मंगल का वातावरण: चौथे ग्रह का रहस्य। मंगल का वायुमंडल मंगल के वायुमंडल में कौन सी गैस है?

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मंगल ग्रह के वायुमंडल की खोज ग्रह पर स्वचालित इंटरप्लेनेटरी स्टेशनों की उड़ानों से पहले ही की गई थी। वर्णक्रमीय विश्लेषण और पृथ्वी के साथ मंगल के विरोध के लिए धन्यवाद, जो हर 3 साल में एक बार होता है, खगोलविदों को 19वीं शताब्दी में पहले से ही पता था कि इसकी एक बहुत ही सजातीय संरचना है, जिसमें से 95% से अधिक कार्बन डाइऑक्साइड है। जब पृथ्वी के वायुमंडल में 0.04% कार्बन डाइऑक्साइड के साथ तुलना की जाती है, तो यह पता चलता है कि मंगल ग्रह के वायुमंडलीय कार्बन डाइऑक्साइड का द्रव्यमान पृथ्वी के द्रव्यमान से लगभग 12 गुना अधिक है, इसलिए जब मंगल ग्रह टेराफॉर्म होता है, तो ग्रीनहाउस प्रभाव में कार्बन डाइऑक्साइड का योगदान पैदा हो सकता है। पहुंचने से थोड़ा पहले मनुष्यों के लिए आरामदायक जलवायु। सूर्य से मंगल की अधिक दूरी को ध्यान में रखते हुए भी 1 वायुमंडल का दबाव।

1920 के दशक की शुरुआत में, मंगल ग्रह के तापमान का पहला माप एक परावर्तक दूरबीन के फोकस पर रखे गए थर्मामीटर का उपयोग करके किया गया था। 1922 में वी. लैम्प्लैंड द्वारा किए गए मापन से मंगल की सतह का औसत तापमान 245 (−28 डिग्री सेल्सियस) प्राप्त हुआ, 1924 में ई. पेटिट और एस. निकोलसन ने 260 के (−13 डिग्री सेल्सियस) प्राप्त किया। 1960 में डब्ल्यू सिंटन और जे स्ट्रॉन्ग द्वारा कम मूल्य प्राप्त किया गया था: 230 K (-43 डिग्री सेल्सियस)। दबाव का पहला अनुमान - औसत - केवल 60 के दशक में ग्राउंड-आधारित आईआर स्पेक्ट्रोस्कोप का उपयोग करके प्राप्त किया गया था: कार्बन डाइऑक्साइड लाइनों के लोरेंत्ज़ चौड़ीकरण से प्राप्त 25 ± 15 एचपीए का दबाव का मतलब था कि यह वायुमंडल का मुख्य घटक था।

हवा की गति को वर्णक्रमीय रेखाओं के डॉपलर शिफ्ट से निर्धारित किया जा सकता है। तो, इसके लिए, लाइन शिफ्ट को मिलीमीटर और सबमिलिमीटर रेंज में मापा गया था, और इंटरफेरोमीटर पर माप से बड़ी मोटाई की पूरी परत में वेगों का वितरण प्राप्त करना संभव हो गया।

हवा और सतह के तापमान, दबाव, सापेक्ष आर्द्रता और हवा की गति पर सबसे विस्तृत और सटीक डेटा क्यूरियोसिटी रोवर पर सवार रोवर पर्यावरण निगरानी स्टेशन (आरईएमएस) उपकरण सूट द्वारा लगातार मापा जाता है, जो 2012 से गेल क्रेटर में काम कर रहा है। और MAVEN अंतरिक्ष यान, जो 2014 से मंगल की परिक्रमा कर रहा है, विशेष रूप से ऊपरी वायुमंडल का विस्तार से अध्ययन करने, सौर वायु कणों के साथ उनकी बातचीत और विशेष रूप से बिखरने की गतिशीलता का अध्ययन करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

कई प्रक्रियाएँ जो प्रत्यक्ष अवलोकन के लिए कठिन हैं या अभी तक संभव नहीं हैं, केवल सैद्धांतिक मॉडलिंग के अधीन हैं, लेकिन यह एक महत्वपूर्ण शोध पद्धति भी है।

वायुमंडलीय संरचना

सामान्य तौर पर, मंगल का वातावरण निचले और ऊपरी में विभाजित है; उत्तरार्द्ध को सतह से 80 किमी ऊपर का क्षेत्र माना जाता है, जहां आयनीकरण और पृथक्करण की प्रक्रियाएं सक्रिय भूमिका निभाती हैं। इसके अध्ययन के लिए एक अनुभाग समर्पित है, जिसे आम तौर पर एरोनॉमी कहा जाता है। आमतौर पर, जब लोग मंगल के वातावरण के बारे में बात करते हैं, तो उनका मतलब निचले वातावरण से होता है।

इसके अलावा, कुछ शोधकर्ता दो बड़े कोशों में अंतर करते हैं - होमोस्फीयर और हेटेरोस्फीयर। होमोस्फीयर में, रासायनिक संरचना ऊंचाई पर निर्भर नहीं करती है, क्योंकि वायुमंडल में गर्मी और नमी के हस्तांतरण और उनके ऊर्ध्वाधर विनिमय की प्रक्रियाएं पूरी तरह से अशांत मिश्रण द्वारा निर्धारित होती हैं। चूँकि वायुमंडल में आणविक प्रसार उसके घनत्व के व्युत्क्रमानुपाती होता है, तो एक निश्चित स्तर से यह प्रक्रिया प्रमुख हो जाती है और ऊपरी आवरण - विषममंडल की मुख्य विशेषता है, जहाँ आणविक फैलाना पृथक्करण होता है। इन गोले के बीच का इंटरफ़ेस, जो 120 से 140 किमी की ऊंचाई पर स्थित होता है, टर्बोपॉज़ कहलाता है।

निचला वातावरण

सतह से 20-30 किमी की ऊंचाई तक फैला हुआ है क्षोभ मंडलजहां ऊंचाई के साथ तापमान घटता जाता है। क्षोभमंडल की ऊपरी सीमा वर्ष के समय के आधार पर उतार-चढ़ाव करती है (ट्रोपोपॉज़ में तापमान ढाल 2.5 डिग्री/किमी के औसत मूल्य के साथ 1 से 3 डिग्री/किमी तक भिन्न होता है)।

ट्रोपोपॉज़ के ऊपर वायुमंडल का एक इज़ोटेर्मल क्षेत्र है - समतापमंडल 100 किमी की ऊंचाई तक फैला हुआ। समतापमंडल का औसत तापमान असाधारण रूप से कम और -133°C तक होता है। पृथ्वी के विपरीत, जहां समताप मंडल में मुख्य रूप से सभी वायुमंडलीय ओजोन होते हैं, मंगल पर इसकी सांद्रता नगण्य है (यह 50 - 60 किमी की ऊंचाई से सतह तक वितरित होती है, जहां यह अधिकतम है)।

ऊपरी वायुमंडल

समतापमंडल के ऊपर वायुमंडल की ऊपरी परत फैली हुई है - बाह्य वायुमंडल. इसकी विशेषता अधिकतम मान (200-350 K) तक ऊंचाई के साथ तापमान में वृद्धि है, जिसके बाद यह ऊपरी सीमा (200 किमी) तक स्थिर रहता है। इस परत में परमाणु ऑक्सीजन की उपस्थिति दर्ज की गई; 200 किमी की ऊंचाई पर इसका घनत्व 5-6⋅10 7 सेमी −3 तक पहुंच जाता है। परमाणु ऑक्सीजन पर हावी एक परत की उपस्थिति (साथ ही तथ्य यह है कि मुख्य तटस्थ घटक कार्बन डाइऑक्साइड है) मंगल के वातावरण को शुक्र के वातावरण के साथ जोड़ती है।

योण क्षेत्र- उच्च मात्रा में आयनीकरण वाला क्षेत्र - लगभग 80-100 से लेकर लगभग 500-600 किमी की ऊंचाई पर स्थित है। आयनों की मात्रा रात में न्यूनतम और दिन के दौरान अधिकतम होती है, जब कार्बन डाइऑक्साइड के फोटोआयनीकरण के कारण मुख्य परत 120-140 किमी की ऊंचाई पर बनती है। अत्यधिक पराबैंगनीसौर विकिरण CO 2 + hν → CO 2 + + e -, साथ ही आयनों और तटस्थ पदार्थों CO 2 + + O → O 2 + + CO और O + + CO 2 → O 2 + + CO के बीच प्रतिक्रियाएं। आयनों की सांद्रता, जिनमें से 90% O 2 + और 10% CO 2 + है, 10 5 प्रति घन सेंटीमीटर तक पहुँच जाती है (आयनोस्फीयर के अन्य क्षेत्रों में यह परिमाण के 1-2 क्रम कम है)। यह उल्लेखनीय है कि मंगल ग्रह के वायुमंडल में आणविक ऑक्सीजन की लगभग पूर्ण अनुपस्थिति में O 2 + आयन प्रबल होते हैं। द्वितीयक परत का निर्माण 110-115 किमी के क्षेत्र में नरम एक्स-रे तथा बाहर निकलने वाले तेज इलेक्ट्रॉनों के कारण होता है। 80-100 किमी की ऊंचाई पर, कुछ शोधकर्ता एक तीसरी परत को भेदते हैं, जो कभी-कभी ब्रह्मांडीय धूल कणों के प्रभाव में प्रकट होती है जो धातु आयनों Fe +, Mg +, Na + को वायुमंडल में लाती है। हालाँकि, बाद में मंगल के वायुमंडल में प्रवेश करने वाले उल्कापिंडों और अन्य ब्रह्मांडीय पिंडों के पदार्थ के क्षरण के कारण न केवल बाद की उपस्थिति (इसके अलावा, ऊपरी वायुमंडल की लगभग पूरी मात्रा पर) की पुष्टि की गई, बल्कि उनकी निरंतर उपस्थिति की भी पुष्टि की गई। सामान्य रूप में। साथ ही, मंगल पर चुंबकीय क्षेत्र की अनुपस्थिति के कारण, उनका वितरण और व्यवहार पृथ्वी के वायुमंडल में देखे गए से काफी भिन्न होता है। मुख्य अधिकतम के ऊपर, सौर हवा के साथ संपर्क के कारण अन्य अतिरिक्त परतें भी दिखाई दे सकती हैं। इस प्रकार, O+ आयनों की परत 225 किमी की ऊंचाई पर सबसे अधिक स्पष्ट होती है। तीन मुख्य प्रकार के आयनों (O 2 +, CO 2 और O +) के अलावा, अपेक्षाकृत हाल ही में H 2 +, H 3 +, He +, C +, CH +, N +, NH +, OH +, H 2 O + , H 3 O + , N 2 + /CO + , HCO + /HOC + /N 2 H + , NO + , HNO + , HO 2 + , Ar + , ArH + , Ne + , CO 2++ और HCO2+. 400 किमी से ऊपर, कुछ लेखक "आयनोपॉज़" में अंतर करते हैं, लेकिन इस पर अभी तक कोई सहमति नहीं है।

जहां तक ​​प्लाज्मा तापमान का सवाल है, मुख्य अधिकतम के निकट आयन तापमान 150 K है, जो 175 किमी की ऊंचाई पर बढ़कर 210 K हो जाता है। उच्चतर, तटस्थ गैस के साथ आयनों का थर्मोडायनामिक संतुलन काफी परेशान होता है, और उनका तापमान 250 किमी की ऊंचाई पर तेजी से 1000 K तक बढ़ जाता है। इलेक्ट्रॉनों का तापमान कई हजार केल्विन हो सकता है, जाहिर तौर पर आयनमंडल में चुंबकीय क्षेत्र के कारण, और यह बढ़ते सौर आंचल कोण के साथ बढ़ता है और उत्तरी और दक्षिणी गोलार्ध में समान नहीं होता है, जो अवशिष्ट की विषमता के कारण हो सकता है मंगल ग्रह की पपड़ी का चुंबकीय क्षेत्र। सामान्य तौर पर, कोई भी अलग-अलग तापमान प्रोफाइल के साथ उच्च-ऊर्जा इलेक्ट्रॉनों की तीन आबादी को अलग कर सकता है। चुंबकीय क्षेत्र आयनों के क्षैतिज वितरण को भी प्रभावित करता है: उच्च-ऊर्जा कणों की धाराएं चुंबकीय विसंगतियों के ऊपर बनती हैं, जो क्षेत्र रेखाओं के साथ घूमती हैं, जिससे आयनीकरण की तीव्रता बढ़ जाती है, और आयन घनत्व और स्थानीय संरचनाओं में वृद्धि देखी जाती है।

200-230 किमी की ऊंचाई पर, थर्मोस्फीयर की ऊपरी सीमा होती है - एक्सोबेस, जिसके ऊपर बहिर्मंडलमंगल. इसमें हल्के पदार्थ होते हैं - हाइड्रोजन, कार्बन, ऑक्सीजन - जो अंतर्निहित आयनमंडल में फोटोकैमिकल प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप दिखाई देते हैं, उदाहरण के लिए, इलेक्ट्रॉनों के साथ ओ 2 + का विघटनकारी पुनर्संयोजन। मंगल के ऊपरी वायुमंडल में परमाणु हाइड्रोजन की निरंतर आपूर्ति मंगल ग्रह की सतह के पास जल वाष्प के फोटोडिसोसिएशन के कारण होती है। ऊंचाई के साथ हाइड्रोजन सांद्रता में बहुत धीमी गति से कमी के कारण, यह तत्व ग्रह के वायुमंडल की सबसे बाहरी परतों का मुख्य घटक है और एक हाइड्रोजन कोरोना बनाता है जो लगभग 20,000 किमी की दूरी तक फैला हुआ है, हालांकि कोई सख्त सीमा नहीं है, और कण इस क्षेत्र से धीरे-धीरे आसपास के बाहरी अंतरिक्ष में फैल जाता है।

मंगल के वातावरण में इसे कभी-कभी छोड़ा भी जाता है रसायनमंडल- एक परत जहां फोटोकैमिकल प्रतिक्रियाएं होती हैं, और चूंकि, पृथ्वी की तरह ओजोन स्क्रीन की कमी के कारण, पराबैंगनी विकिरण ग्रह की सतह तक पहुंचता है, वे वहां भी संभव हैं। मंगल ग्रह का रसायनमंडल सतह से लगभग 120 किमी की ऊंचाई तक फैला हुआ है।

निचले वायुमंडल की रासायनिक संरचना

मंगल ग्रह के वायुमंडल की प्रबल विरलता के बावजूद, इसमें कार्बन डाइऑक्साइड की सांद्रता पृथ्वी की तुलना में लगभग 23 गुना अधिक है।

• नाइट्रोजन (2.7%) वर्तमान में अंतरिक्ष में सक्रिय रूप से नष्ट हो रहा है। एक द्विपरमाणुक अणु के रूप में, नाइट्रोजन ग्रह के आकर्षण द्वारा स्थिर रूप से धारण किया जाता है, लेकिन सौर विकिरण द्वारा एकल परमाणुओं में विभाजित हो जाता है, जिससे आसानी से वायुमंडल छोड़ दिया जाता है।
• आर्गन (1.6%) को अपेक्षाकृत अपव्यय-प्रतिरोधी भारी आइसोटोप आर्गन-40 द्वारा दर्शाया जाता है। प्रकाश 36 एआर और 38 एआर प्रति मिलियन भागों में ही मौजूद हैं
• अन्य उत्कृष्ट गैसें: नियॉन, क्रिप्टन, क्सीनन (पीपीएम)
• कार्बन मोनोऑक्साइड (सीओ) - सीओ 2 के फोटोडिसोसिएशन का एक उत्पाद है और बाद की सांद्रता 7.5⋅10 -4 है - यह एक बेवजह छोटा मूल्य है, क्योंकि रिवर्स प्रतिक्रिया सीओ + ओ + एम → सीओ 2 + एम निषिद्ध है, और भी बहुत कुछ जमा होना चाहिए था CO. कार्बन मोनोऑक्साइड को अभी भी कार्बन डाइऑक्साइड में कैसे ऑक्सीकृत किया जा सकता है, इसके लिए विभिन्न सिद्धांत प्रस्तावित किए गए हैं, लेकिन उन सभी में कोई न कोई खामी है।
• आणविक ऑक्सीजन (O 2) - मंगल के ऊपरी वायुमंडल में CO 2 और H 2 O दोनों के प्रकाश पृथक्करण के परिणामस्वरूप प्रकट होती है। इस मामले में, ऑक्सीजन वायुमंडल की निचली परतों में फैल जाती है, जहां इसकी सांद्रता CO2 की निकट-सतह सांद्रता के 1.3⋅10 -3 तक पहुंच जाती है। Ar, CO और N 2 की तरह, यह मंगल ग्रह पर एक गैर-संघनित पदार्थ है, इसलिए इसकी सांद्रता में भी मौसमी बदलाव होते हैं। ऊपरी वायुमंडल में, 90-130 किमी की ऊंचाई पर, ओ 2 की सामग्री (सीओ 2 के सापेक्ष हिस्सा) निचले वायुमंडल के लिए संबंधित मूल्य से 3-4 गुना अधिक है और औसत 4⋅10 -3 है, जो अलग-अलग है। 3.1⋅10 -3 से 5.8⋅10 -3 तक की सीमा। प्राचीन समय में, मंगल के वातावरण में, हालांकि, युवा पृथ्वी पर इसकी हिस्सेदारी के बराबर, बड़ी मात्रा में ऑक्सीजन मौजूद थी। ऑक्सीजन, यहां तक ​​कि अलग-अलग परमाणुओं के रूप में भी, नाइट्रोजन की तरह सक्रिय रूप से नष्ट नहीं होती है, क्योंकि इसका परमाणु भार अधिक होता है, जो इसे जमा होने की अनुमति देता है।
• ओजोन - इसकी मात्रा सतह के तापमान के आधार पर बहुत भिन्न होती है: यह सभी अक्षांशों पर विषुव के समय न्यूनतम होती है और ध्रुव पर अधिकतम होती है, जहां सर्दी जल वाष्प की एकाग्रता के विपरीत आनुपातिक होती है। एक स्पष्ट ओजोन परत लगभग 30 किमी की ऊंचाई पर और दूसरी 30 से 60 किमी के बीच होती है।
• पानी। मंगल के वायुमंडल में H2O की मात्रा पृथ्वी के सबसे शुष्क क्षेत्रों के वातावरण की तुलना में लगभग 100-200 गुना कम है, और अवक्षेपित जल स्तंभ का औसत 10-20 माइक्रोन है। जल वाष्प सांद्रता में महत्वपूर्ण मौसमी और दैनिक बदलाव होते हैं। जल वाष्प के साथ वायु संतृप्ति की डिग्री धूल के कणों की सामग्री के विपरीत आनुपातिक है, जो संघनन केंद्र हैं, और कुछ क्षेत्रों में (सर्दियों में, 20-50 किमी की ऊंचाई पर), भाप दर्ज की गई थी, जिसका दबाव अधिक है संतृप्त वाष्प का दबाव 10 गुना - पृथ्वी के वायुमंडल की तुलना में बहुत अधिक।
• मीथेन. 2003 से, अज्ञात प्रकृति के मीथेन उत्सर्जन के पंजीकरण की रिपोर्टें आई हैं, लेकिन पंजीकरण विधियों में कुछ कमियों के कारण उनमें से किसी को भी विश्वसनीय नहीं माना जा सकता है। इस मामले में, हम बेहद छोटे मूल्यों के बारे में बात कर रहे हैं - पृष्ठभूमि मूल्य के रूप में 0.7 पीपीबीवी (ऊपरी सीमा - 1.3 पीपीबीवी) और एपिसोडिक विस्फोट के लिए 7 पीपीबीवी, जो संकल्प के कगार पर है। चूँकि, इसके साथ ही, अन्य अध्ययनों द्वारा पुष्टि की गई सीएच 4 की अनुपस्थिति के बारे में भी जानकारी प्रकाशित की गई थी, यह मीथेन के कुछ आंतरायिक स्रोत के साथ-साथ इसके तेजी से विनाश के लिए कुछ तंत्र के अस्तित्व का संकेत दे सकता है, जबकि फोटोकैमिकल विनाश की अवधि इस पदार्थ की आयु 300 वर्ष आंकी गई है। इस मुद्दे पर चर्चा वर्तमान में खुली है, और यह खगोल विज्ञान के संदर्भ में विशेष रुचि का है, इस तथ्य को ध्यान में रखते हुए कि पृथ्वी पर इस पदार्थ की उत्पत्ति बायोजेनिक है।
• कुछ कार्बनिक यौगिकों के अंश. सबसे महत्वपूर्ण एच 2 सीओ, एचसीएल और एसओ 2 पर ऊपरी सीमाएं हैं, जो क्रमशः क्लोरीन से जुड़ी प्रतिक्रियाओं की अनुपस्थिति, साथ ही ज्वालामुखीय गतिविधि, विशेष रूप से, मीथेन की गैर-ज्वालामुखीय उत्पत्ति का संकेत देती हैं, यदि इसका अस्तित्व है की पुष्टि की।

मंगल के वायुमंडल की संरचना और दबाव से मनुष्यों और अन्य स्थलीय जीवों के लिए सांस लेना असंभव हो जाता है। ग्रह की सतह पर काम करने के लिए, एक अंतरिक्ष सूट की आवश्यकता होती है, हालांकि चंद्रमा और बाहरी अंतरिक्ष के लिए उतना भारी और संरक्षित नहीं होता है। मंगल का वातावरण स्वयं जहरीला नहीं है और इसमें रासायनिक रूप से निष्क्रिय गैसें हैं। वायुमंडल उल्का पिंडों की गति को कुछ हद तक धीमा कर देता है, इसलिए चंद्रमा की तुलना में मंगल पर कम गड्ढे हैं और वे कम गहरे हैं। और सूक्ष्म उल्कापिंड सतह तक पहुंचे बिना पूरी तरह से जल जाते हैं।

पानी, बादल और वर्षा

कम घनत्व वातावरण को जलवायु को प्रभावित करने वाली बड़े पैमाने की घटनाओं को बनने से नहीं रोकता है।

मंगल ग्रह के वायुमंडल में जलवाष्प एक प्रतिशत के हजारवें हिस्से से अधिक नहीं है, हालाँकि, हाल के (2013) अध्ययनों के परिणामों के अनुसार, यह अभी भी पहले की सोच से अधिक है, और पृथ्वी के वायुमंडल की ऊपरी परतों की तुलना में अधिक है, और कम दबाव और तापमान पर, यह संतृप्ति के करीब की स्थिति में होता है, इसलिए यह अक्सर बादलों में इकट्ठा हो जाता है। एक नियम के रूप में, पानी के बादल सतह से 10-30 किमी की ऊंचाई पर बनते हैं। वे मुख्य रूप से भूमध्य रेखा पर केंद्रित हैं और लगभग पूरे वर्ष देखे जाते हैं। वायुमंडल के उच्च स्तर (20 किमी से अधिक) पर देखे गए बादल CO2 संघनन के परिणामस्वरूप बनते हैं। यही प्रक्रिया सर्दियों में ध्रुवीय क्षेत्रों में कम (10 किमी से कम की ऊंचाई पर) बादलों के निर्माण के लिए जिम्मेदार होती है, जब वायुमंडलीय तापमान CO2 (-126 डिग्री सेल्सियस) के हिमांक से नीचे चला जाता है; गर्मियों में, बर्फ H2O से समान पतली संरचनाएँ बनती हैं

• मंगल ग्रह पर दिलचस्प और दुर्लभ वायुमंडलीय घटनाओं में से एक ("वाइकिंग -1") की खोज 1978 में उत्तरी ध्रुवीय क्षेत्र की तस्वीर लेते समय की गई थी। ये चक्रवाती संरचनाएं हैं जिन्हें वामावर्त परिसंचरण के साथ भंवर जैसी बादल प्रणालियों द्वारा तस्वीरों में स्पष्ट रूप से पहचाना जाता है। वे 65-80°N अक्षांशीय क्षेत्र में पाए गए थे। श। वर्ष की "गर्म" अवधि के दौरान, वसंत से शुरुआती शरद ऋतु तक, जब ध्रुवीय मोर्चा यहां स्थापित होता है। इसकी घटना वर्ष के इस समय में बर्फ की टोपी के किनारे और आसपास के मैदानों के बीच सतह के तापमान में तीव्र अंतर के कारण होती है। इस तरह के मोर्चे से जुड़ी वायुराशियों की तरंग गति पृथ्वी पर हमारे परिचित चक्रवाती भंवरों की उपस्थिति का कारण बनती है। मंगल ग्रह पर पाए जाने वाले भंवर बादलों की प्रणालियों का आकार 200 से 500 किमी तक होता है, उनकी गति लगभग 5 किमी/घंटा होती है, और इन प्रणालियों की परिधि पर हवा की गति लगभग 20 मीटर/सेकेंड होती है। एक व्यक्तिगत चक्रवाती भंवर के अस्तित्व की अवधि 3 से 6 दिनों तक होती है। मंगल ग्रह के चक्रवातों के मध्य भाग में तापमान के मान से संकेत मिलता है कि बादल पानी के बर्फ के क्रिस्टल से बने हैं।

  हिमपात वास्तव में एक से अधिक बार देखा गया है। तो, 1979 की सर्दियों में, वाइकिंग-2 लैंडिंग क्षेत्र में बर्फ की एक पतली परत गिर गई, जो कई महीनों तक पड़ी रही।

  धूल भरी आँधी और धूल के शैतान

  मंगल के वातावरण की एक विशिष्ट विशेषता धूल की निरंतर उपस्थिति है; वर्णक्रमीय माप के अनुसार, धूल के कणों का आकार 1.5 µm अनुमानित है। कम गुरुत्वाकर्षण, दुर्लभ वायु प्रवाह को भी धूल के विशाल बादलों को 50 किमी की ऊंचाई तक उठाने की अनुमति देता है। और हवाएँ, जो तापमान अंतर की अभिव्यक्तियों में से एक हैं, अक्सर ग्रह की सतह पर चलती हैं (विशेष रूप से देर से वसंत में - दक्षिणी गोलार्ध में शुरुआती गर्मियों में, जब गोलार्धों के बीच तापमान अंतर विशेष रूप से तेज होता है), और उनके गति 100 मीटर/सेकेंड तक पहुंचती है। इस प्रकार, व्यापक धूल भरी आंधियां बनती हैं, जो लंबे समय से व्यक्तिगत पीले बादलों के रूप में देखी जाती हैं, और कभी-कभी पूरे ग्रह को कवर करने वाले निरंतर पीले घूंघट के रूप में भी देखी जाती हैं। सबसे अधिक बार, धूल भरी आंधियां ध्रुवीय टोपी के पास आती हैं, उनकी अवधि 50-100 दिनों तक पहुंच सकती है। वायुमंडल में हल्की पीली धुंध, एक नियम के रूप में, बड़ी धूल भरी आंधियों के बाद देखी जाती है और इसे फोटोमेट्रिक और पोलारिमेट्रिक तरीकों से आसानी से पहचाना जा सकता है।

  धूल भरी आँधी, जो ऑर्बिटर से ली गई छवियों पर अच्छी तरह से देखी गई थी, लैंडर से ली गई तस्वीरों में बमुश्किल दिखाई देने लगी। इन अंतरिक्ष स्टेशनों के लैंडिंग स्थलों पर धूल भरी आंधियों का गुजरना केवल तापमान, दबाव में तेज बदलाव और सामान्य आकाश पृष्ठभूमि के बहुत मामूली अंधेरे से दर्ज किया गया था। वाइकिंग लैंडिंग स्थलों के आसपास तूफान के बाद जमी धूल की परत केवल कुछ माइक्रोमीटर की थी। यह सब मंगल ग्रह के वायुमंडल की अपेक्षाकृत कम वहन क्षमता को इंगित करता है।

  सितंबर 1971 से जनवरी 1972 तक, मंगल ग्रह पर एक वैश्विक धूल भरी आंधी चली, जिसने मेरिनर 9 जांच से सतह की तस्वीरें लेना भी बंद कर दिया। इस अवधि के दौरान वायुमंडलीय स्तंभ (0.1 से 10 की ऑप्टिकल मोटाई के साथ) में धूल का द्रव्यमान 7.8⋅10 -5 से 1.66⋅10 -3 ग्राम/सेमी 2 तक अनुमानित था। इस प्रकार, वैश्विक धूल भरी आंधियों की अवधि के दौरान मंगल ग्रह के वायुमंडल में धूल के कणों का कुल वजन 10 8 - 10 9 टन तक पहुंच सकता है, जो पृथ्वी के वायुमंडल में धूल की कुल मात्रा के अनुरूप है।

  • अरोरा को सबसे पहले मार्स एक्सप्रेस अंतरिक्ष यान में SPICAM UV स्पेक्ट्रोमीटर द्वारा रिकॉर्ड किया गया था। फिर इसे MAVEN तंत्र द्वारा बार-बार देखा गया, उदाहरण के लिए, मार्च 2015 में, और सितंबर 2017 में, क्यूरियोसिटी रोवर पर रेडिएशन असेसमेंट डिटेक्टर (RAD) द्वारा एक अधिक शक्तिशाली घटना दर्ज की गई थी। MAVEN अंतरिक्ष यान के डेटा के विश्लेषण से मौलिक रूप से भिन्न प्रकार के अरोरा का भी पता चला - फैलाना, जो कम अक्षांशों पर होता है, उन क्षेत्रों में जो चुंबकीय क्षेत्र की विसंगतियों से बंधे नहीं होते हैं और बहुत उच्च ऊर्जा वाले कणों के प्रवेश के कारण होते हैं, लगभग वायुमंडल में 200 के.वी.

    इसके अलावा, सूर्य की अत्यधिक पराबैंगनी विकिरण वायुमंडल की तथाकथित स्वयं की चमक (इंग्लैंड एयरग्लो) का कारण बनती है।

    अरोरा और आंतरिक चमक के दौरान ऑप्टिकल संक्रमण का पंजीकरण ऊपरी वायुमंडल की संरचना, उसके तापमान और गतिशीलता के बारे में महत्वपूर्ण जानकारी प्रदान करता है। इस प्रकार, रात की अवधि के दौरान नाइट्रिक ऑक्साइड उत्सर्जन के γ- और δ-बैंड का अध्ययन प्रबुद्ध और अप्रकाशित क्षेत्रों के बीच परिसंचरण को चिह्नित करने में मदद करता है। और अपनी स्वयं की चमक के साथ 130.4 एनएम की आवृत्ति पर विकिरण के पंजीकरण ने उच्च तापमान वाले परमाणु ऑक्सीजन की उपस्थिति को प्रकट करने में मदद की, जो सामान्य रूप से वायुमंडलीय एक्सोस्फीयर और कोरोना के व्यवहार को समझने में एक महत्वपूर्ण कदम था।

    रंग

    मंगल ग्रह के वायुमंडल में जो धूल के कण भरे हुए हैं, वे अधिकतर आयरन ऑक्साइड हैं, और यह इसे लाल-नारंगी रंग देते हैं।

    माप के अनुसार, वायुमंडल की ऑप्टिकल मोटाई 0.9 है, जिसका अर्थ है कि आपतित सौर विकिरण का केवल 40% ही इसके वायुमंडल के माध्यम से मंगल की सतह तक पहुंचता है, और शेष 60% हवा में लटकी धूल द्वारा अवशोषित हो जाता है। इसके बिना, 35 किलोमीटर की ऊंचाई पर मंगल ग्रह के आकाश का रंग लगभग पृथ्वी के आकाश जैसा ही होगा। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि इस मामले में मानव आंख इन रंगों के अनुकूल हो जाएगी, और सफेद संतुलन स्वचालित रूप से समायोजित हो जाएगा ताकि आकाश को स्थलीय प्रकाश स्थितियों के समान ही देखा जा सके।

    आकाश का रंग बहुत विषम है, और क्षितिज पर अपेक्षाकृत प्रकाश से बादलों या धूल भरी आंधियों की अनुपस्थिति में, यह तेजी से और आंचल की ओर एक ढाल में अंधेरा हो जाता है। अपेक्षाकृत शांत और हवा रहित मौसम में, जब धूल कम होती है, आकाश अपने चरम पर पूरी तरह से काला हो सकता है।

    फिर भी, रोवर्स की छवियों के लिए धन्यवाद, यह ज्ञात हो गया कि सूर्य के चारों ओर सूर्यास्त और सूर्योदय के समय, आकाश नीला हो जाता है। इसका कारण रेले का प्रकीर्णन है - प्रकाश गैस के कणों पर बिखरता है और आकाश को रंग देता है, लेकिन यदि मंगल ग्रह के दिन प्रभाव कमजोर है और दुर्लभ वातावरण और धूल के कारण नग्न आंखों के लिए अदृश्य है, तो सूर्यास्त के समय सूर्य चमकता है हवा की अधिक मोटी परत, जिसके कारण नीले और बैंगनी रंग के घटक बिखरने लगते हैं। वही तंत्र दिन के दौरान पृथ्वी पर नीले आकाश और सूर्यास्त के समय पीले-नारंगी आकाश के लिए जिम्मेदार है। [ ]

    क्यूरियोसिटी रोवर की छवियों से संकलित रॉकनेस्ट रेत के टीलों का एक चित्रमाला।

    परिवर्तन

    वायुमंडल की ऊपरी परतों में परिवर्तन काफी जटिल होते हैं, क्योंकि वे एक-दूसरे से और अंतर्निहित परतों से जुड़े होते हैं। ऊपर की ओर फैलने वाली वायुमंडलीय तरंगें और ज्वार थर्मोस्फीयर की संरचना और गतिशीलता पर महत्वपूर्ण प्रभाव डाल सकते हैं और, परिणामस्वरूप, आयनोस्फीयर, उदाहरण के लिए, आयनोस्फीयर की ऊपरी सीमा की ऊंचाई। निचले वायुमंडल में धूल भरी आँधी के दौरान इसकी पारदर्शिता कम हो जाती है, यह गर्म हो जाता है और फैल जाता है। तब थर्मोस्फियर का घनत्व बढ़ जाता है - यह परिमाण के क्रम से भी भिन्न हो सकता है - और अधिकतम इलेक्ट्रॉन सांद्रता की ऊंचाई 30 किमी तक बढ़ सकती है। धूल भरी आंधियों के कारण ऊपरी वायुमंडल में परिवर्तन वैश्विक हो सकता है, जो ग्रह की सतह से 160 किमी ऊपर तक के क्षेत्रों को प्रभावित करता है। इन घटनाओं पर ऊपरी वायुमंडल की प्रतिक्रिया में कई दिन लगते हैं, और यह अपनी पिछली स्थिति में बहुत लंबे समय - कई महीनों तक लौटता है। ऊपरी और निचले वायुमंडल के बीच संबंध की एक और अभिव्यक्ति यह है कि जल वाष्प, जो, जैसा कि यह निकला, निचले वायुमंडल से अधिक संतृप्त है, हल्के एच और ओ घटकों में फोटोडिसोसिएशन से गुजर सकता है, जो एक्सोस्फीयर के घनत्व और तीव्रता को बढ़ाता है। मंगल ग्रह के वायुमंडल द्वारा पानी की हानि। ऊपरी वायुमंडल में परिवर्तन का कारण बनने वाले बाहरी कारक सूर्य की अत्यधिक पराबैंगनी और नरम एक्स-रे विकिरण, सौर हवा के कण, ब्रह्मांडीय धूल और उल्कापिंड जैसे बड़े पिंड हैं। कार्य इस तथ्य से जटिल है कि उनका प्रभाव, एक नियम के रूप में, यादृच्छिक है, और इसकी तीव्रता और अवधि की भविष्यवाणी नहीं की जा सकती है, इसके अलावा, एपिसोडिक घटनाएं दिन, मौसम और मौसम के समय में परिवर्तन से जुड़ी चक्रीय प्रक्रियाओं द्वारा आरोपित होती हैं। सौर चक्र. फिलहाल, वायुमंडलीय मापदंडों की गतिशीलता के अनुसार, सबसे अच्छे रूप में, घटनाओं के संचित आँकड़े हैं, लेकिन नियमितताओं का सैद्धांतिक विवरण अभी तक पूरा नहीं हुआ है। आयनमंडल में प्लाज्मा कणों की सांद्रता और सौर गतिविधि के बीच एक सीधा आनुपातिकता निश्चित रूप से स्थापित की गई है। इसकी पुष्टि इस तथ्य से होती है कि इन ग्रहों के चुंबकीय क्षेत्र में मूलभूत अंतर के बावजूद, पृथ्वी के आयनमंडल के लिए 2007-2009 में अवलोकन के परिणामों के अनुसार एक समान नियमितता दर्ज की गई थी, जो सीधे आयनमंडल को प्रभावित करती है। और सौर कोरोना के कणों के निष्कासन, जिससे सौर हवा के दबाव में बदलाव होता है, मैग्नेटोस्फीयर और आयनोस्फीयर का एक विशिष्ट संपीड़न भी होता है: अधिकतम प्लाज्मा घनत्व 90 किमी तक गिर जाता है।

    दैनिक उतार-चढ़ाव

    अपनी विरलता के बावजूद, वायुमंडल ग्रह की सतह की तुलना में सौर ताप प्रवाह में परिवर्तन पर अधिक धीमी गति से प्रतिक्रिया करता है। इसलिए, सुबह की अवधि में, तापमान ऊंचाई के साथ बहुत भिन्न होता है: ग्रह की सतह से 25 सेमी से 1 मीटर की ऊंचाई पर 20 डिग्री का अंतर दर्ज किया गया था। सूर्य के उगने के साथ, ठंडी हवा सतह से गर्म होती है और एक विशिष्ट भंवर के रूप में ऊपर की ओर उठती है, जिससे हवा में धूल उड़ती है - इस तरह धूल के शैतान बनते हैं। निकट-सतह परत (500 मीटर तक की ऊँचाई) में तापमान व्युत्क्रमण होता है। दोपहर तक माहौल गर्म हो जाने के बाद अब इसका असर देखने को नहीं मिल रहा है। दोपहर करीब दो बजे अधिकतम तापमान पहुंच जाता है। तब सतह वायुमंडल की तुलना में तेजी से ठंडी होती है और विपरीत तापमान प्रवणता देखी जाती है। सूर्यास्त से पहले, तापमान फिर से ऊंचाई के साथ कम हो जाता है।

    दिन और रात के परिवर्तन का प्रभाव ऊपरी वायुमंडल पर भी पड़ता है। सबसे पहले, सौर विकिरण द्वारा आयनीकरण रात में बंद हो जाता है, हालांकि, दिन की ओर से प्रवाह के कारण सूर्यास्त के बाद पहली बार प्लाज्मा की पूर्ति जारी रहती है, और फिर चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं के साथ नीचे की ओर बढ़ने वाले इलेक्ट्रॉन प्रभावों के कारण बनता है (तथाकथित इलेक्ट्रॉन आक्रमण) - तब अधिकतम 130-170 किमी की ऊंचाई पर देखा गया। इसलिए, रात की ओर से इलेक्ट्रॉनों और आयनों का घनत्व बहुत कम होता है और एक जटिल प्रोफ़ाइल की विशेषता होती है, जो स्थानीय चुंबकीय क्षेत्र पर भी निर्भर करती है और गैर-तुच्छ तरीके से भिन्न होती है, जिसकी नियमितता अभी तक पूरी तरह से समझ में नहीं आती है और सैद्धांतिक रूप से वर्णित है। दिन के दौरान, आयनमंडल की स्थिति भी सूर्य के आंचल कोण के आधार पर बदलती रहती है।

    वार्षिक चक्र

    पृथ्वी की तरह, मंगल ग्रह पर भी कक्षा के तल पर घूर्णन अक्ष के झुकाव के कारण मौसम में बदलाव होता है, इसलिए सर्दियों में उत्तरी गोलार्ध में ध्रुवीय टोपी बढ़ती है, और दक्षिणी में लगभग गायब हो जाती है, और छह के बाद महीनों में गोलार्ध स्थान बदलते हैं। साथ ही, पेरिहेलियन (उत्तरी गोलार्ध में शीतकालीन संक्रांति) पर ग्रह की कक्षा की अपेक्षाकृत बड़ी विलक्षणता के कारण, यह एपहेलियन की तुलना में 40% अधिक सौर विकिरण प्राप्त करता है, और उत्तरी गोलार्ध में, सर्दी कम और अपेक्षाकृत होती है मध्यम, और गर्मियाँ लंबी, लेकिन ठंडी, दक्षिण में, इसके विपरीत, गर्मियाँ छोटी और अपेक्षाकृत गर्म होती हैं, और सर्दियाँ लंबी और ठंडी होती हैं। इस संबंध में, सर्दियों में दक्षिणी टोपी ध्रुव-भूमध्य रेखा की आधी दूरी तक बढ़ती है, और उत्तरी टोपी केवल एक तिहाई तक बढ़ती है। जब ध्रुवों में से किसी एक पर गर्मी आती है, तो संबंधित ध्रुवीय टोपी से कार्बन डाइऑक्साइड वाष्पित हो जाता है और वायुमंडल में प्रवेश करता है; हवाएँ इसे विपरीत टोपी तक ले जाती हैं, जहाँ यह फिर से जम जाता है। इस प्रकार, कार्बन डाइऑक्साइड चक्र होता है, जो ध्रुवीय टोपी के विभिन्न आकारों के साथ, सूर्य की परिक्रमा करते समय मंगल ग्रह के वायुमंडल के दबाव में बदलाव का कारण बनता है। इस तथ्य के कारण कि सर्दियों में पूरे वातावरण का 20-30% तक ध्रुवीय टोपी में जम जाता है, संबंधित क्षेत्र में दबाव तदनुसार कम हो जाता है।

    मौसमी बदलाव (साथ ही दैनिक) भी जल वाष्प सांद्रता से गुजरते हैं - वे 1-100 माइक्रोन की सीमा में होते हैं। इसलिए, सर्दियों में वातावरण लगभग "शुष्क" होता है। वसंत ऋतु में इसमें जल वाष्प दिखाई देता है, और सतह के तापमान में परिवर्तन के बाद, गर्मियों के मध्य तक इसकी मात्रा अधिकतम तक पहुंच जाती है। ग्रीष्म-शरद ऋतु की अवधि के दौरान, जल वाष्प धीरे-धीरे पुनर्वितरित होता है, और इसकी अधिकतम सामग्री उत्तरी ध्रुवीय क्षेत्र से भूमध्यरेखीय अक्षांशों तक चली जाती है। इसी समय, वायुमंडल में कुल वैश्विक वाष्प सामग्री (वाइकिंग -1 डेटा के अनुसार) लगभग स्थिर रहती है और बर्फ के 1.3 किमी 3 के बराबर होती है। उत्तरी अवशिष्ट ध्रुवीय टोपी के आसपास के अंधेरे क्षेत्र में गर्मियों में एच 2 ओ (अवक्षेपित पानी का 100 माइक्रोन, 0.2 वोल्ट% के बराबर) की अधिकतम सामग्री दर्ज की गई थी - वर्ष के इस समय ध्रुवीय टोपी की बर्फ के ऊपर का वातावरण आमतौर पर संतृप्ति के करीब होता है।

    दक्षिणी गोलार्ध में वसंत-गर्मियों की अवधि में, जब धूल भरी आंधियां सबसे अधिक सक्रिय रूप से बनती हैं, तो दैनिक या अर्ध-दैनिक वायुमंडलीय ज्वार देखे जाते हैं - सतह के पास दबाव में वृद्धि और इसके ताप के जवाब में वातावरण का थर्मल विस्तार।

    ऋतुओं का परिवर्तन ऊपरी वायुमंडल को भी प्रभावित करता है - तटस्थ घटक (थर्मोस्फीयर) और प्लाज्मा (आयनोस्फीयर) दोनों, और इस कारक को सौर चक्र के साथ ध्यान में रखा जाना चाहिए, और यह ऊपरी की गतिशीलता का वर्णन करने के कार्य को जटिल बनाता है। वायुमंडल।

    दीर्घकालिक परिवर्तन

    यह सभी देखें

    टिप्पणियाँ

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मंगल का वातावरण पृथ्वी के 1% से भी कम है, इसलिए यह ग्रह को सौर विकिरण से नहीं बचाता है और सतह पर गर्मी बरकरार नहीं रखता है। इसका वर्णन करने का यह सबसे छोटा तरीका है, लेकिन आइए इस पर करीब से नज़र डालें।

मंगल ग्रह के वायुमंडल की खोज ग्रह पर स्वचालित इंटरप्लेनेटरी स्टेशनों की उड़ान से पहले ही की गई थी। ग्रह के विरोधों के लिए धन्यवाद, जो हर तीन साल में होता है और वर्णक्रमीय विश्लेषण, खगोलविदों को 19 वीं शताब्दी में पहले से ही पता था कि इसकी एक बहुत ही सजातीय संरचना है, जिसमें से 95% से अधिक CO2 है।

वाइकिंग लैंडर 1 लैंडर से मंगल ग्रह के आकाश का रंग। सोल 1742 (मंगल दिवस) पर, एक धूल भरी आंधी दिखाई देती है।

20वीं शताब्दी में, अंतरग्रहीय जांचों के लिए धन्यवाद, हमने सीखा कि मंगल का वातावरण और उसका तापमान आपस में दृढ़ता से जुड़े हुए हैं, क्योंकि आयरन ऑक्साइड के सबसे छोटे कणों के स्थानांतरण के कारण, विशाल धूल भरी आंधियां उठती हैं जो ग्रह के आधे हिस्से को कवर कर सकती हैं, जिससे रास्ते में इसका तापमान।

अनुमानित रचना

ग्रह के गैसीय आवरण में 95% कार्बन डाइऑक्साइड, 3% नाइट्रोजन, 1.6% आर्गन और थोड़ी मात्रा में ऑक्सीजन, जल वाष्प और अन्य गैसें शामिल हैं। इसके अलावा, यह बहुत भारी मात्रा में धूल के बारीक कणों (ज्यादातर आयरन ऑक्साइड) से भरा होता है, जो इसे लाल रंग देता है। आयरन ऑक्साइड के कणों के बारे में जानकारी के लिए धन्यवाद, इस प्रश्न का उत्तर देना बिल्कुल भी मुश्किल नहीं है कि वातावरण किस रंग का है।

कार्बन डाईऑक्साइड

अंधेरे टीले जमे हुए कार्बन डाइऑक्साइड के ऊर्ध्वपातन का परिणाम हैं, जो वसंत ऋतु में पिघल गया और ऐसे निशानों को पीछे छोड़ते हुए दुर्लभ वातावरण में चला गया।

लाल ग्रह का वातावरण कार्बन डाइऑक्साइड से क्यों बना है? ग्रह पर अरबों वर्षों से प्लेट टेक्टोनिक्स नहीं है। प्लेट गति की कमी ने ज्वालामुखीय हॉटस्पॉट को लाखों वर्षों तक सतह पर मैग्मा उगलने की अनुमति दी है। कार्बन डाइऑक्साइड भी विस्फोट का एक उत्पाद है और एकमात्र गैस है जिसकी वायुमंडल द्वारा लगातार पूर्ति की जाती है, वास्तव में, यही इसके अस्तित्व का एकमात्र कारण है। इसके अलावा, ग्रह ने अपना चुंबकीय क्षेत्र खो दिया, जिसने इस तथ्य में योगदान दिया कि हल्की गैसों को सौर हवा द्वारा दूर ले जाया गया। लगातार विस्फोटों के कारण कई बड़े ज्वालामुखी पर्वत प्रकट हो गये हैं। माउंट ओलंपस सौर मंडल का सबसे बड़ा पर्वत है।

वैज्ञानिकों का मानना ​​है कि लगभग 4 अरब साल पहले मंगल ग्रह ने अपना मैग्नेटोस्फियर खो दिया था, जिसके कारण उसने अपना पूरा वातावरण खो दिया। एक समय, ग्रह का गैसीय आवरण सघन था और मैग्नेटोस्फीयर ग्रह को सौर हवा से बचाता था। सौर वायु, वायुमंडल और मैग्नेटोस्फीयर आपस में मजबूती से जुड़े हुए हैं। सौर कण आयनमंडल के साथ संपर्क करते हैं और इससे अणुओं को दूर ले जाते हैं, जिससे घनत्व कम हो जाता है। यही इस सवाल की कुंजी है कि माहौल कहां चला गया है। इन आयनित कणों का पता मंगल ग्रह के पीछे अंतरिक्ष में अंतरिक्ष यान द्वारा लगाया गया है। इसके परिणामस्वरूप सतह पर औसत दबाव 600 Pa होता है, जबकि पृथ्वी पर औसत दबाव 101,300 Pa होता है।

मीथेन

मीथेन की अपेक्षाकृत बड़ी मात्रा अपेक्षाकृत हाल ही में खोजी गई है। इस अप्रत्याशित खोज से पता चला कि वायुमंडल में प्रति बिलियन मीथेन का 30 भाग मौजूद है। यह गैस ग्रह के विभिन्न क्षेत्रों से आती है। आंकड़े बताते हैं कि मीथेन के दो मुख्य स्रोत हैं।

सूर्यास्त, आकाश का नीला रंग, आंशिक रूप से, मीथेन की उपस्थिति के कारण होता है

ऐसा माना जाता है कि मंगल ग्रह प्रति वर्ष लगभग 270 टन मीथेन का उत्पादन करता है। ग्रह की परिस्थितियों के अनुसार मीथेन लगभग 6 महीने में तेजी से नष्ट हो जाती है। मीथेन को पता लगाने योग्य मात्रा में मौजूद रखने के लिए, सतह के नीचे सक्रिय स्रोत होने चाहिए। ज्वालामुखीय गतिविधि और सर्पिनाइजेशन मीथेन निर्माण के सबसे संभावित कारण हैं।

वैसे, मीथेन उन कारणों में से एक है जिसके कारण सूर्यास्त के समय ग्रह का वातावरण नीला होता है। मीथेन अन्य रंगों की तुलना में नीले रंग को बेहतर तरीके से फैलाता है।

मीथेन जीवन का उप-उत्पाद है और ज्वालामुखी, भूतापीय प्रक्रियाओं और जलतापीय गतिविधि का परिणाम भी है। मीथेन एक अस्थिर गैस है, इसलिए ग्रह पर एक स्रोत होना चाहिए जो लगातार इसकी भरपाई करता हो। यह बहुत सक्रिय होना चाहिए क्योंकि अध्ययनों से पता चला है कि मीथेन एक वर्ष से भी कम समय में नष्ट हो जाती है।

मात्रात्मक रचना

वायुमंडल की रासायनिक संरचना: यह 95% से अधिक कार्बन डाइऑक्साइड से बना है, सटीक कहें तो 95.32%। गैसों का वितरण इस प्रकार किया जाता है:

कार्बन डाइऑक्साइड 95.32%
नाइट्रोजन 2.7%
आर्गन 1.6%
ऑक्सीजन 0.13%
कार्बन मोनोऑक्साइड 0.07%
जल वाष्प 0.03%
नाइट्रिक ऑक्साइड 0.0013%

संरचना

वायुमंडल को चार मुख्य परतों में विभाजित किया गया है: निचला, मध्य, ऊपरी और बाह्यमंडल। निचली परतें एक गर्म क्षेत्र (तापमान लगभग 210 K) हैं। यह हवा में धूल (धूल 1.5 µm के पार) और सतह से थर्मल विकिरण द्वारा गर्म होता है।

यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि, बहुत अधिक दुर्लभता के बावजूद, ग्रह के गैसीय आवरण में कार्बन डाइऑक्साइड की सांद्रता हमारी तुलना में लगभग 23 गुना अधिक है। इसलिए, मंगल का वातावरण इतना अनुकूल नहीं है, न केवल लोगों के लिए, बल्कि अन्य स्थलीय जीवों के लिए भी इसमें सांस लेना असंभव है।

मध्यम - पृथ्वी के समान। वायुमंडल की ऊपरी परतें सौर वायु से गर्म हो जाती हैं और वहां का तापमान सतह की तुलना में बहुत अधिक होता है। यह गर्मी गैस को गैस आवरण छोड़ने का कारण बनती है। बहिर्मंडल सतह से लगभग 200 किमी दूर शुरू होता है और इसकी कोई स्पष्ट सीमा नहीं होती है। जैसा कि आप देख सकते हैं, स्थलीय ग्रह के लिए ऊंचाई में तापमान का वितरण काफी अनुमानित है।

मंगल ग्रह पर मौसम

मंगल ग्रह पर पूर्वानुमान आमतौर पर बहुत खराब है। आप मंगल ग्रह पर मौसम का पूर्वानुमान देख सकते हैं। मौसम हर दिन और कभी-कभी तो हर घंटे बदलता रहता है। यह उस ग्रह के लिए असामान्य लगता है जिसका वायुमंडल पृथ्वी का केवल 1% है। इसके बावजूद, मंगल की जलवायु और ग्रह का सामान्य तापमान एक दूसरे को उतनी ही दृढ़ता से प्रभावित करते हैं जितना वे पृथ्वी पर करते हैं।

तापमान

गर्मियों में, भूमध्य रेखा पर दिन का तापमान 20 डिग्री सेल्सियस तक पहुँच सकता है। रात में, तापमान -90 C तक गिर सकता है। एक दिन में 110 डिग्री का अंतर धूल के शैतान और धूल भरी आंधियां पैदा कर सकता है जो कई हफ्तों तक पूरे ग्रह को अपनी चपेट में ले लेता है। सर्दियों का तापमान बेहद कम -140 C. होता है। कार्बन डाइऑक्साइड जम जाती है और सूखी बर्फ में बदल जाती है। मंगल ग्रह का उत्तरी ध्रुव सर्दियों में एक मीटर सूखी बर्फ से ढका रहता है, जबकि दक्षिणी ध्रुव स्थायी रूप से आठ मीटर सूखी बर्फ से ढका रहता है।

बादलों

चूंकि सूर्य और सौर हवा से विकिरण लगातार ग्रह पर बमबारी कर रहा है, तरल पानी मौजूद नहीं हो सकता है, इसलिए मंगल पर बारिश नहीं होती है। हालाँकि, कभी-कभी बादल दिखाई देते हैं और बर्फ गिरने लगती है। मंगल ग्रह पर बादल बहुत छोटे और पतले हैं।

वैज्ञानिकों का मानना ​​है कि उनमें से कुछ पानी के छोटे कणों से बने हैं। वायुमंडल में थोड़ी मात्रा में जलवाष्प मौजूद है। पहली नज़र में ऐसा लग सकता है कि ग्रह पर बादल मौजूद नहीं हो सकते।

और फिर भी मंगल ग्रह पर बादलों के बनने की स्थितियाँ हैं। ग्रह इतना ठंडा है कि इन बादलों का पानी कभी बारिश के रूप में नहीं, बल्कि ऊपरी वायुमंडल में बर्फ के रूप में गिरता है। वैज्ञानिकों ने इसे कई बार देखा है, और इसका कोई सबूत नहीं है कि बर्फ सतह तक नहीं पहुंचती है।

धूल

यह देखना काफी आसान है कि वातावरण तापमान शासन को कैसे प्रभावित करता है। सबसे अधिक खुलासा करने वाली घटना धूल भरी आंधियां हैं जो ग्रह को स्थानीय स्तर पर गर्म करती हैं। वे ग्रह पर तापमान के अंतर के कारण होते हैं, और सतह हल्की धूल से ढकी होती है, जो इतनी कमजोर हवा से भी उठ जाती है।

ये तूफ़ान सौर पैनलों को धूल चटा देते हैं, जिससे ग्रह का दीर्घकालिक अन्वेषण असंभव हो जाता है। सौभाग्य से, तूफान हवा के साथ बारी-बारी से पैनलों पर जमा धूल उड़ाते रहते हैं। लेकिन क्यूरियोसिटी का वातावरण हस्तक्षेप करने में सक्षम नहीं है, उन्नत अमेरिकी रोवर एक परमाणु थर्मल जनरेटर से सुसज्जित है और अन्य सौर ऊर्जा संचालित अवसर रोवर के विपरीत, सूरज की रोशनी में रुकावटें इसके लिए भयानक नहीं हैं।

ऐसा रोवर किसी भी धूल भरी आंधी से नहीं डरता

कार्बन डाईऑक्साइड

जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, लाल ग्रह का गैसीय आवरण 95% कार्बन डाइऑक्साइड है। यह जम सकता है और सतह पर गिर सकता है। वायुमंडलीय कार्बन डाइऑक्साइड का लगभग 25% ध्रुवीय टोपी में ठोस बर्फ (सूखी बर्फ) के रूप में संघनित होता है। यह इस तथ्य के कारण है कि सर्दियों की अवधि के दौरान मंगल ग्रह का ध्रुव सूर्य के प्रकाश के संपर्क में नहीं आता है।

जब सूर्य की रोशनी दोबारा ध्रुवों पर पड़ती है तो बर्फ गैसीय रूप में बदल जाती है और वापस वाष्पित हो जाती है। इस प्रकार, वर्ष भर में दबाव में महत्वपूर्ण परिवर्तन होता है।

धूल शैतान

डस्ट डेविल 12 किलोमीटर ऊँचा और 200 मीटर व्यास वाला

यदि आप कभी किसी रेगिस्तानी इलाके में गए हों, तो आपने धूल के छोटे-छोटे शैतान देखे होंगे जो कहीं से भी निकलते प्रतीत होते हैं। मंगल ग्रह पर धूल के शैतान पृथ्वी की तुलना में कुछ अधिक अशुभ हैं। हमारी तुलना में लाल ग्रह के वातावरण का घनत्व 100 गुना कम है। इसलिए, बवंडर बवंडर की तरह ही होते हैं, जो हवा में कई किलोमीटर ऊंचे और सैकड़ों मीटर चौड़े होते हैं। यह आंशिक रूप से इस तथ्य को स्पष्ट करता है कि, हमारे ग्रह की तुलना में, वातावरण लाल है - धूल भरी आंधियां और आयरन ऑक्साइड से निकलने वाली महीन धूल। इसके अलावा, ग्रह के गैस आवरण का रंग सूर्यास्त के समय बदल सकता है, जब सूर्य अस्त होता है, तो मीथेन प्रकाश के नीले हिस्से को बाकी हिस्सों की तुलना में अधिक बिखेरता है, इसलिए ग्रह पर सूर्यास्त नीला होता है।

शुक्र की तरह मंगल भी पृथ्वी जैसे ग्रह हैं। उनमें बहुत सी समानताएं हैं, लेकिन मतभेद भी हैं। वैज्ञानिकों ने मंगल ग्रह पर जीवन खोजने की उम्मीद नहीं खोई है, साथ ही पृथ्वी के इस "रिश्तेदार" का भू-निर्माण भी किया है, भले ही सुदूर भविष्य में। लाल ग्रह के लिए यह कार्य शुक्र की तुलना में आसान दिखता है। दुर्भाग्य से, मंगल का चुंबकीय क्षेत्र बहुत कमजोर है, जो मामलों को जटिल बनाता है। तथ्य यह है कि चुंबकीय क्षेत्र की लगभग पूर्ण अनुपस्थिति के कारण, सौर हवा का ग्रह के वातावरण पर बहुत मजबूत प्रभाव पड़ता है। इससे वायुमंडलीय गैसों का अपव्यय होता है, जिससे प्रतिदिन लगभग 300 टन वायुमंडलीय गैसें अंतरिक्ष में चली जाती हैं।

विशेषज्ञों के अनुसार, यह सौर हवा ही थी जिसके कारण अरबों वर्षों में मंगल ग्रह के वायुमंडल का लगभग 90% फैलाव हुआ। परिणामस्वरूप, मंगल की सतह पर दबाव 0.7-1.155 kPa (पृथ्वी का 1/110, पृथ्वी पर ऐसा दबाव सतह से तीस किलोमीटर की ऊँचाई तक बढ़ने पर देखा जा सकता है) है।

मंगल ग्रह पर वायुमंडल मुख्य रूप से कार्बन डाइऑक्साइड (95%) के साथ नाइट्रोजन, आर्गन, ऑक्सीजन और कुछ अन्य गैसों के छोटे मिश्रण से बना है। दुर्भाग्य से, लाल ग्रह पर वायुमंडल का दबाव और संरचना स्थलीय जीवों के लिए लाल ग्रह पर सांस लेना असंभव बना देती है। संभवतः कुछ सूक्ष्म जीव जीवित तो रह सकेंगे, परंतु वे ऐसी परिस्थितियों में सहज महसूस नहीं कर पायेंगे।

वायुमंडल की संरचना ऐसी कोई समस्या नहीं है। यदि मंगल ग्रह पर वायुमंडलीय दबाव पृथ्वी के दबाव का आधा या एक तिहाई होता, तो उपनिवेशवासी या मार्सोनॉट्स दिन और वर्ष के कुछ निश्चित समय में ग्रह की सतह पर बिना स्पेससूट के, केवल एक श्वास उपकरण का उपयोग करके रह सकते थे। कई स्थलीय जीव भी मंगल ग्रह पर अधिक आरामदायक महसूस करेंगे।

नासा का मानना ​​है कि अगर मंगल को सौर हवा से बचाया जाए तो पृथ्वी के पड़ोसी पर वायुमंडल का दबाव बढ़ना संभव है। यह सुरक्षा एक चुंबकीय क्षेत्र द्वारा प्रदान की जाती है। पृथ्वी पर, यह तथाकथित हाइड्रोडायनामिक डायनेमो तंत्र के कारण मौजूद है। ग्रह के तरल कोर में विद्युत प्रवाहकीय पदार्थ (पिघला हुआ लोहा) की धाराएँ लगातार घूम रही हैं, जिसके कारण विद्युत धाराएँ उत्तेजित होती हैं, जो चुंबकीय क्षेत्र बनाती हैं। पृथ्वी के कोर में आंतरिक प्रवाह असममित है, जिससे चुंबकीय क्षेत्र में वृद्धि होती है। पृथ्वी का मैग्नेटोस्फीयर विश्वसनीय रूप से वायुमंडल को सौर हवा से "उड़ने" से बचाता है।

मंगल के लिए चुंबकीय ढाल बनाने की परियोजना के लेखकों की गणना के अनुसार, द्विध्रुव, एक पर्याप्त मजबूत चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करेगा जो सौर हवा को ग्रह तक पहुंचने की अनुमति नहीं देगा।

दुर्भाग्य से मनुष्यों के लिए, मंगल (और शुक्र) पर कोई निरंतर शक्तिशाली चुंबकीय क्षेत्र नहीं है, केवल कमजोर निशान दर्ज किए जाते हैं। मार्स ग्लोबल सर्वेयर के लिए धन्यवाद, मंगल की परत के नीचे चुंबकीय सामग्री का पता लगाना संभव हो सका। नासा का मानना ​​है कि ये विसंगतियाँ एक बार चुंबकीय कोर के प्रभाव में बनी थीं और ग्रह द्वारा अपना क्षेत्र खो देने के बाद भी उन्होंने अपने चुंबकीय गुणों को बरकरार रखा था।

चुंबकीय ढाल कहां से प्राप्त करें

नासा के विज्ञान निदेशक जिम ग्रीन का मानना ​​है कि मंगल के प्राकृतिक चुंबकीय क्षेत्र को किसी भी स्थिति में, अभी या यहां तक ​​कि बहुत दूर के भविष्य में भी बहाल नहीं किया जा सकता है, मानवता इसे बर्दाश्त नहीं कर सकती है। लेकिन आप एक कृत्रिम क्षेत्र बना सकते हैं. सच है, मंगल ग्रह पर नहीं, बल्कि उसके बगल में। प्लैनेटरी साइंस विज़न 2050 कार्यशाला में "अनुसंधान और विज्ञान के लिए मंगल ग्रह के पर्यावरण का भविष्य" पर बोलते हुए, ग्रीन ने एक चुंबकीय ढाल के निर्माण का प्रस्ताव रखा। यह ढाल, मार्स एल1, जैसा कि परियोजना के लेखकों ने कल्पना की है, मंगल ग्रह को सौर हवा से बंद कर देगी, और ग्रह अपने वातावरण को बहाल करना शुरू कर देगा। इस ढाल को मंगल और सूर्य के बीच रखने की योजना है, जहां यह एक स्थिर कक्षा में होगी। एक विशाल द्विध्रुव या दो समान और विपरीत आवेशित चुम्बकों का उपयोग करके एक क्षेत्र बनाने की योजना बनाई गई है।

नासा का चित्र दिखाता है कि एक चुंबकीय ढाल मंगल ग्रह को सौर हवा के प्रभाव से कैसे बचाएगी

विचार के लेखकों ने कई सिमुलेशन मॉडल बनाए, जिनमें से प्रत्येक ने दिखाया कि चुंबकीय ढाल के प्रक्षेपण के दौरान, मंगल पर दबाव पृथ्वी के आधे तक पहुंच जाएगा। विशेष रूप से, मंगल के ध्रुवों पर कार्बन डाइऑक्साइड वाष्पित होकर ठोस चरण से गैस में बदल जाएगी। समय के साथ, ग्रीनहाउस प्रभाव स्वयं प्रकट होगा, मंगल ग्रह पर यह गर्म होना शुरू हो जाएगा, ग्रह की सतह के कई स्थानों पर जो बर्फ है वह पिघल जाएगी और ग्रह पानी से ढक जाएगा। ऐसा माना जाता है कि ऐसी स्थितियाँ लगभग 3.5 अरब वर्ष पहले मंगल ग्रह पर मौजूद थीं।

बेशक, यह आज की परियोजना नहीं है, लेकिन शायद अगली सदी में लोग इस विचार को साकार कर सकेंगे और मंगल ग्रह को टेराफॉर्म कर अपने लिए दूसरा घर बना सकेंगे।

मंगल ग्रह पर उपनिवेशीकरण का युग निकट आ रहा है। नासा ने 2020 की गर्मियों में लाल ग्रह पर पहले अभियान की योजना बनाई है और इसके लिए लगभग दो अरब अमेरिकी डॉलर आवंटित किए गए हैं। इस पृष्ठभूमि में, ऑक्सीजन का उत्पादन करने की आवश्यकता थी, जो अंतरिक्ष यात्रियों के लिए अंतरिक्ष स्टेशन पर रहने के लिए वस्तुतः महत्वपूर्ण है। गणना से पता चला है कि पृथ्वी से मानव जीवन के लिए मुख्य गैस का परिवहन बहुत महंगा है। यह इस विषय पर वैज्ञानिकों के चिंतन की शुरुआत थी: क्या मंगल ग्रह पर ऑक्सीजन है और, यदि यह पर्याप्त नहीं है, तो इसका "आविष्कार" कैसे किया जाए।

मंगल ग्रह के वायुमंडल में कितनी ऑक्सीजन है?

घटनाओं से पहले, हम तुरंत दर्शाते हैं: मंगल ग्रह पर ऑक्सीजन है, लेकिन शुद्ध रूप में इसकी मात्रा केवल 0.13% है। एक बार मंगल ग्रह की हवा में सांस लेने से व्यक्ति तुरंत मर जाएगा। लाल ग्रह में अधिकांश ऑक्सीजन कार्बन डाइऑक्साइड के रूप में मौजूद है, जो मंगल के वायुमंडल का 95% हिस्सा बनाता है। बाकी है:

• 1.6% आर्गन;
• 3% नाइट्रोजन;
• 0.27% - अवशिष्ट जल वाष्प और अन्य गैसें।

ऑक्सीजन आयरन ऑक्साइड के रूप में भी मौजूद हो सकती है, जो ग्रह को लाल रंग देती है।

हालाँकि, वैज्ञानिकों का सुझाव है कि बहुत समय पहले, मंगल ग्रह के आसपास की गैसों में बहुत अधिक मात्रा में ऑक्सीजन थी, और पृथ्वी के लाल ग्रह में न बदलने का एकमात्र कारण पौधे हैं जो लगातार कार्बन डाइऑक्साइड से कार्बन को अवशोषित करते हैं। यह पारिस्थितिकी तंत्र है जो वह हवा पैदा करता है जिसमें हम सांस लेते हैं। यदि मंगल ग्रह सूर्य के करीब होता (तरल पानी के लिए पर्याप्त गर्म) और घना वातावरण धारण करने के लिए पर्याप्त बड़ा होता, तो पृथ्वी जैसे पौधे वहां उग सकते थे। लेकिन वर्तमान परिस्थितियों में, पौधों को विशेष गुंबद, हीटिंग, पानी और कृत्रिम प्रकाश की आवश्यकता होगी।

आप मंगल ग्रह पर ऑक्सीजन कैसे प्राप्त कर सकते हैं?

यह मानते हुए कि मंगल पर ऑक्सीजन कोई सामान्य घटना नहीं है, वैज्ञानिक इसके प्रजनन की समस्या का समाधान कर रहे हैं। लाल ग्रह पर वायु उत्पन्न करने के लिए तीन मुख्य तरीके प्रस्तावित किए गए हैं:

• बैक्टीरिया की मदद से जो कार्बन डाइऑक्साइड से हवा को अवशोषित कर सकते हैं।
• मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी MOXIE द्वारा प्रस्तावित एक ईंधन सेल।
• कम तापमान वाले प्लाज्मा का उपयोग, जो आयनित गैस में निहित कणों की मदद से ऑक्सीजन आयन निकालने में सक्षम है।

किसी अनुसंधान स्टेशन के सुचारू संचालन के लिए मंगल पर हवा आवश्यक है। इसका पुनरुत्पादन अंतरिक्ष यात्रियों को न केवल सांस लेने की अनुमति देगा, बल्कि पृथ्वी पर लौटने के लिए रॉकेट को ईंधन भी देगा। यह ध्यान में रखते हुए कि मंगल ग्रह की वायु और वायुमंडल की संरचना पृथ्वी से काफी भिन्न है, और परिवहन बहुत महंगा होगा, O2 प्राप्त करने के सूचीबद्ध तरीके नए ग्रहों के विकास में वास्तव में एक प्रमुख घटना बन जाएंगे।

ऑक्सीजन बनाने के लिए बैक्टीरिया

आइए अब बारीकी से देखें कि मंगल ग्रह पर हवा कैसे निकाली जाए। लाल ग्रह पर O2 प्राप्त करने के लिए एक बहुत ही दिलचस्प विकास टेकशॉट एयरोस्पेस डेवलपमेंट कॉरपोरेशन है। उन्होंने सुझाव दिया कि ऑक्सीजन बैक्टीरिया के माध्यम से प्राप्त किया जा सकता है जो उस गैस को अवशोषित करने में सक्षम है जिसकी किसी व्यक्ति को कार्बन डाइऑक्साइड से आवश्यकता होती है। मंगल ग्रह की सतह पर वायुमंडल, दैनिक चक्र तथा विकिरण का अनुकरण करते हुए एक कमरा बनाया गया, जिसमें उल्लिखित सिद्धांत की सफलतापूर्वक पुष्टि की गई।

ऑक्सीजन उत्पादन की यह विधि वैश्विक महत्व की है। सबसे पहले, ऐसे बैक्टीरिया के परिवहन के लिए कम लागत और जगह की आवश्यकता होती है। दूसरे, पृथ्वी और मंगल की सापेक्ष कक्षाओं के कारण, आपूर्ति हर 500 दिनों में केवल एक बार वितरित की जाएगी, जिससे लाल ग्रह पर बसने के लिए वायु उत्पादन लगभग आवश्यक हो जाएगा। बदले में, बर्फ या पानी से ऑक्सीजन के उत्पादन का प्रस्ताव करना संभव है। हालाँकि, सांस लेने के लिए आवश्यक गैस को मुक्त करने के लिए जल संसाधन बहुत मूल्यवान हैं।

मोक्सी प्रयोग

अभियान का मुख्य उद्देश्य जीवन के लिए मंगल ग्रह की उपयुक्तता का अध्ययन करना है। इस प्रयोजन के लिए, परमाणु रोवर क्यूरियोसिटी को सौर मंडल के चौथे ग्रह पर भेजा जाता है, जिसे न केवल लाल ग्रह पर खोज करने की आवश्यकता होती है, बल्कि यह भी कि अंतरिक्ष यात्रियों को वापसी यात्रा के लिए पर्याप्त ऑक्सीजन मिले। इसका समाधान मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी MOXIE द्वारा खोजा गया था। उनके विकास का परिणाम एक ईंधन सेल होना चाहिए, जो इलेक्ट्रोलिसिस के माध्यम से CO2, कार्बन मोनोऑक्साइड और ऑक्सीजन को अलग करने में सक्षम हो, जिसे बाद में भंडारण के लिए भेजा जाता है। अन्य वैज्ञानिक विकासों की पृष्ठभूमि में, MOXIE इस मायने में अलग है कि इसका उद्देश्य व्यावहारिक परीक्षण है। उनकी योजनाओं में मंगल ग्रह पर एक स्वचालित विनिर्माण सुविधा स्थापित करना शामिल है जो आने वाले अंतरिक्ष यात्रियों के लिए ऑक्सीजन का पूर्व-उत्पादन करेगी।

ऑक्सीजन उत्पादन के लिए प्लाज्मा प्रौद्योगिकी

पुर्तगाल के वैज्ञानिकों का सुझाव है कि गैर-संतुलन प्लाज्मा के माध्यम से विघटन प्रतिक्रिया के लिए मंगल ग्रह सबसे अनुकूल स्थान है। लाल ग्रह के वायुमंडलीय क्षेत्र में थर्मोबेरिक संकेतकों का अंतराल पृथ्वी की तुलना में अधिक ठोस उतार-चढ़ाव पैदा करने में सक्षम है, जिससे अणुओं का असममित खिंचाव होता है। यही बात मंगल को प्रयोग के लिए अधिक आकर्षक ग्रह बनाती है। ऑक्सीजन के अलावा, अणुओं के प्लाज्मा पृथक्करण का उत्पाद कार्बन मोनोऑक्साइड हो सकता है, जिसका उपयोग रॉकेट ईंधन के रूप में किया जाएगा। प्रोजेक्ट लीडर, वास्को गुएरा का मानना ​​है कि मंगल ग्रह के दिन हर पच्चीस घंटे में 4 घंटे के लिए 8-16 किलोग्राम हवा का उत्पादन करने के लिए केवल 150-200 डब्ल्यू की आवश्यकता होगी।

विशेषताएँ:मंगल का वातावरण पृथ्वी के वातावरण की तुलना में पतला है। संरचना में, यह शुक्र के वातावरण जैसा दिखता है और इसमें 95% कार्बन डाइऑक्साइड होता है। नाइट्रोजन और आर्गन का योगदान लगभग 4% है। मंगल ग्रह के वायुमंडल में ऑक्सीजन और जल वाष्प 1% से कम है (सटीक संरचना देखें)। सतह स्तर पर वायुमंडल का औसत दबाव लगभग 6.1 एमबार है। यह शुक्र की तुलना में 15,000 गुना कम है, और पृथ्वी की सतह की तुलना में 160 गुना कम है। सबसे गहरे अवसादों में दबाव 10 एमबार तक पहुँच जाता है।
मंगल ग्रह पर औसत तापमान पृथ्वी की तुलना में बहुत कम है - लगभग -40 डिग्री सेल्सियस। गर्मियों में ग्रह के आधे हिस्से में सबसे अनुकूल परिस्थितियों में, हवा 20 डिग्री सेल्सियस तक गर्म हो जाती है - निवासियों के लिए काफी स्वीकार्य तापमान पृथ्वी का। लेकिन सर्दियों की रात में, ठंढ -125 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच सकती है। सर्दियों के तापमान पर, कार्बन डाइऑक्साइड भी जम जाता है, सूखी बर्फ में बदल जाता है। तापमान में इतनी तेज गिरावट इस तथ्य के कारण होती है कि मंगल का दुर्लभ वातावरण लंबे समय तक गर्मी बरकरार रखने में सक्षम नहीं है। परावर्तक दूरबीन के फोकस पर रखे गए थर्मामीटर का उपयोग करके मंगल के तापमान का पहला माप 1920 के दशक की शुरुआत में किया गया था। 1922 में डब्लू. लैम्प्लैंड द्वारा किए गए मापन से मंगल की सतह का औसत तापमान -28°C, ई. पेटिट और एस. निकोलसन द्वारा 1924 में -13°C प्राप्त हुआ। 1960 में कम मूल्य प्राप्त हुआ था। डब्ल्यू. सिंटन और जे. स्ट्रॉन्ग: -43°C. बाद में, 50 और 60 के दशक में। दिन के विभिन्न मौसमों और समयों में, मंगल की सतह पर विभिन्न बिंदुओं पर कई तापमान माप एकत्र और सारांशित किए गए थे। इन मापों से, यह पता चला कि भूमध्य रेखा पर दिन के दौरान तापमान +27 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच सकता है, लेकिन सुबह तक यह -50 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच सकता है।

मंगल ग्रह पर तापमान के मरूद्यान भी हैं, "झील" फीनिक्स (सन पठार) और नूह की भूमि के क्षेत्रों में, तापमान में अंतर गर्मियों में -53 डिग्री सेल्सियस से + 22 डिग्री सेल्सियस और -103 डिग्री सेल्सियस से होता है। सर्दियों में -43°C. तो, मंगल ग्रह एक बहुत ठंडी दुनिया है, लेकिन वहां की जलवायु अंटार्कटिका की तुलना में अधिक कठोर नहीं है। जब वाइकिंग द्वारा ली गई मंगल की सतह की पहली तस्वीरें पृथ्वी पर प्रसारित की गईं, तो वैज्ञानिक यह देखकर बहुत आश्चर्यचकित हुए कि मंगल ग्रह का आकाश उम्मीद के मुताबिक काला नहीं, बल्कि गुलाबी था। यह पता चला कि हवा में लटकी धूल आने वाली सूरज की रोशनी का 40% अवशोषित कर लेती है, जिससे रंग प्रभाव पैदा होता है।
तूफानी धूल:हवाएँ तापमान अंतर की अभिव्यक्तियों में से एक हैं। ग्रह की सतह पर अक्सर तेज़ हवाएँ चलती हैं, जिनकी गति 100 मीटर/सेकेंड तक पहुँच जाती है। कम गुरुत्वाकर्षण, दुर्लभ वायु धाराओं को भी धूल के विशाल बादल उठाने की अनुमति देता है। कभी-कभी मंगल ग्रह पर काफी विशाल क्षेत्र भव्य धूल भरी आंधियों से ढक जाते हैं। अधिकतर ये ध्रुवीय टोपी के पास होते हैं। मंगल ग्रह पर एक वैश्विक धूल भरी आंधी ने मेरिनर 9 जांच से सतह की तस्वीरें लेने से रोक दिया। सितंबर 1971 से जनवरी 1972 तक इसका प्रकोप रहा, जिससे 10 किमी से अधिक की ऊंचाई पर लगभग एक अरब टन धूल वायुमंडल में फैल गई। धूल भरी आंधियां अक्सर बड़े विरोध की अवधि के दौरान आती हैं, जब दक्षिणी गोलार्ध में गर्मी पेरिहेलियन के माध्यम से मंगल के पारित होने के साथ मेल खाती है। तूफानों की अवधि 50-100 दिनों तक पहुँच सकती है। (पहले, सतह के बदलते रंग को मंगल ग्रह के पौधों की वृद्धि द्वारा समझाया गया था)।
धूल शैतान:धूल के शैतान मंगल ग्रह पर तापमान-संबंधी प्रक्रियाओं का एक और उदाहरण हैं। ऐसे बवंडर मंगल ग्रह पर बहुत बार प्रकट होते हैं। वे वातावरण में धूल उड़ाते हैं और तापमान अंतर के कारण उत्पन्न होते हैं। कारण: दिन के दौरान, मंगल की सतह काफी गर्म हो जाती है (कभी-कभी सकारात्मक तापमान तक), लेकिन सतह से 2 मीटर तक की ऊंचाई पर, वातावरण उतना ही ठंडा रहता है। इस तरह की गिरावट अस्थिरता का कारण बनती है, जिससे हवा में धूल उड़ती है - धूल के शैतान बनते हैं।
जल वाष्प:मंगल ग्रह के वायुमंडल में बहुत कम जलवाष्प है, लेकिन कम दबाव और तापमान पर, यह संतृप्ति के करीब की स्थिति में है, और अक्सर बादलों में एकत्रित हो जाता है। मंगल ग्रह के बादल पृथ्वी पर मौजूद बादलों की तुलना में अप्रभावी हैं। उनमें से केवल सबसे बड़े ही दूरबीन के माध्यम से दिखाई देते हैं, लेकिन अंतरिक्ष यान के अवलोकन से पता चला है कि मंगल ग्रह पर विभिन्न प्रकार के आकार और प्रकार के बादल हैं: सिरस, लहरदार, लीवार्ड (बड़े पहाड़ों के पास और बड़े क्रेटरों की ढलानों के नीचे, में) हवा से सुरक्षित स्थान)। तराई क्षेत्रों - घाटियों, घाटियों - और गड्ढों के नीचे दिन के ठंडे समय में अक्सर कोहरा छाया रहता है। 1979 की सर्दियों में वाइकिंग-2 लैंडिंग क्षेत्र में बर्फ की एक पतली परत गिर गई, जो कई महीनों तक पड़ी रही।
मौसम के:फिलहाल यह ज्ञात है कि सौर मंडल के सभी ग्रहों में से मंगल ग्रह पृथ्वी से सबसे अधिक मिलता जुलता है। इसका गठन लगभग 4.5 अरब वर्ष पहले हुआ था। मंगल के घूर्णन की धुरी उसके कक्षीय तल पर लगभग 23.9° झुकी हुई है, जो पृथ्वी की धुरी के झुकाव के बराबर है, जो कि 23.4° है, और इसलिए, पृथ्वी की तरह, वहाँ भी ऋतुओं का परिवर्तन होता है। ध्रुवीय क्षेत्रों में मौसमी परिवर्तन सबसे अधिक स्पष्ट होते हैं। सर्दियों में, ध्रुवीय टोपी एक महत्वपूर्ण क्षेत्र पर कब्जा कर लेती है। उत्तरी ध्रुवीय सीमा की सीमा ध्रुव से भूमध्य रेखा की एक तिहाई दूरी तक दूर जा सकती है, और दक्षिणी ध्रुव की सीमा इस दूरी से आधी दूरी तय करती है। यह अंतर इस तथ्य के कारण है कि उत्तरी गोलार्ध में सर्दी तब होती है जब मंगल अपनी कक्षा के पेरीहेलियन से गुजरता है, और दक्षिणी गोलार्ध में जब यह अपहेलियन से गुजरता है। इस कारण दक्षिणी गोलार्ध में सर्दियाँ उत्तरी गोलार्ध की तुलना में अधिक ठंडी होती हैं। और मंगल ग्रह के चार मौसमों में से प्रत्येक की अवधि सूर्य से उसकी दूरी के आधार पर भिन्न होती है। इसलिए, मंगल ग्रह के उत्तरी गोलार्ध में सर्दियाँ छोटी और अपेक्षाकृत "मध्यम" होती हैं, और गर्मियाँ लंबी, लेकिन ठंडी होती हैं। इसके विपरीत, दक्षिण में गर्मियाँ छोटी और अपेक्षाकृत गर्म होती हैं, और सर्दियाँ लंबी और ठंडी होती हैं।
वसंत की शुरुआत के साथ, ध्रुवीय टोपी "सिकुड़ना" शुरू हो जाती है, जिससे बर्फ के धीरे-धीरे गायब होने वाले द्वीप पीछे छूट जाते हैं। इसी समय, अंधेरे की एक तथाकथित लहर ध्रुवों से भूमध्य रेखा तक फैलती है। आधुनिक सिद्धांत इसे इस तथ्य से समझाते हैं कि वसंत हवाएं विभिन्न परावर्तक गुणों के साथ मेरिडियन के साथ मिट्टी के बड़े द्रव्यमान को ले जाती हैं।

जाहिर है, कोई भी टोपी पूरी तरह से गायब नहीं होती। अंतरग्रहीय जांचों की मदद से मंगल ग्रह की खोज शुरू होने से पहले, यह माना गया था कि इसके ध्रुवीय क्षेत्र जमे हुए पानी से ढके हुए थे। अधिक सटीक आधुनिक ज़मीन और अंतरिक्ष मापों में मंगल ग्रह की बर्फ की संरचना में जमी हुई कार्बन डाइऑक्साइड भी पाई गई है। गर्मियों में यह वाष्पित होकर वायुमंडल में प्रवेश कर जाता है। हवाएँ इसे विपरीत ध्रुवीय टोपी तक ले जाती हैं, जहाँ यह फिर से जम जाता है। कार्बन डाइऑक्साइड का यह चक्र और ध्रुवीय टोपी के विभिन्न आकार मंगल ग्रह के वायुमंडल के दबाव में परिवर्तनशीलता की व्याख्या करते हैं।
मंगल ग्रह का एक दिन, जिसे सोल कहा जाता है, 24.6 घंटे लंबा होता है और इसका वर्ष सोल 669 होता है।
जलवायु प्रभाव:मंगल ग्रह की मिट्टी में जीवन के आधार - तरल पानी और नाइट्रोजन और सल्फर जैसे तत्वों की उपस्थिति का प्रत्यक्ष प्रमाण खोजने के पहले प्रयास सफल नहीं रहे। 1976 में अमेरिकी वाइकिंग इंटरप्लेनेटरी स्टेशन द्वारा स्वचालित जैविक प्रयोगशाला (एबीएल) लेकर मंगल की सतह पर उतरने के बाद मंगल ग्रह पर किए गए एक एक्सोबायोलॉजिकल प्रयोग ने जीवन के अस्तित्व का सबूत नहीं दिया। अध्ययन की गई सतह पर कार्बनिक अणुओं की अनुपस्थिति सूर्य की तीव्र पराबैंगनी विकिरण के कारण हो सकती है, क्योंकि मंगल पर सुरक्षात्मक ओजोन परत नहीं है, और मिट्टी की ऑक्सीकरण संरचना है। इसलिए, मंगल ग्रह की सतह की ऊपरी परत (लगभग कुछ सेंटीमीटर मोटी) बंजर है, हालांकि एक धारणा है कि अरबों साल पहले की स्थितियां गहरी, उपसतह परतों में संरक्षित की गई हैं। इन धारणाओं की एक निश्चित पुष्टि हाल ही में पृथ्वी पर 200 मीटर की गहराई पर सूक्ष्मजीवों की खोज की गई - मीथेनोजेन जो हाइड्रोजन पर फ़ीड करते हैं और कार्बन डाइऑक्साइड को सांस लेते हैं। वैज्ञानिकों द्वारा विशेष रूप से किए गए एक प्रयोग से साबित हुआ कि ऐसे सूक्ष्मजीव मंगल ग्रह की कठोर परिस्थितियों में भी जीवित रह सकते हैं। खुले जल निकायों - नदियों, झीलों और शायद समुद्रों के साथ-साथ घने वातावरण वाले एक गर्म प्राचीन मंगल ग्रह की परिकल्पना पर दो दशकों से अधिक समय से चर्चा की गई है, क्योंकि यह बहुत मुश्किल होगा। मंगल ग्रह पर तरल पानी मौजूद रहने के लिए, इसका वातावरण वर्तमान से बहुत अलग होना होगा।

परिवर्तनशील मंगल ग्रह की जलवायु आधुनिक मंगल ग्रह एक बहुत ही दुर्गम दुनिया है। दुर्लभ वातावरण, जो सांस लेने के लिए भी अनुपयुक्त है, भयानक धूल भरी आंधियां, पानी की कमी और दिन और वर्ष के दौरान अचानक तापमान परिवर्तन - यह सब इंगित करता है कि मंगल ग्रह को आबाद करना इतना आसान नहीं होगा। लेकिन एक समय इस पर नदियाँ बहती थीं। क्या इसका मतलब यह है कि अतीत में मंगल ग्रह की जलवायु अलग थी? इस दावे के समर्थन में कई तथ्य हैं। सबसे पहले, बहुत पुराने क्रेटर व्यावहारिक रूप से मंगल ग्रह के चेहरे से मिटा दिए जाते हैं। आधुनिक वातावरण इतना विनाश नहीं कर सकता। दूसरे, बहते पानी के असंख्य निशान हैं, जो वायुमंडल की वर्तमान स्थिति में असंभव भी है। गड्ढों के निर्माण और क्षरण की दर के अध्ययन से यह स्थापित करना संभव हो गया कि लगभग 3.5 अरब साल पहले हवा और पानी ने उन्हें सबसे अधिक नष्ट कर दिया था। कई नालियों की उम्र लगभग समान है। दुर्भाग्य से, वर्तमान में यह स्पष्ट करना संभव नहीं है कि वास्तव में ऐसे गंभीर जलवायु परिवर्तन का कारण क्या है। आख़िरकार, मंगल ग्रह पर तरल पानी मौजूद रहने के लिए, इसका वातावरण वर्तमान से बहुत अलग होना चाहिए। शायद इसका कारण ग्रह के जीवन के पहले अरब वर्षों में उसके आंत्र से अस्थिर तत्वों की प्रचुर मात्रा में रिहाई या मंगल की गति की प्रकृति में परिवर्तन है। बड़ी विलक्षणता और विशाल ग्रहों से निकटता के कारण, मंगल की कक्षा, साथ ही ग्रह के घूर्णन अक्ष का झुकाव, अल्पकालिक और काफी दीर्घकालिक दोनों, मजबूत उतार-चढ़ाव का अनुभव कर सकता है। ये परिवर्तन मंगल ग्रह की सतह द्वारा अवशोषित सौर ऊर्जा की मात्रा में कमी या वृद्धि का कारण बनते हैं। अतीत में, जलवायु में तीव्र तापन का अनुभव हुआ होगा, जिसके कारण ध्रुवीय टोपी के वाष्पीकरण और भूमिगत बर्फ के पिघलने के कारण वायुमंडल का घनत्व बढ़ गया। मंगल ग्रह की जलवायु की परिवर्तनशीलता के बारे में धारणाओं की पुष्टि हबल स्पेस टेलीस्कोप के हालिया अवलोकनों से होती है। इससे पृथ्वी की कक्षा से मंगल ग्रह के वायुमंडल की विशेषताओं का बहुत सटीक माप करना और यहां तक ​​कि मंगल ग्रह के मौसम की भविष्यवाणी करना भी संभव हो गया। नतीजे अप्रत्याशित थे. वाइकिंग लैंडर्स (1976) की लैंडिंग के बाद से ग्रह की जलवायु बहुत बदल गई है: यह शुष्क और ठंडी हो गई है। शायद यह तेज़ तूफ़ान के कारण है, जो 70 के दशक की शुरुआत में हुआ था। वायुमंडल में बड़ी संख्या में छोटे-छोटे धूल के कण उड़ गए। इस धूल ने मंगल को ठंडा होने और बाहरी अंतरिक्ष में जल वाष्प के वाष्पीकरण को रोक दिया, लेकिन फिर जम गया और ग्रह अपनी सामान्य स्थिति में लौट आया।