Третье отличие Марса от Земли - удивительное разнообразие погодных и климатических циклов. Марсианский год составляет 687 земных суток. Угол наклона оси вращения Марса, определяющий смену времен года, очень близок к наклону земной оси. На Красной планете нет атмосферных осадков и океанов, столь важных для формирования погоды на Земле. В зависимости от времени года атмосферное давление (составляющее меньше 1% земного) изменяется в пределах 25%, что обусловлено конденсацией и сублимацией CO2 у полюсов. Разреженная атмосфера не в состоянии сгладить суточные колебания температуры, которые на поверхности Марса достигают 100°С. Термические свойства атмосферы зависят от наличия в ней частиц пыли и льда, поэтому динамика процессов, происходящих в атмосфере Марса, достаточно сложная. Погода характеризуется сильными ветрами, высокими ледяными облаками, туманами, заморозками, пылевыми смерчами и бурями.
Как и на Земле, штормовые ветры приходят из северных полярных широт. Крупнейшие пылевые бури обычно зарождаются весной в южном полушарии, когда планета быстро прогревается, и нередко бушуют над всей планетой. Mars Global Surveyor проследил развитие глобальной пылевой бури, которая началась в июне 2001 г. и длилась четыре месяца и была результатом слияния нескольких региональных бурь. Мейлин сравнил резкие климатические изменения в период пылевых бурь на Марсе с последствиями извержения вулкана Пинатубо в 1991 г., вызвавшими резкое похолодание на обширной территории.
Важную роль в динамике атмосферы играют полярные шапки. Наблюдения за их размером и формой свидетельствуют, что они в основном состоят из воды в твердом состоянии, а не из менее прочного сухого льда (твердого CO2), который не может сохранять куполообразную форму. Важное открытие: идет быстрое разрушение слоя сухого льда, покрывающего часть южной полярной шапки. Ясно, что эрозия не вечна, как и оседание и выдувание пыли. Должны быть другие циклические явления, связанные с изменениями орбиты Марса, которые вновь позволят появиться льду и пыли. Мейлин и Эджетт выдвинули предположение, что ветровая активность атмосферы в прошлом была значительно выше, а это еще раз подтверждает, что климат Марса меняется.
Четвертым важным отличием Марса от Земли является почти полное отсутствие воды в жидком состоянии. При существующей температуре и атмосферном давлении вода недолго остается на поверхности, однако может существовать в виде льда под слоем грунта в течение всего марсианского года, на что указывают характерные типы рельефа. Аппарат Mars Odyssey обнаружил лед на большей части Марса вне экваториальной зоны, а данные моделирования показывают, что он залегает на значительной глубине.
Впрочем, иногда вода все же течет на поверхности Марса. В 2000 г. Мейлин и Эджетт описали овраги, словно созданные водой. Было выдвинуто множество гипотез для объяснения их происхождения: выходы водоносных слоев (которые должны располагаться необъяснимо высоко на краях кратеров); фонтанирующие под давлением гейзеры; выбросы углекислого газа под большим давлением; вулканическое тепло на глубине. Позднее Филип Кристенсен (Philip Chrisstensen) из Аризонского университета обнаружил овраги, расположенные прямо под скоплениями снега и льда, образование которых связано с марсианскими климатическими циклами. В более холодные периоды склоны покрываются смесью снега и пыли, затем Солнце нагревает это теплоизолирующее одеяло, и появляется талая вода, которая стекает по склону, образуя мелкие овраги. В более теплые периоды лед тает и даже иногда полностью испаряется.
Несмотря на обилие воды, климат Марса засушлив, а минералогический состав грунта говорит об отсутствии воды на поверхности. На Земле в процессе выветривания с участием теплых текучих вод образовались почвы с высоким содержанием кварца, гидратированные глины и такие соли, как карбонат и сульфат кальция. На Марсе космические аппараты пока не обнаружили залежей этих минералов. Темные марсианские базальтовые дюны состоят в основном из пироксена и плагиоклаза, которые на Земле быстро выветриваются. Из вышесказанного можно заключить, что нынешняя холодная и сухая атмосфера Марса сформировалась уже давно.
|