Во время исследований Марса советскими автоматическими станциями «Марс-2», «Марс-3», и американской станцией «Маринер-9» на планете разразилась сильнейшая пыльная буря. Она началась 22 сентября 1971 года.
В тот день обсерватории Земли обнаружили белую облачную полосу длиной примерно 2 400, и шириной 400 километров. Потом полоса пожелтела и стала быстро, со скоростью около 100 километров в сутки, распространяться в западном направлении по планете, покрывая ее желтой дымкой. Через 16 дней густая пелена окутала все южное полушарие Марса. К концу октября на планете уже нельзя было ничего различить. Атмосфера начала очищаться только к середине декабря 1971 года.
Почему возникают на Марсе столь сильные пыльные бури?
Первым помутнение отдельных областей Марса заметил французский астроном О. Фложерге в 1796 - 1809 годах. Около ста лет назад ученые впервые предположили, что желтые облака на планете состоят из частиц пыли. Десять лет назад было установлено, что эти облака появляются там, где поверхность Марса нагревается сильнее обычного.
Желтые облака почти каждый раз закрывают всю планету в то время, когда она находится вблизи перигелия-точки своей орбиты, наиболее близкой к Солнцу. В это время в южном полушарии Марса, там, где возникают глобальные бури, как раз начинается лето. Связь между нагревом планеты и появлением все марсианской пыльной пелены не раз отмечалась астрономами. Они заметили ее в 1892, 1924, 1956, и 1971 годах. Это годы великих противостояний Марса, когда он ближе всего подходит к Земле, и, когда мы лучше всего можем его рассмотреть.
Новейшие исследования показывают, что подъем небольших количеств пыли в атмосферу Марса происходит почти всегда в теплое время года в марсианский полдень или послеполуденные часы. Это подтвердил анализ десятков тысяч фотографий, сделанных по программе Международного патруля планет. (По этой программе работают шесть обсерваторий мира, которые ведут ежечасное фотографирование планет.)
Итак, большие пыльные бури на Марсе появляются при перегреве в поверхности планеты. Еще одно необходимое условие - ветер достаточно большой скорости - около 50 метров в секунду. Имеют значение также вертикальные движения в атмосфере и степень шероховатости поверхности.
Начало бури можно представить себе так. Сначала поднимаются частицы размером около 200 микрон. Более тяжелые ветер еще не может оторвать от поверхности, а более легкие не взлетают из-за вихрей. Скорость ветра возрастает - поднимаются крупные и мелкие частицы. Крупные тут же падают на поверхность и выбивают более мелкие вверх. Они, в свою очередь, поднимаются до больших высот. Поток может взвешивать частицы, удерживать их в себе. Размер частиц - один или несколько микронов.
Наконец, пылевое облако достигло больших размеров, концентрация в нем пыли очень велика. Начинается новый этап облако оказывает влияние на родивший и несущий его поток. Летящие частицы упорядочивают движение ветра, делают его более стабильным и потому более быстрым. Этот парадоксальный факт был установлен советскими учеными при изучении пыльных бурь в Казахстане. Земные пыльные бури порой достигают просто бешеной силы - скорость ветра нередко превышает 40 метров в секунду.
На Марсе перепады температур у поверхности планеты могут достигать 100° С. Температура также резко может меняться с высотой - в пределах буквально нескольких метров. Это создает неустойчивость атмосферы и способствует увеличению скорости ветра с высотой. Понятно, почему пыльные бури возникают в теплое время года - нагрев поверхности делает марсианскую атмосферу наиболее неустойчивой.
И, наконец, еще одно обстоятельство.
Когда планета покрыта пыльным облаком, значительная часть солнечной радиации поглощается пылью в атмосфере планеты. Поэтому атмосфера становится теплее, а поверхность планеты - холоднее обычного. Из-за этого под пыльными облаками могут возникать сильные вихри. Они становятся новыми поставщиками пыли в облако. Прекратится это только тогда, когда облако станет достаточно большим и уменьшит температурные контрасты в атмосфере. Частицы пыли начнут выпадать.
Пыльные бури на Земле относятся к разряду наиболее опасных явлений природы. В жарких и засушливых районах, где такие бури возникают чаще всего, они наносят большой вред сельскому хозяйству. Чтобы бороться с ними, надо все знать о них. Вот почему изучение пыльных бурь в планетологии так интересно и важно.
