Klima forklaret:hvorfor Mars er kold på trods af en atmosfære af hovedsageligt kuldioxid

Hvis små koncentrationer af kuldioxid kan holde nok varme til at skabe en global opvarmningspåvirkning på Jorden, hvorfor er Mars kold? Dens atmosfære er 95% kuldioxid.

Opskriften på temperaturen på en planets overflade har fire hovedingredienser:atmosfærisk sammensætning, atmosfærisk tæthed, vandindhold (fra oceaner, floder og luftfugtighed) og afstand fra Solen. Der er andre ingredienser, inklusive årstidsvirkninger eller tilstedeværelsen af ​​en magnetosfære, men disse virker mere som at tilføje smag til en kage.

Når vi ser på Jorden, balancen mellem disse ingredienser gør vores planet beboelig. Ændringer i denne balance kan resultere i effekter, der kan mærkes på planetarisk skala. Det er præcis, hvad der sker med stigningen i drivhusgasser i atmosfæren på vores planet.

Øgede koncentrationer af kuldioxid, metan, svovlhexafluorid og andre gasser i atmosfæren har hævet temperaturen på vores planets overflade gradvist og vil fortsætte med at gøre det i mange år fremover.

Som en konsekvens, steder, der er dækket af is, begynder at smelte, og ekstreme vejrbegivenheder bliver hyppigere. Dette udgør en stigende udfordring for os at tilpasse os denne nye virkelighed.

Lille koncentration, stor effekt

Det er overraskende at indse, hvor lidt koncentrationen af ​​kuldioxid (CO₂) og andre drivhusgasser skal ændres for at forårsage et sådant skift i vores klima. Siden 1950'erne har vi har hævet CO₂-niveauet i atmosfæren med en brøkdel af en procent, men dette forårsager allerede flere ændringer i vores klima.

Dette skyldes, at CO₂ repræsenterer en lille del af Jordens atmosfære. Det måles i dele pr. Million (ppm), hvilket betyder, at for hvert kuldioxidmolekyle er der en million andre. Dens koncentration er kun 0,041%, men selv en lille procentvis ændring repræsenterer en stor ændring i koncentrationen.

Vi kan fortælle, hvordan Jordens atmosfære og klima var i en fjern fortid ved at analysere bobler af gammel luft fanget i is. Under jordens istider, koncentrationen af ​​kuldioxid var omkring 200 ppm. I de varmere mellemistider, den svævede omkring 280 ppm, men siden 1950'erne, den er fortsat med at stige ubønhørligt. I 2013 CO₂-niveauer oversteg 400 ppm for første gang i registreret historie.

Denne stigning repræsenterer næsten en fordobling i koncentrationen, og det er klart, i opskriften på Jordens overfladetemperatur, kuldioxid og andre drivhusgasser skal bruges med måde.

Vandets rolle

Som mel til en kage, vand er en vigtig ingrediens på jordens overflade. Vand får temperaturen til at bevæge sig langsomt. Det er derfor, at temperaturerne i tropiske regnskove ikke ændrer sig meget, men Sahara-ørkenen er kold om natten. Jorden er rig på vand.

Lad os se på vores solide planeter. Merkur er den planet, der er tættest på solen, men den har en meget tynd atmosfære og er ikke den varmeste planet. Venus er meget, meget varm. Dens atmosfære er rig på kuldioxid (over 96%), og den er meget tæt.

Atmosfæren på Mars er også rig på kuldioxid (over 96%), men det er ekstremt tyndt (1% af Jordens atmosfære), meget tør og placeret længere væk fra solen. Denne kombination gør planeten til et utroligt koldt sted.

Fraværet af vand gør, at temperaturen på Mars ændrer sig meget. Mars-udforskningsroverne (Spirit ved Gusev-krateret og Opportunity ved Meridiani Planun) oplevede temperaturer fra et par grader Celsius over nul til minus 80℃ om natten:hver eneste Mars-dag, kendt som sol.

Terraformning eller terrafiksering

En af de interessante udfordringer, vi står over for, når vi bygger nyttelaster, ligesom vi gør på Griffith University, er at bygge instrumenter, der kan modstå et så stort temperaturområde.

Jeg elsker samtaler om terraforming. Dette er ideen om, at vi kunne flyve til en planet med en uåndbar atmosfære og fikse den ved at bruge en slags maskine til at filtrere grimme gasser og frigive gode gasser, vi har brug for for at overleve, til det rigtige beløb. Det er et tilbagevendende tema i mange science fiction -film, inklusive udlændinge, Total Recall og Red Planet.

Jeg håber, vi kan reparere vores egen atmosfære på Jorden og reducere vores planets feber.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.