-直到火星飞行，第一架地球探测器
水手4号才再过15年。
感谢我的好朋友Dilyara Sadrieva ，您可以以视频格式观看本文。但是，即使是第一次飞行任务，也传递了质量太低的图像，从而无法揭开这个问题上的保密面纱。 但是
水手9号 （1971年11月14日至1972年10月27日首次进入火星探测器中的火星轨道）已经成功地发射了7,000多幅质量不错的图像，每像素分辨率为100-1000米。 对于赫尔伯特·威尔斯
（ Herbert Wells）
的爱丽塔 ·阿列克谢·托尔斯泰
（Aelita Alexei Tolstoy）和
世界大战（World of Worlds）的球迷来说，这一消息令人失望：乔瓦尼·夏帕拉贝利（Giovanni Schiaparelli）在火星上发现的渠道只是幻觉，而火星本身对人类来说却是无生命的沙漠。 该行星的温差范围从冬天的两极-143°C到夏天的赤道的+35°C，夏天，地球上的大气压非常低，以至于水冰变成蒸汽，反之亦然，绕过液相。
水手9号获得的火星气候不一致现象的第一条痕迹：从图像的右上角到其下部中心清晰可见的极帽的分层结构在图像中清晰可见。但是，有一个好消息：该设备成功地捕获了70％以上的火星表面，包括极帽。 在他们身上几乎没有发现任何陨石坑，这证明了它们的年龄很小（据估计为2000万年）。 从第80条平行线一直到两极，到处都是固定的分层结构-这意味着火星的极地顶盖不仅是非常年轻的地层，而且在此期间也定期变化。 火星气候变异性理论开始得到证实。
最初的模拟给出了0.004-0.141范围内的偏心率变化，这几乎与现代估计值0-0.16相吻合。 火星偏心率的当前值估计为0.0934-与地球的0.0167相比，它仍然是一个非常大的值，仅次于水星。 根据第谷·布拉赫（Tycho Brahe）对火星运动的观察，约翰内斯·开普勒（Johannes Kepler）可以得出结论，行星的轨道是椭圆形而不是圆形，这使他得以拟定他的三项
著名定律 。
偏心率变化的周期性也可以通过两个95000年和200万年的周期来正确确定（尽管由于难以测量火星极盖中岩石的沉积速率，所以估计误差为
两个数量级）。 但是，轨道倾角的变化估计不正确：由于
进动对这一参数的影响被低估了，研究人员的首次计算只给出了15-35°，而不是现代的0-80°。
动画的地球自转轴。 在火星中，它发生在相反的方向。尽管火星的重量几乎比地球轻10倍，但火星的循环却要花费更多的时间。 对地球而言，岁差周期为2
5800年 ，而对于火星而言，岁差周期
则为56600年 （地球的岁差率分别为
50.3弧秒和火星的
8.26弧秒 ）。 地球的倾斜轴的周期为41000年，火星的周期为124000年。 行星自转轴的进动导致有趣的效果：与之相关的行星自转轴的逐渐变化导致“极地”恒星的名称随时间从一个恒星传递到另一个恒星。 而且，与此同时，季节的开始正在逐渐“漂移”：在地球上，它们每70.5年向后移动1天，而在火星上，它们每83.3年向后移动1天。 在这种情况下，变化率几乎是一致的，这是因为火星年本身比地球长1.8倍。
来自火星全球测量师影像的南极盖帽演变。由于火星轨道的高偏心率（与南半球的冬季相吻合的是
菲菲尔 （轨道的最外点）），该半球的气候更加严峻，南极极盖明显大于北极。 其他有趣的功能包括：火星上的一天比地球长37.4分钟，但进一步分离将减少，因为火星自转的减速速度比地球小3个数量级，这与火星两颗卫星的质量小相比我们的月亮。
1001 模拟火星旋转轴倾斜度的变化。1989年， Lascar发现，
地球行星的参数
是随机变化的（主要是由于受到随机移动的小行星Vest和Ceres的影响，受到小行星带天体的影响）。 这导致这样一个事实，在超过一千万年的时间段（此时间段称为
Lyapunov时间 ）中，不可能准确确定火星的轴的倾斜度和偏心率的
变化 ，并且在超过5000万年的时间段中，不可能或多或少地准确确定其值的统计分布（对于地球而言，这些间隔分别为50年和2.5亿年。 但是，在一千万年以内的周期内，可以高精度确定太阳系所有行星的轨道特性。
对其他行星的这些指标的研究也产生了
非常有趣的结果：尽管事实上，巨型行星的轨道参数没有变化，但它们的离心率却在很大范围内在火星和水星上波动。 对于水星来说，它们是如此之大，以至于每隔数十亿年，它们就会导致一个事实，那就是当它离金星越来越近时，它可能会从太阳系中喷出（这种可能性在过去并且在将来仍然存在）。 它也可以使我们对
费米悖论 （为什么我们找不到其他恒星的踪迹的问题）有不同的看法，因为对于地球上的生命起源来说，它不仅需要在恒星的
可居住区域内形成，而且还需要同时形成也与其他行星处于准稳定状态，以免掉出它。
但是回到火星。 据估计，火星的初始大气压力是当前地球的6倍，但是由于小行星和彗星的
晚期轰炸 （发生在38亿年前），火星失去了大部分压力，维持了
0.5-1的地球大气压力（500- 1000
mbar ）。 但是现在我们观察到火星表面的平均压力只有6 mbar-其余的压力又去了哪里？ 直到最近，火星大气层消失的主要原因仍被认为是其中的磁场消失，从而不再阻止在太阳风的影响下大气层的“吹散”。
但是，正如进一步的研究表明的那样，没有磁场
会减慢它的逃逸速度：MAVEN卫星在运行的头2年测得的大气损失平均每年为
2193吨 。 即使我们考虑到这些测量是在太阳活动下降的情况下进行的，并且平均值将高出几倍，但这仍然不够：科学家根据先前在现代太阳最低年损耗量568吨的水平得出的先前估计，在过去的35亿年中，大气中的二氧化碳损失为
0.8-43 mbar 。 也就是说，将他们的估算值外推至MAVEN获得的数据（事实证明，该数据高出3.86倍），在此期间，我们的泄漏量为31-166 mbar，而最小漏失量为500 mbar。
火星年大气压力的变化。 证词上的差异是由于维京2号比对应的维京1号位于火星表面平均水平面以下900米这一事实。还有其他嫌疑人吗？ 维京人的登陆平台发现火星土壤中含有大量的
蒙脱石粘土，可以从大气中吸收大量的二氧化碳。 因此，除了极地帽之间的极点之间徘徊
4-5 mbar （根据最新数据，那里可能
高达85 mbar ）和大气中6 mbar之外，还假定大气中约有
300 mbar的二氧化碳被地面吸收，另外130
mbar毫巴变成碳酸盐。 各种科学家对火星当前二氧化碳总储量的估计值在相当大的范围内变化：
从≤200到≥450mbar 。 但是以前，它们甚至在
200-10000 mbar的范围内波动。
造成这种分散的原因是我们对红色星球内部结构的了解不足。 现在，尽管我们已经很好地研究了火星的极地帽以及整个区域火星的表层至几米的深度，但我们对其内部结构的了解仍然有很多不足之处，这就是为什么估计值的散布仍然很大的原因。 11月26日登陆火星的
InSight登陆平台应该为这个问题拉开帷幕。 InSight船上配备了灵敏的地震仪和5米长的折叠式钻机（在这种情况下，我们将不对土壤进行化学分析，但在这样的深度下测量土壤的物理性质对我们而言将是一大进步）。
“这一切如何影响火星气候？” -您可能会问。 这里的重点是，偏心率取决于行星接近太阳的距离以及该位置每转花费的时间。 因此，偏心率会影响整个行星的气候，轴倾斜会影响其纬度分布：当行星的倾斜轴达到
54°时，行星
的两极开始接收与赤道相同的阳光。 随着坡度的进一步增加-甚至超过它。 因此，两极的气候变得比赤道的气候温暖，这反过来又导致了由
“干冰” （冻结的二氧化碳）组成的北极帽的上层融化。 由于二氧化碳是一种温室气体，其释放会导致整个地球变暖。
根据2012年的研究 ，极地帽地区的年温度峰值图。 最高温度以黑色突出显示，平均温度为红色和黄色，最低温度为白色（菱形表示火星的当前状态）。 蓝色矩形表示地球的偏心率和倾斜度参数的变化间隔。对于所有因素而言，加热火星的最佳参数是平均偏心率（0.06-0.08）和轨道近日点与春分点的重合（0°或360°），但通常这些参数对气候的影响要小得多。 火星的当前值为轴倾斜角的25.19°，偏心率为0.0934，近日点为286.502°。 火星的离心率现在正移至其最高点0.105（应在2.4万年后达到），此后它将回到0.002（将在10万年后达到）。 不幸的是，火星的倾角现在处于平静阶段，接近200万年的最小周期，并且在不久的将来不打算升至36°以上。 因此，火星在我们可以预见的未来应该仍然是一片无尽的沙漠。
2005年5月15日，Spirit流浪者捕获了沙旋风。 Gif在9.5分钟内显示涡旋运动的过程（帧之间的间隔大约是半分钟）。但是，这并不意味着火星的气候在不久的将来不会改变。 更准确地说，它正在发生变化：从1977年从
维京人那里获得最新信息到1999年从
火星全球测量师探测器获得第一批数据以来，火星表面的温度上升
了0.86°C。 这个过程与上述现象没有直接关系-科学家在火星
反照率的变化（其表面的反射
率）中找到了对此的解释，正如过去22年所发现的那样，在火星表面的三分之一上上下变化了10％以上。
这种变化并未预见到使火星的地形变得更加简单，因为根据科学家的初步估计，它需要将地表温度升高多达
25°C-否则，在消除外部影响之后，火星将返回其原始的冷态。 火星反照率本身的变化很可能与沙尘暴有关，从图片中可以看出，南极极盖（在一年中，当全球沙尘暴发生在火星上的那一年期间
形成 ）变得比北部更“脏”。
现在，这些数据仅建立在两个时间点上，现在谈论任何模式还为时过早。 然而，对离心率和倾斜度变化周期的研究也表明，全球变暖正在火星上发生，但发生的速度要低得多：
蓝线是多年冻土在赤道以南5°处的大风火山口开始融化的温度（从Curiosity获得）。是什么让我们在图表上出现这个小峰值，而现在我们正在向该峰值移动？ 一般来说，相当多。 随着火星平均温度的升高，那里也将发生地球变暖，就像在地球上一样：在6.1 mbar的大气压和158°K的温度下，每1克土壤最多可吸收11cm³的二氧化碳，但是在一定温度下在196°K时，饱和度已经达到3.5cm³/ g。 因此，加热土壤将释放积聚在其中的温室气体。 但是，一般而言，由于平均温度的这种小幅上升，其影响本身并不明显。 此外，由于土壤的导热性有限，因此不会立即发生加热，而是以每年约1米的速度加热，因此这些狭窄的山峰没有时间将火星加热到相当大的深度并导致释放大量的二氧化碳。
火星大气中的尘埃悬浮使它的天空与地球相反。除了从地面释放气体之外，还有另一种暖化效果：随着大气压力的显着增加，
科学家认为，全球著名的火星沙尘暴应该消失。 它还应提高行星的平均温度，因为这些风暴可以在整个地球几个月到六个月的时间内覆盖整个行星，从而将部分光反射回太空。 但是，这可能甚至更重要的后果是，根据另一项
最新研究，这些风暴是火星上高氯酸盐的来源，高浓度的高氯酸盐对人类和地球上大多数生命形式（包括植物）有毒。 因此，红色星球上的气候变暖可以直接起到增加其土壤肥力的作用。 但是，与当前的温度上升周期相比，这种效应需要的升温要多得多，因此，更可能在火星地形形成的背景下进行讨论，这将在另一篇文章中进行讨论。
在本文的结尾，我想邀请所有对火星的探索，殖民化和地形改造感兴趣的人加入Facebook和VKontakte上的火星社会团体，并加入我们的行列或成为该地区火星社会的协调者，以为“红色星球”的转型过程做出贡献“蓝绿色。 为此，您可以联系我或Alexei 。