Издали Марс выглядит рыжевато-красным из-за красной пыли , которая лежит на поверхности и поднимается ветрами в атмосферу . Отдельные участки поверхности могут иметь желтовато-коричневый цвет с примесью золотистого, бурого, рыжевато-коричневого и даже зеленого, в зависимости от цвета минералов . Уже в древности люди с лёгкостью отличали Марс по красной окраске от других планет, а также ассоциировали его с войной и слагали об этом всевозможные мифы . Египтяне называли Марс «Хар Дечер», что означало «красный». В Индии планета была известна под именами Ангарака или Лохитанга, оба названия подразумевали ярко-красный цвет, который можно было заметить невооруженным взглядом. Современные исследования показали, что не только поверхность имеет такой оттенок, но и небо планеты имеет свойство восприниматься глазом человека как красное.

Причина интенсивности красного цвета

В настоящее время ^{[ когда? ]} ученые ^{[ кто? ]} полагают, что только верхний слой поверхности Марса — красный. Планета выглядит рыжевато-красной в основном из-за повсеместного слоя пыли (частицы размером от 3 до 45 мкм ), толщина которого составляет всего несколько миллиметров .

Даже в таких местах, как, например, нагорье Фарсида , где слой красной пыли больше, чем в других районах планеты, его толщина все равно не превышает 2 м . Таким образом, красная пыль, по сути, является тончайшей оболочкой Марса и не распространяется на более глубокие слои марсианского грунта .

Марс выглядит красным вследствие оптических свойств наноразмерных частиц оксидов железа (npOx), которые преобладают в видимом участке спектра . Благодаря инфракрасным дистанционным датчикам спектрометра OMEGA автоматической межпланетной станции Европейского космического агентства Марс-экспресс удалось выяснить, что на планете существуют различные npOx минералы, однако в основном преобладает нанокристаллический красный гематит (α- Fe ₂ O ₃ ), который распространяется на 100 мкм в глубину. Остальная доля частичек железа в пыли (составляющая, возможно, около 50 % всей массы), может быть представлена магнетитом (Fe ₃ O ₄ ), обогащённым титаном . Магнетит обычно черного цвета, поэтому он мало влияет на красный цвет почвы .

Массовая доля хлора и серы в марсианской пыли на самом деле выше, чем предполагалось до экспедиции , во время которой были взяты образцы почвы в кратере Гусева и на равнине Плато Меридиана . Сера хорошо взаимодействует с npOx. Это говорит о том, что незначительные изменения химического состава тонкого слоя солевого раствора , который находится в марсианской пыли и способствует образованию изморози из атмосферной воды, могут привести к образованию npOx. Кроме того, дистанционное изучение атмосферной пыли (которая по составу и размеру мало отличается от пыли, покрывающей поверхность планеты) указывает на то, что она в основном состоит из полевых шпатов подгруппы плагиоклаза , цеолита , а также небольшого количества пироксена и оливина . Подобный материал может легко образовываться в процессе механической эрозии базальта , который содержит в своем составе полевой шпат и имеет много общего с марсианской породой южной части планеты. В совокупности все собранные данные показали, что химические изменения состава марсианской пыли под воздействием воды очень незначительны.

Возникновение Шпет ^{[ что? ]} в пыли

Во время некоторых процессов npOx способны окисляться без участия свободного кислорода O ₂ , несколько подобных процессов происходят на Марсе, так как атмосферные изменения с течением геологического времени указывают на то, что свободный кислород O ₂ (появившийся в основном посредством фотодиссоциации H 2 O), возможно, всегда существовал на планете в виде микрокомпонента с парциальным давлением не более 0,1 мкПа . Один из таких процессов включает в себя прямую химическую реакцию Fe ₂ + (происходящую в магматических минералах ), или реакцию Fe с H 2 O, в ходе которой получается Fe ₃ +(aq), который благодаря определенным условиям, в свою очередь, ведет к образованию гидроксид-иона , например гётита (FeO•OH). Несмотря на то, что реакция с H 2 O плохо проходит с точки зрения термодинамики , она всё же возможна в ходе резкой потери побочного продукта H 2 . Растворённые CO 2 и SO ₂ могут также способствовать реакции.

Однако для разложения Fe ₃ + метагидроксидов железа , например для разложения гётита в гематит , требуются высокие температуры (300 °C). Похожие процессы происходят при образование тефры , состоящей из палагонита , на верхушках склонов вулкана Мауна-Кеа , так как существуют некоторые спектральные и магнетические сходства с тефрой и марсианской пылью. Несмотря на то, что для подобных реакций необходимы кинетические условия, продолжительные засухи вместе с низким показателем содержания водорода на Марсе могут привести к превращению гётита в гематит.

Fe и Fe ₂ + могут также окисляться с помощью пероксида водорода (H ₂ O ₂ ). Хотя пероксида водорода в атмосфере Марса очень мало, он гораздо более стойкий и сильный окислитель по сравнению с H ₂ O.

Существуют подтверждения возможности образования гематита из магнетита в ходе эрозионных процессов . Эксперименты, проводимые в в Орхусском университете в Дании , показали, что если соединить смесь магнетитового и кварцевого песка в одной пробирке с частичками кварцевой пыли, то часть магнетита превратится в гематит и получившаяся смесь окрасится в красный цвет. Подобная реакция происходит потому, что химические связи кварца разрушаются, и при контакте с магнетитом атомы кислорода переходят из кварца в магнетит, формируя при этом гематит.

Более конкретно отмечается, что, как показали исследования, «на Марсе основным красителем служит минерал маггемит . Это красная магнитная окись железа, имеющая структуру магнитного минерала магнетита» .

Красное небо на Марсе

Цвет неба на Марсе может восприниматься человеческим глазом как красный. Данный факт был установлен благодаря снимкам, полученным в ходе программ по изучению Марса и . Частицы пыли на поверхности планеты поглощают солнечный свет, в чём и заключается основная причина того, что небо на Марсе может восприниматься как красное. Дополнительное влияние может также оказывать исходящее от частичек пыли фотонное излучение с длиной волны 3 мкм .

Примечания

Ссылки