НАСА исследует зимнюю страну чудес на Марсе — потустороннее место отдыха со снегом в форме куба

Снег в форме куба, ледяные ландшафты и мороз — все это часть самого холодного сезона на Красной планете.

Когда придет зима[{» attribute=»»>Mars, the surface is transformed into a truly otherworldly holiday scene. Snow, ice, and frost accompany the season’s sub-zero temperatures. Some of the coldest of these occur at the planet’s poles, where it gets as low as minus 190 degrees Fahrenheit (minus 123 degrees Celsius).

Cold as it is, don’t expect snow drifts worthy of the Rocky Mountains. No region of Mars gets more than a few feet of snow, most of which falls over extremely flat areas. And the Red Planet’s elliptical orbit means it takes many more months for winter to come around: a single Mars year is around two Earth years.

Снег выпадает, лед и иней образуются и на Марсе.[{» attribute=»»>NASA’s spacecraft on and orbiting the Red Planet reveal the similarities to and differences from how we experience winter on Earth. Mars scientist Sylvain Piqueux of JPL explains in this video. Credit: NASA/JPL-Caltech

Still, the planet offers unique winter phenomena that scientists have been able to study, thanks to NASA’s robotic Mars explorers. Here are a few of the things they’ve discovered:

Two Kinds of Snow

Martian snow comes in two varieties: water ice and carbon dioxide, or dry ice. Because Martian air is so thin and the temperatures so cold, water-ice snow sublimates, or becomes a gas, before it even touches the ground. Dry-ice snow actually does reach the ground.

“Enough falls that you could snowshoe across it,” said Sylvain Piqueux, a Mars scientist at NASA’s Jet Propulsion Laboratory in Southern California whose research includes a variety of winter phenomena. “If you were looking for skiing, though, you’d have to go into a crater or cliffside, where snow could build up on a sloped surface.”

HiRISE captured these “megadunes,” also called barchans. Carbon dioxide frost and ice have formed over the dunes during the winter; as this starts to sublimate during spring, the darker-colored dune sand is revealed. Credit: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona

How We Know It Snows

Snow occurs only at the coldest extremes of Mars: at the poles, under cloud cover, and at night. Cameras on orbiting spacecraft can’t see through those clouds, and surface missions can’t survive in the extreme cold. As a result, no images of falling snow have ever been captured. But scientists know it happens, thanks to a few special science instruments.

NASA’s Mars Reconnaissance Orbiter can peer through cloud cover using its Mars Climate Sounder instrument, which detects light in wavelengths imperceptible to the human eye. That ability has allowed scientists to detect carbon dioxide snow falling to the ground. And in 2008, NASA sent the Phoenix lander within 1,000 miles (about 1,600 kilometers) of Mars’ north pole, where it used a laser instrument to detect water-ice snow falling to the surface.

Ученые НАСА могут измерять размер и форму распределения снежных частиц слой за слоем во время шторма. Глобальная миссия по измерению осадков — это международный спутниковый проект, который будет обеспечивать следующее поколение наблюдений дождя и снега во всем мире каждые три часа. Авторы и права: Центр космических полетов имени Годдарда НАСА/Райан Фитцгиббонс.

кубики льда

Из-за того, как молекулы воды связываются вместе при замерзании, снежинки на Земле имеют шесть сторон. Тот же принцип применим ко всем кристаллам: способ организации атомов определяет форму кристалла. В случае двуокиси углерода молекулы сухого льда при замораживании всегда связаны в четыре формы.

«Поскольку углекислый лед имеет симметрию четыре, мы знаем, что сухие снежинки будут иметь форму куба», — сказал Биккио. «Благодаря марсианскому климату более безопасному, можно сказать, что эти снежинки будут меньше ширины человеческого волоса».

Камера HiRISE сделала снимок края кратера посреди зимы. Обращенный на юг склон кратера, который получает меньше солнечного света, образует пятнистый яркий иней, показанный синим цветом на этом изображении с улучшенными цветами. Изображение предоставлено: NASA/JPL-Caltech/Университет Аризоны.

Джек Фрост грызет твой вездеход

И вода, и углекислый газ могут образовывать иней на Марсе, и оба типа инея появляются на планете более широко, чем снег. Посадочный модуль «Викинг» увидел ледяную воду во время изучения Марса в 1970-х годах, а орбитальный аппарат НАСА «Одиссей» увидел Наблюдается образование инея и его сублимация утреннее солнце.

HiRISE запечатлел эту весеннюю сцену, когда водяной лед, замерзший в почве, разделил Землю на многоугольники. Прозрачный лед из углекислого газа пропускает солнечный свет и нагревает газы, которые просачиваются через вентиляционные отверстия, создавая веер из более темного материала на поверхности (показан синим цветом на этом улучшенном цветном изображении). Изображение предоставлено: NASA/JPL-Caltech/Университет Аризоны.

Странный конец зимы

Пожалуй, самое удивительное открытие происходит в конце зимы, когда весь созданный лед начинает «таять» и сублимировать в атмосферу. При этом лед приобретает странные, красивые формы, которые напомнили ученым. паукиИ далматинские пятнаИ ЯичницаИ швейцарский сыр.

Это «таяние» также вызывает взрывы гейзеров: прозрачный лед позволяет солнечному свету нагревать газ под ним, и этот газ в конечном итоге взрывается, отправляя пылевые вентиляторы на крыше. Ученые уже начали изучать эти веера, чтобы узнать о них больше. В каком направлении дуют марсианские ветры?.