Доклад на тему анализа Марса. Анализ среды Марса
 Скачать 34.71 Kb.
|
|
Доклад на тему: «Анализ среды Марса»Выполнил: Введение В данной работе будут анализироваться планета под названием Марс. Для начала разберемся в данной теме, и приведем основную информацию. В ходе изучения информационных источников опишем тему детальнее. Анализ будет проводиться по следующему плану: Общепланетарные характеристики; Атмосфера; Почвенные ресурсы; Водные ресурсы; Климат; Опасные геологические процессы; Магнитное поле. Тема представленной работы весьма актуальна именно из-за того, что человек всегда хотел узнать, как устроен окружающий мир, и, в особенности, Космос. Также принцип работы помогает научиться искать нужную информацию из множества имеющийся и что не маловажно систематизировать ее и преобразовать. Общепланетарные характеристики Марс — четвёртая по удалению от Солнца и седьмая по размерам планета Солнечной системы. Марс достаточно легко наблюдаем невооружённым глазом как яркая звезда красного цвета. Имеет следующие физические характеристики: Масса: 6,4*1023 кг (0,107 массы Земли); Диаметр на экваторе: 6794 км (0,53 диаметра Земли); Наклон оси: 25°; Плотность: 3,93 г/см3; Температура поверхности: –50 °C; Период обращения вокруг оси (сутки): 24 часа 39 мин 35 секунд; Расстояние от Солнца (среднее): 1,53 а. е. = 228 млн. км; Период обращения вокруг Солнца по орбите (год): 687 дней; Скорость вращения по орбите: 24,1 км/с; Эксцентриситет орбиты: e = 0,09; Наклон орбиты к эклиптике: i = 1,85°; Ускорение свободного падения: 3,7 м/c2; Спутники: Фобос и Деймос; Атмосфера: 95% углекислый газ, 2,7% азот, 1,6 % аргон, 0,2 % кислород; Марс, наравне с другими планетами земной группы, состоит из коры толщиной до 50 км, мантии до 1800 км и ядра, диаметром 2960 км. В центре Марса плотность доходит до 8,5 г/м3. В ходе длительных исследований, было выяснено, что что внутренне строение Марса и его нынешняя поверхность состоит в основном из базальта. Предполагается, что несколько миллионов, а может и миллиардов лет назад, на планете Марс была атмосфера. Соответственно вода находилась в жидком состоянии. Об этом свидетельствуют многочисленные русла рек – меандры, которые можно наблюдать и сейчас. Характерные геологические образование на их дне, указывают, что они протекали очень длительный период времени. Сейчас, для этого нет нужных условий, и вода находиться только в слоях грунта, под самой поверхностью Марса. Это явление названо пермафрост (вечная мерзлота). Описание Марса и его характеристики часто встречается в докладах знаменитых исследователей «Красной планеты». Остальная поверхность Марса и его рельеф, обладает не менее уникальными находками. Строение Марса отличается глубокими кратерами. В то же время, на этой планете, есть самая высокая гора во всей солнечной системе – Олимп – марсианский потухший вулкан высотой 27,5 км и диаметром 6000 м. Так же, присутствует грандиозная система каньонов Маринера длиной около 4 тыс. км и целый район древних вулканов – Элизиум. Так же Марс имеет свои спутники, а именно Фобос и Деймос, которые являются естественными, но очень маленькими, спутниками Марса. Они имеют не правильную форму, и по одной из версий, представляют собой, захваченные гравитацией Марса, астероиды. Спутники Марса Фобос (страх) и Деймос (ужас) – это герои древнегреческих мифов, в которых они помогали богу войны Аресу (Марсу), побеждать в сражениях. В 1877 году их открыл астроном из Америки Асаф Холл. Вращение обоих спутников по своей оси происходит с одинаковым периодом, как и вокруг Марса, за счет этого они все время обращены к планете одной стороной. Деймос постепенно удается от Марса, а Фобос, наоборот, притягивается еще больше. Но это происходит это очень медленно, поэтому, вряд ли наши ближайшие поколения, смогут увидеть падение или полный распад спутника, или его падение на планету. Атмосфера Атмосфера Mapca составляет всего 1% земной, поэтому на Красной планете нет никакой защиты от солнечного излучения, a также нормального температурного режима. Также она переполнена мелкими пылевыми частичками, из-за которых планета кажется красной. Атмосфера Марса включает в себя 4 базовых слоя: нижний (он представляет собой тёплую область, на которой царит температурный режим, составляющий 210 К, нагревание происходит преимущественно от пыли и теплового излучения); средний (этот слой напоминает Землю – как по температуре, так и по давлению); верхний (нагревание происходит от солнечного ветра, а температура значительно выше, чем на поверхности); экзосфера (начало её наблюдается в 200 км от поверхности планеты, а какие-либо четкие границы отсутствуют). Невзирая на большую разрежённость воздуха, концентрация углекислого газового вещества на планете приблизительно в 23 раза выше, чем на Земле. При этом количественный состав атмосферы Марса, если уточнить процентные показатели, является следующим: углерод (диоксид) – если говорить точно, содержание этого элемента составляет 95,32%; азот – его в составе 2,7%; аргон наполняет атмосферный состав «красной планеты» на 1,6%; кислород содержится в небольшом количестве, которое равно 0,13%; наряду с этим присутствует окись углерода, содержание которой – 0,07%; доли водяного пара и азотистого оксида соответственно составляют 0,03 и 0,0013%. Такой состав атмосферы Марса делает планету непригодной для проживания живых организмов. Тем не менее учёные продолжают проводить исследования в поисках источников жизни. Почвенные ресурсы Марсианская почва - это мелкий реголит, найденный на поверхности Марса. Его свойства могут значительно отличаться от свойств земной почвы, в том числе его токсичность из-за присутствия перхлоратов. Термин «марсианская почва» обычно относится к более мелкой фракции реголита. До сих пор на Землю не было возвращено ни одного образца, цель миссии по возвращению образцов на Марс, но почва была изучена дистанционно с использованием марсоходов и марсианских орбитальных аппаратов. Марсианская почва токсична из-за относительно высоких концентраций перхлоратных соединений, содержащих хлор. Элементарный хлор был впервые обнаружен во время локальных исследований марсоходом. Посадочный модуль НАСА Phoenix впервые обнаружил соединения на основе хлора, такие как перхлорат кальция. Уровни, обнаруженные в марсианской почве, составляют около 0,5%, что считается токсичным для человека. Эти соединения также токсичны для растений. Исследование на Земле в 2013 году показало, что уровень концентрации, аналогичный тому, который был обнаружен на Марсе (0,5 г на литр), вызвал: значительное снижение содержания хлорофилла в листьях растений; снижение окислительной способности корни растений; уменьшение размеров растений как над, так и под землей; накопление концентрированных перхлоратов в листьях. Потенциальная опасность для здоровья человека мелкой марсианской пыли давно признана НАСА. Исследование 2002 г. предупредило о потенциальной угрозе, и было проведено исследование с использованием наиболее распространенных силикатов, обнаруженных на Марсе: оливина, пироксена и полевого шпата. Было обнаружено, что пыль реагировала с небольшим количеством воды с образованием высоко реактивных молекул, которые также образуются при добыче кварца и, как известно, вызывают заболевание легких у шахтеров на Земле, включая рак (исследование также отметило, что Лунная пыль может быть хуже). Водные ресурсы Почти все вода на Марсе сегодня существует в виде льда, хотя она также существует в небольших количествах в виде пара в атмосфере. То, что считалось жидкими рассолами небольшой объем в мелкой марсианской почве, также называемыми повторяющимися песчаными линиями склона, может быть пылью, движущимися вниз по склону. сделать темные полосы. Единственное место, где водяной лед виден на поверхности, — это северная полярная ледяная шапка. Обильный водяной лед также присутствует под постоянной ледяной шапкой углекислого газа на южном полюсе Марса и на мелководье в более умеренных условиях. На поверхности Марса или вблизи нее было обнаружено более 21 миллиона км льда, чего достаточно, чтобы покрыть всю планету на глубину до 35 метров (115 футов). Еще больше льда, вероятно, будет заперто глубоко под поверхностью. Некоторое количество жидкой воды может временно появляться на поверхности Марса сегодня, но ограничено следами растворенной влаги из атмосферы и тонкими пленками, которые меняют сложные условия для известной жизни. На поверхности планеты нет больших стоячих водоемов с жидкой водой, как атмосферное давление там в среднем составляет всего 600 паскалей (0,087 psi), что немного ниже давления пара вода при ее температура плавления ; в средних марсианских условиях чистая вода на поверхности Марса замерзнет или, если нагреться до температуры выше точки плавления, превратится в пар. Климат Хотя Марс меньше, чем Земля, на 11% массы Земли и на 50% дальше от Солнце, чем Земля, его климат имеет важные сходства, такие как наличие полярных ледяных шапок, сезонные изменения и наблюдаемые погодные условия. Он привлек к себе постоянные исследования планетологов и климатологов. Хотя климат Марса имеет сходство с климатом Земли, включая периодические ледниковые периоды, существуют также важные различия, такие как гораздо большая тепловая инерция. Атмосфера Марса имеет масштаб высоты примерно 11 км (36000 футов), что на 60% больше, чем на Земле. Климат имеет большое значение для вопроса о том, существует ли на планете жизнь. Климат ненадолго вызвал больший интерес в новостях из-за измерений НАСА, указывающих на усиление сублимации одной приполярной области, что привело к некоторым популярным предположениям в прессе о том, что Марс переживает параллельное столкновение с глобальное потепление, хотя средняя температура Марса фактически понизилась за последние десятилетия, а сами полярные шапки растут. Температура и циркуляция Марса меняются каждый марсианский год (как и ожидалось для любой планеты с атмосферой и наклоном оси). На Марсе отсутствуют океаны, источник значительных межгодовых изменений на Земле. Данные камеры орбитального аппарата Марса, начиная с марта 1999 г. и охватывающие 2,5 марсианских года, показывают, что марсианская погода имеет тенденцию к повторяющейся и, следовательно, более предсказуемой, чем на Земле. То, что оно происходит в определенном году в течение одного года, указывает на то, что оно с большой вероятностью повторится в следующем году почти в том же месте, плюс-минус неделю. Марсианские пыльные бури могут поднимать в атмосферу мелкие частицы, которые создают облака. Эти облака могут формироваться очень высоко, до 100 км (62 миль) над планетой. Первые изображения Марса, отправленные Mariner 4, показали видимые облака в верхних слоях атмосферы Марса. Облака очень тусклые, и их можно увидеть только в отражении солнечного света на фоне темноты ночного неба. В этом отношении они похожи на мезосферные облака, также известные как серебристые облака на Земле, которые находятся на высоте около 80 км (50 миль) над нашей планетой. Измерения марсианской температуры предшествовали космической эре. Однако первые приборы и методы радиоастрономии давали грубые, разные результаты. С химическим составом, уже определенным из спектроскопии, затем можно было бы определить температуру и давление. Тем не менее, пролетные затмения могут измерять свойства только вдоль двух разрезов, на входе и выходе их траекторий с диска Марса, если смотреть с Земли. Сообщалось о различных значениях для средней температуры на Марсе, с общим размером -63 ° C (210 K; -81 ° F). Температура поверхности может достигать около 20 ° C (293 K; 68 ° F) в полдень на экваторе и минимума около -153 ° C (120 K; -243 ° F) на полюсах. Фактические измерения температуры на площадке спускаемых аппаратов Viking находятся в диапазоне от -17,2 ° C (256,0 K; 1,0 ° F) до -107 ° C (166 K; -161 ° F). Самая теплая температура почвы, оцененная аппаратом Орбитальный аппарат "Викинг", составила 27 ° C (300 K; 81 ° F). Марсоход Spirit зафиксировал максимальную дневную температуру воздуха в тени 35 ° C (308 K; 95 ° F) и регулярно регистрировал температуру значительно выше 0 ° C (273 K; 32 ° F), за исключением зимы. Опасные геологические процессы Марс является планетой земного типа и состоит из каменистых пород с примесью железа. Как и в случае Земли, на раннем этапе эволюции произошло расслоение на железное ядро и силикатную мантию, затем образование коры толщиной в среднем 50 км. Радиус ядра составляет порядка половины радиуса всего Марса, однако точно не известен, как и его состояние. Северное и южное полушария Марса существенно отличаются друг от друга по топографии и физической географии. Данная дихотомия является глобальной геологической особенностью планеты. Северная часть планеты представляет собой гигантскую впадину. Около трети поверхности планеты (в основном в северном полушарии) лежит на 3-6 км ниже по высоте, чем другие две трети. Такая разница высот на Земле проявляется в виде различия высот континентов и океанических котловин. Дихотомия также проявляется двумя другими способами: в виде различия плотности ударных кратеров и толщины коры в двух полушариях. На границе дихотомии в западном полушарии Марса расположена крупная вулканически и тектонически активная провинция Фарсида. Данная протяжённая структура простирается на тысячи километров в диаметре и покрывает до 25 % поверхности планеты. Возвышаясь в среднем на 7-10 км над средним уровнем поверхности Марса, Фарсида включает области наибольшей высоты на планете и самые крупные вулканы в Солнечной системе. Три крупных вулкана — гора Аскрийская, гора Павлина и гора Арсия (известные как «горы Фарсида») — вытянуты с северо-востока на юго-запад. Обширная гора Альба занимает северную часть провинции. Крупный щитовой вулкан гора Олимп расположен в стороне от центрального возвышения на западном краю провинции. Исключительная массивность региона создаёт значительное напряжение в литосфере планеты. В результате возникают крупные трещины (грабены, рифтовые долины), радиально расходящиеся от Фарсиды. Как вывод можно сделать, что тектоническая активность вызывает землетрясения и вулканическую активность. Стоит упомянуть, что рельеф Марса явно деформирован именно из-за особенностей самого Марса. Магнитное поле На планете Марс не существует планетарного магнитного поля. Планета имеет магнитные полюса, которые являются остатками древнего планетарного поля. Так как магнитное поле Марса фактически отсутствует, то он постоянно подвергается бомбардировке солнечным излучением, а также воздействием солнечного ветра, что делает его бесплодным миром, который мы и видим сегодня. Большинство планет, создают магнитное поле с помощью динамо-эффекта. Металлы в ядре планеты расплавлены и постоянно движутся. Движущиеся металлы создают электрический ток, который в итоге проявляется в виде магнитного поля. На Марсе есть магнитное поле, которое представляет собой остатки древних магнитных полей. Оно похоже на поля, найденные на дне океанов Земли. Ученые считают, что их присутствие является возможным признаком того, что у Марса была тектоника плит. Но другие данные свидетельствуют о том, что эти движения литосферных плит прекратились около 4 миллиардов лет назад. Полосы поля достаточно сильны, почти так же, как у Земли, и могут распространяться на сотни километров в атмосферу. Они взаимодействуют с солнечным ветром и создают полярные сияния так же, как и на Земле. Ученые наблюдали более 13 000 этих сияний. Отсутствие планетарного поля означает что ее поверхность получает в 2,5 раза больше излучения, чем Земля. Если люди собираются исследовать планету, необходим способ оградить человека от вредного воздействия. Одно из последствий отсутствия, у планеты Марс магнитного поля — невозможность присутствия жидкой воды на поверхности. Марсоходы обнаружили большое количество водяного льда под поверхностью, и ученые считают, что там может быть жидкая вода. Недостаток воды добавляет препятствий, которые инженеры должны преодолеть для того, чтобы изучить, и впоследствии колонизировать, Красную планету. Заключение В заключении хотелось бы отметить, что на сегодняшний день Марс является наиболее привлекательным объектом солнечной системы для потенциальной колонизации, т. к. условия планеты очень похожи на земные. Похожесть Марса на Землю определяет большую ценность Марса для геологии, и при наличии жизни — для биологии. Это откроет путь к удовлетворению потребности в технологическом прогрессе и всех остальных отраслей мирового производства, развитие которых уже сегодня начинает сдерживаться массой экологических проблем глобального, планетарного характера. |