W jakiej temperaturze wrze i zamarza woda na Marsie?

Pytanie

Pyta Tomasz

W jakiej temperaturze zamarza i w jakiej temperaturze wrze woda na Marsie?

Odpowiedź

Odpowiada dr Miłosz Panfil

Ciśnienie atmosferyczne na Marsie jest małe, około 600 paskali. Typowe ciśnienie na powierzchni Ziemi jest znacznie wyższe i wynosi około 100 hPa (sto tysięcy paskali). Właściwości substancji zależą od ciśnienia i od temperatury. W szczególnej (i występującej tylko dla niektórych substancji) sytuacji stan gazowy, ciekły i stały mogą istnieć równocześnie. Dzieje się tak dla określonej wartości temperatury i ciśnienia. Stan ten nazywamy punktem potrójnym. Punkt potrójny dla wody występuje przy temperaturze 0 °C  i ciśnieniu 611 Pa.  Ciśnienie na Marsie jest niższe niż ciśnienie odpowiadające punktowi potrójnemu wody. Oznacza to, że stan ciekły jest niestabilny. Jeżeli podgrzejemy kostkę lodu na Marsie nie otrzymamy wody ale od razu parę wodną. Taka przemiana ciała stałego bezpośrednio w stan gazowy nazywa się sublimacją. Jej odwrotność, czyli przemiana stanu gazowego bezpośrednio w stan stały, nazywa się resublimacją.

Warto zaznaczyć, że są miejsce na Marsie, głęboko położone doliny, gdzie ciśnienie może być wystarczająco duże by woda w stanie ciekłym mogła istnieć. Takim miejscem jest na przykład głęboki na ponad 7 km krater, pozostałość po uderzeniu planetoidy. Na jego dnie, zwanym Hellas Planitia, ciśnienie osiąga nawet 1115 Pa, czyli powyżej punktu potrójnego wody.  Na dnie krateru woda zamarza w temperaturze około 0 °C a wrze w temperaturze około 10 °C.