Bland solsystemets objekt fortsätter Mars att vara den mest nyfikna och mest utforskade planeten. Under hela tiden människan noggrant studerat vårt närområde, har bara den fjärde planeten i solsystemet fått sådan uppmärksamhet. Anledningen till detta ökade intresse för vår granne är inte bara dess relativa närhet till vår värld. Den röda planeten är intressant för mänskligheten ur synvinkeln av möjligheten att utforska utomjordiskt utrymme.
De data som finns tillgängliga idag om Merkurius och Venus indikerar att dessa är främmande världar som är fientliga mot oss. För dessa planeter har naturen förberett ödet för fysiska och kemiska laboratorier. Mars är i många avseenden inte längre så dyster och livlös. Det är inte för inte som denna planet har de litterära lagrarna för att vara födelseplatsen för den första utomjordiska civilisationen. Varför är Mars så intressant för oss? Vad är det egentligen en person sysslar med när han vänder blicken mot en liten, rödaktig stjärna på natthimlen?
Beskrivning av den röda planeten
Av hela listan över planeter i solsystemet är Mars kanske det enda rymdobjekt som en person kan nå idag. Detta är den andra planeten närmast oss i solsystemet. Till och med den tekniska utvecklingsnivå som den mänskliga civilisationen har nått gör det möjligt att göra planer för utforskningen av Mars och genomförandet av en mänsklig flygning till den fjärde planeten i vårt stjärnsystem. Det kommer att ta ytterligare 10-15 år att genomföra detta storskaliga och ambitiösa program. Men om vi jämför de förberedande aktiviteter som nu går i denna riktning med programmet för människan att besöka månen, är skillnaden uppenbar.
Enligt många data som nyligen erhållits med hjälp av automatiska rymdsonder och rovers är det möjligt att liv kunde ha funnits på den röda planeten för miljoner år sedan. Det är inte utan anledning att, när de studerar de erhållna bilderna av ytan på planeten Mars, forskare av alla ränder är eniga i sin åsikt - vår granne är inte hopplös. Det finns alla förutsättningar att tro att den fjärde planeten skulle kunna bli ännu en oas av liv i vårt solsystem. Detta underlättas av planetens astrofysiska parametrar, data om Mars atmosfär och klimatbilden på ytan av vår granne.
Dessutom, om Mars-polerna är täckta med iskappor, har versionen om närvaron av flytande vatten i planetens tarmar rätt till liv. Om det är bevisat att flytande vatten har alla möjligheter att vara i den röda planetens natur, så är frågan om att söka efter livsformer på denna hårda plats bara en tidsfråga.
Förespråkare av Mars användbarhet för mänsklig utforskning ges förtroende genom information om sammansättningen av Mars luft och astrofysiska parametrar som liknar dem på jorden. Även om planetens atmosfär är långt ifrån sammansättningen av jordens luftlager kan vi tala om relativt acceptabla förhållanden. Den mycket tunna atmosfären inspirerar inte till optimism, men till viss del är den bättre än bilden vi ser på Merkurius eller heta Venus. Forskare tror att vädret på Mars, enligt klimatparametrar, är ganska acceptabelt. Hård frost med temperaturer ner till -170°C i polarområdena ger vika för tropisk värme i ekvatorialområdena. På sommardagar når temperaturen +20°C. Men på vintern och speciellt på natten kan temperaturen sjunka till -125°C.
Med andra ord, med lämplig teknisk och fysisk träning av en person kan Marsmiljön vara lämplig för boende. Man bör inte bortse från det faktum att sådana klimatförhållanden var resultatet av en kosmisk katastrof. Det är möjligt att i planetens avlägsna förflutna var klimatet på planeten varmare och livet på mars frodades på planeten. Detta kan inte sägas i förhållande till andra planeter i den terrestra gruppen, där det absolut inte finns någon antydan om att det finns förutsättningar för livets ursprung.
Den information som idag samlas in av forskarsamhället ger all anledning att betrakta den röda planeten som en bekväm språngbräda för efterföljande rymdutforskning. Många verk av forskare, flygningar av automatiska sonder till planeten och leverans av rovers till Mars har gjort det möjligt att få en hel del användbar information. Vi vet nu nästan allt om Mars-jorden och har en uppfattning om de svåraste dammstormarna. Forskare har erhållit detaljerade bilder av nästan hela planetens yta, inklusive de norra och södra polarmössan. Allt som återstår är att bearbeta massor av information som mottagits och dra lämpliga slutsatser.
Kort beskrivning och egenskaper hos planeten
Ur akademisk vetenskaps synvinkel är Mars en tydligt definierad jordisk planet. Planetens något långsträckta bana ligger 1,5 gånger längre från solen än jordens bana. Vid perihelion rör sig Mars bort från vår stjärna på ett avstånd av 250 miljoner km, och vid aphelion är planeten Mars skild från solen med ett avstånd på 207 miljoner km. Den röda planeten är hälften så stor som vår jord. Diametern på den fjärde planeten är 6 779 km, mot 12 742 km. jordens diameter.
Om Mars bara är hälften så stor som jorden, så är den röda planeten i form av massa tio gånger lättare än vår blå skönhet, 6,39E23 kg mot 5,972E24 kg. Följaktligen är den fria fallaccelerationen för vår granne endast 3,72 m/s2 mot 9,807 m/s2. Trots hela dess miniatyrstorlek är planetens topografi ganska varierande. Den röda planeten innehåller berg och dalar, stora sänkor, djupa kanjoner och till och med meteoritkratrar som liknar månformationer. Utdöda vulkaner har upptäckts på ytan av vår granne, vilket tyder på Mars turbulenta ungdom. Den högsta vulkanen i solsystemet, Mount Olympus, ligger här. Dess topp berör Marshimlen och når 26 kilometers höjd. Denna slocknade vulkan har ett rekord som är 2,5 gånger den relativa höjden av jordens Mauna Kea-vulkan.
Men trots den varierande terrängen är landskapet på Mars ganska tråkigt och monotont. Bergskedjor ger vika för oändliga klippöknar. Ljusa områden på planetens yta brukar kallas kontinenter, medan mörka områden är Mars hav. Dessa delar av Mars-reliefen upptar mer än 70% av området på Mars södra halvklot.
Med all monotoni på Mars-ytan har planeten sin egen egenskap. Mars båda halvklot skiljer sig markant både i morfologiska egenskaper och när det gäller intensiteten av yttre påverkan. På norra halvklotet domineras reliefen av dalar och släta slätter, även om själva planetens yta i denna del är under genomsnittet. På södra halvklotet dominerar meteoritkratrar, och själva ytan är förhöjd. Detta faktum förklarar till viss del förekomsten av tektoniska plattor som rörde sig i antiken. Det tråkiga Marslandskapet lyser upp endast av polarlocken som finns på planetens norra och sydliga poler.
Som alla jordiska planeter har Mars en klassisk struktur:
- skorpa, från 100 km tjock vid polerna till 8 km i ekvatorialregionen i området för Hellas Basin;
- ett mellanskikt bestående av halvflytande bergarter;
- silikatmantel 1300-1500 km tjock;
- en järnkärna med en diameter på 2960 km, vilket är till hälften flytande.
Den röda planeten har sin egen atmosfär. Koldioxid upptar huvudplatsen i dess sammansättning. I mindre utsträckning innehåller planetens luftmassa kväve, väte och syre. Tillgången på vattenånga är mycket begränsad. På grund av den starka sällsyntheten är atmosfärstrycket på Mars 150 gånger lägre än trycket på jorden, endast 6,1 millibar. Tjockleken på gasskalet runt planeten är 110 km.
När man bedömer den fysiska informationen om planeten är det värt att uppmärksamma Mars astrofysiska parametrar, som på många sätt liknar parametrarna på jorden. Den fjärde planeten gör ett fullständigt varv runt vår stjärna på 687 jorddagar. Samtidigt är rotationshastigheten för den röda planeten runt sin egen axel nästan lika med jordens rotationshastighet - 24 timmar och 37 minuter. Med andra ord, tiden på planeten ser likadan ut som på jorden. På grund av sin lutningsvinkel och rotationshastighet har Mars ett årstidsskifte, vilket är ett ganska sällsynt fenomen för andra planeter i solsystemet. Längden på årstiderna på vår grannes yta varierar. På norra halvklotet varar sommaren 177 marsdagar, medan sommaren på södra halvklotet är 21 dagar kortare.
Kort beskrivning och karaktär av Mars-utforskning
Sedan de första flygningarna ut i rymden har människan inte gett upp försöken att börja studera närliggande planeter. Den första att åka till den röda planeten var den amerikanska rymdsonden Mariner 4, som för första gången fotograferade Mars från nära håll, flygande förbi planeten. Efterföljande uppdrag var mer grundliga och av tillämpad karaktär. Den amerikanska sonden Mariner 9, efter att ha nått den fjärde planeten, blev dess första konstgjorda satellit. 1971 gjordes den första landningen någonsin på Mars av den sovjetiska rymdfarkosten Mars-3. Trots den framgångsrika landningen överlevde den sovjetiska enheten i bara 14 sekunder. Efterföljande försök att landa på Mars slutade i misslyckande.
Endast den amerikanska rymdfarkosten Viking 1 lyckades återigen göra en mjuklandning på planeten och förse människor med de första fotografierna av Mars yta. Under samma expedition tog apparaten för första gången prover av marsjord och fick data om jordens sammansättning. Sedan, med avundsvärd regelbundenhet, sändes sovjetiska och amerikanska rymdfarkoster och automatiska sonder från rymdorganisationer från olika länder, inklusive Kina, Japan och Europeiska gemenskapen, till den fjärde planeten. Under de kommande 45 åren sedan den första flygningen av Mariner 4 mot Mars, organiserades 48 expeditioner till den röda planeten från jorden. Av detta antal slutade nästan hälften av uppdragen i misslyckande.
Idag fortsätter följande enheter att utforska planeten:
- Mars omloppsatellit - den amerikanska apparaten "Mars-Odyssey";
- från planetens omloppsbana, den automatiska sonden från Europeiska rymdorganisationen "Mars Express";
- American Maven orbiter och militär satellit;
- den indiska orbitalsonden "Mangalyaan" och rymdsonden "Trace Gas Orbiter" från ESA och Rosskosmos.
Två amerikanska rovers, Opportunity och Curiosity, som redan har blivit legendariska skapelser av mänskligt tänkande, fortsätter att arbeta direkt på planeten. Många rymdsonder, automatiska Martian-stationer och rovers - all denna teknik är en arsenal som kastas av forskarvärlden för att studera den röda planeten.
Permanenta satelliter från Mars
Mars har trots sin storlek två naturliga satelliter - Phobos och Deimos, treaxliga ellipsoider med dimensionerna 26,8 × 22,4 × 18,4 km respektive 15 × 12,2 × 10,4 km.
Det exakta ursprunget för dessa himlakroppar är okänt. Storleken på Mars-satelliterna och deras form orsakar många tvister bland anhängare av olika teorier om ursprunget till Phobos och Deimos. Det antas att dessa är asteroider som fångats av den röda planeten vid gryningen av bildandet av solsystemet. Leverantören av material till Mars satelliter anses vara asteroidbältet, som ligger mellan den fjärde planeten och Jupiter.
Anhängare av en annan version av ursprunget till den röda planetens satelliter är benägna att deras artificiella natur. En uråldrig civilisation från Mars kunde ha skapat och lanserat två konstgjorda himmelska kroppar.
När Jorden och Mars observeras på lite avstånd, blir det uppenbart att de uppvisar några slående skillnader. I det första fallet är de dominerande färgerna vita och blå, motsvarande molnen och haven, med bruna nyanser av kontinenterna. Sålunda är förekomsten av vatten i dess olika tillstånd (fast i polära glaciärer, flytande i hav och hav och gasformigt i atmosfären) uppenbar. Och närvaron av vatten antyder existensen av liv.
Faktum är att även från satelliter som kretsar kan man märka planetens intensiva biologiska aktivitet. Detta kan ses i Antarktis havsis eller säsongsmässiga förändringar i skogens färger.
Jorden (det första kompletta fotografiet av planeten från Apollo 17, med Antarktis på toppen) och Mars (bilden tagen av HST). Observera att bilderna inte är skalenliga, eftersom Mars är betydligt mindre än vår planet (ekvatorialdiametrar är 12 756,28 respektive 6 794,4 kilometer).
röd planet
Mars är helt annorlunda. Dess yta domineras av olika nyanser av orange, orsakade av det höga innehållet av järnoxid. Beroende på årstid och den röda planetens position i förhållande till jorden kan en av Mars poler vara synlig för astronomer, i vilket fall torris (fast koldioxid) ger den dess vita färg. Flera studier som genomförts de senaste åren har dock gjort det klart för forskarna att det finns vatten och att dynamiken i livscykeln för denna förening på planeten är ganska komplex.
Mars har en tunn atmosfär som huvudsakligen består av koldioxid (95,32%), kväve (2,7%), argon (1,4%) och spår av syre (0,13%). Jordens atmosfär består huvudsakligen av kväve (78,1%), syre (20,94%), argon (0,93%) och en varierande mängd koldioxid (ca 0,035% och växer snabbt). Medeltemperaturerna på planeterna varierar kraftigt: -55 grader Celsius (ºC) för Mars, med minimum runt -133 ºC och maximum runt +27 ºC; och ett medelvärde på cirka +15 ºC i fallet med jorden med låga temperaturer på -89,4 ºC (mätt i Antarktis, även om en temperatur på -93,2 ºC nyligen registrerades i satellitmätningar) och maximum på +58 ºC uppmätt i Al Aziz, Libyen .
Jordens medeltemperatur beror på växthuseffekten som orsakas av gaser som finns i atmosfären, främst koldioxid, vattenånga, ozon (syremolekyler med tre syreatomer istället för de två vi andas) och metan. Annars skulle medeltemperaturen på jorden vara cirka 33 ºC lägre, runt -18 ºC, och därför skulle vattnet vara i fast tillstånd över stora delar av planeten.
Inre struktur
När det gäller Mars och Jorden är deras inre struktur uppdelad i tre väldifferentierade regioner: skorpa, mantel och kärna. Men till skillnad från jorden är Mars kärna fast och skapar inte sitt eget magnetfält. Samtidigt har Mars lokala magnetfält, som är reliktrester av ett globalt fält som kan ha funnits när Mars hade en delvis flytande kärna. Den röda planetens virtuella frånvaro av plattektonik som vi känner den på jorden, vilket orsakar intensiv vulkanisk aktivitet och orogenes (bergsbyggnad), gör att marsjorden är mycket äldre än jordens havsbotten och kontinenter. Till exempel bildades den stora slätten på södra halvklotet, Hellas Planitia, genom nedslaget av en stor himlakropp för cirka 3 900 miljoner år sedan. I fallet med jorden skulle bevis på en händelse i denna ålder för länge sedan ha försvunnit från dess ansikte.
En jämförelse av höjdprofilerna för de två planeterna visar att de är mycket olika: medan större delen av jordens kontinentala landmassa är koncentrerad till norra halvklotet, som också saknar en polär kontinent, domineras norra halvklotet på Mars av det stora norra låglandet, belägen på nivå tusen meter under nollhöjden på Mars. Det är beläget på en höjd där atmosfärstrycket är 6,1 millibar och är vattnets trippelpunkt, där ämnet samexisterar i fast, flytande och gasform samtidigt. När det gäller vatten är det exakta värdet 273,16 K (0,01 °C) vid ett tryck på 6,1173 millibar. Därför, under Mars höjdreferenspunkt (till exempel på nivån med Hellas Planitia), kunde flytande vatten hittas om temperaturen där var tillräckligt hög.
Till skillnad från hur det ser ut på Mars domineras jordens södra halvklot av hav och hav, även om vår planets topografiska profil inkluderar flera landmassor som stiger till betydande höjder över havet (som Antarktisplatån). Situationen på Mars är mer enhetlig. Den största skillnaden mellan planeterna är att en stor mängd fast vatten är koncentrerat på jordens sydpol. Den täcker en yta på cirka 14 miljoner kvadratkilometer på sommaren, men inklusive havsis kan öka till 30 miljoner. Storleken som nås av Mars Antarktis är mycket mindre - cirka 140 000 kvadratkilometer, och dess sammansättning skiljer sig mycket från den på jorden. Som tidigare nämnts domineras den av torris.
Det är märkligt att vi i vårt Antarktis hittar några nära likheter med Mars, nämligen närvaron av låga temperaturer och låg luftfuktighet. Detta syftar på McMurdo Valley-systemet, beläget mycket nära kusten, som kan ha geologiska motsvarigheter på Mars.
Finns det liv på Mars?
Huruvida det finns liv på Mars eller inte, eller om det någonsin har förekommit någon biologisk aktivitet där, är fortfarande en öppen fråga. Vissa studier tyder på att marsjorden är för salt för att liv ska kunna utvecklas där. Men på vår planet finns det många exempel på levande varelser som utvecklas under tydligt fientliga förhållanden. De är kända som .
McMurdo Valley i Antarktis, nära kusten. Detta system är generellt sett snöfritt och ovanligt torrt. Därför kan det likna vissa Mars-regioner. Källa: NASA, Terra satellit och ASTER instrument. Rymdfarkoster på Mars
Flera rymdfarkoster har framgångsrikt landat på Mars nyligen. En av dem var Phoenix Mars Lander som nådde planetens yta långt norrut 2008. Hans data visade forskare en slätt täckt av polygonala former som påminner om de som finns i liknande områden på jorden. Detta är permafrost som härdar och smälter säsongsvis, vilket indikerar närvaron av vatten på planeten. Phoenix hade rätt verktyg för att borra i och analysera dessa strukturer, inklusive att studera deras kemiska sammansättning. Han försökte avgöra om det fanns några organiska föreningar (men inte nödvändigtvis biologiska) på Mars arktiska slätter.
Jämförelse av de arktiska slätterna på Mars (ovan) i en bild från den amerikanska Phoenix Mars Lander och jorden (Svalbard, Norge, Arktis). Curiosity-rovern landade senare nära Mars ekvator 2012. Den är fortfarande i drift och har genomfört många experiment under sin drift, inklusive bergborrning.
I vilket fall som helst måste vi komma ihåg att det åtminstone på vår planet finns levande varelser (extremofiler) som kan växa under verkligt fantastiska förhållanden: från sura miljöer till undervattens vulkancalderor vid höga temperaturer. Ett typiskt exempel på en sådan plats är Rio Tintos ekosystem. Tyvärr kan det inte uteslutas att några av sonderna som landade på den röda planeten kan ha förorenat den med biologiskt material.
Båda planeterna har intressanta likheter och stora skillnader.
Det mesta av Mars har ännu inte upptäckts, och troligen inte av oss, utan av framtida generationer av jordbor.
Mars är den fjärde mest avlägsna planeten från solen och den sjunde (näst sista) största planeten i solsystemet; Planetens massa är 10,7 % av jordens massa. Uppkallad efter Mars, den antika romerska krigsguden, motsvarande den antika grekiska Ares. Mars kallas ibland den "röda planeten" på grund av den rödaktiga nyansen på dess yta som ges av järnoxid.
Mars är en jordisk planet med en förtärnad atmosfär (trycket på ytan är 160 gånger mindre än jordens). Funktioner av ytreliefen på Mars kan betraktas som nedslagskratrar som de på månen, såväl som vulkaner, dalar, öknar och polära iskappor som de på jorden.
Mars har två naturliga satelliter - Phobos och Deimos (översatt från antikens grekiska - "rädsla" och "skräck" - namnen på de två sönerna till Ares som följde honom i strid), som är relativt små (Phobos - 26x21 km, Deimos - 13 km tvärs över) och har en oregelbunden form.
Mars stora oppositioner, 1830-2035
| År | datum | Avstånd, a. e. |
|---|---|---|
| 1830 | 19 september | 0,388 |
| 1845 | 18 augusti | 0,373 |
| 1860 | 17 juli | 0,393 |
| 1877 | 5 september | 0,377 |
| 1892 | 4 augusti | 0,378 |
| 1909 | 24 september | 0,392 |
| 1924 | 23 augusti | 0,373 |
| 1939 | 23 juli | 0,390 |
| 1956 | 10 september | 0,379 |
| 1971 | 10 augusti | 0,378 |
| 1988 | 22 september | 0,394 |
| 2003 | 28 augusti | 0,373 |
| 2018 | 27 juli | 0,386 |
| 2035 | 15 september | 0,382 |
Mars är den fjärde längst bort från solen (efter Merkurius, Venus och jorden) och den sjunde största (överstiger bara Merkurius i massa och diameter) planeten i solsystemet. Mars massa är 10,7 % av jordens massa (6,423 1023 kg mot 5,9736 1024 kg för jorden), dess volym är 0,15 av jordens, och dess genomsnittliga linjära diameter är 0,53 av jordens diameter (6800 km) ).
Mars topografi har många unika egenskaper. Den utdöda vulkanen Olympus från Mars är det högsta berget i solsystemet, och Valles Marineris är den största kanjonen. Dessutom, i juni 2008, gav tre artiklar publicerade i tidskriften Nature bevis för den största kända nedslagskratern i solsystemet på Mars norra halvklot. Dess längd är 10 600 km och dess bredd är 8 500 km, vilket är ungefär fyra gånger större än den största nedslagskrater som tidigare också upptäckts på Mars, nära dess sydpol.
Förutom liknande yttopografi har Mars en rotationsperiod och säsongscykler som liknar jordens, men dess klimat är mycket kallare och torrare än jordens.
Fram till Mars första förbiflygning av rymdfarkosten Mariner 4 1965 trodde många forskare att det fanns flytande vatten på dess yta. Denna åsikt baserades på observationer av periodiska förändringar i ljusa och mörka områden, särskilt på de polära breddgraderna, som liknade kontinenter och hav. Mörka räfflor på Mars yta har av vissa observatörer tolkats som bevattningskanaler för flytande vatten. Det bevisades senare att dessa spår var en optisk illusion.
På grund av lågt tryck kan vatten inte existera i flytande tillstånd på Mars yta, men det är troligt att förhållandena var annorlunda tidigare, och därför kan närvaron av primitivt liv på planeten inte uteslutas. Den 31 juli 2008 upptäcktes isvatten på Mars av NASA:s rymdfarkost Phoenix.
I februari 2009 hade orsom kretsade kring Mars tre rymdfarkoster i drift: Mars Odyssey, Mars Express och Mars Reconnaissance Satellite, mer än runt någon annan planet förutom jorden.
Mars yta har för närvarande utforskats av två rovers: Spirit och Opportunity. Det finns också flera inaktiva landare och rovers på Mars yta som har avslutat utforskningen.
De geologiska data som de samlat in tyder på att större delen av Mars yta tidigare var täckt av vatten. Observationer under det senaste decenniet har avslöjat svag gejseraktivitet på vissa ställen på Mars yta. Enligt observationer från rymdfarkosten Mars Global Surveyor drar delar av Mars södra polarmössa sig gradvis tillbaka.
Mars kan ses från jorden med blotta ögat. Dess skenbara magnitud når 2,91 m (när den närmar sig jorden närmast), näst i ljusstyrka efter Jupiter (och inte alltid under en stor opposition) och Venus (men bara på morgonen eller kvällen). Normalt, under en stor opposition, är orange Mars det ljusaste objektet på jordens natthimmel, men detta inträffar bara en gång vart 15-17:e år under en till två veckor.
Orbitala egenskaper
Minsta avstånd från Mars till jorden är 55,76 miljoner km (när jorden är exakt mellan solen och Mars), maxavståndet är cirka 401 miljoner km (när solen är exakt mellan jorden och Mars).
Det genomsnittliga avståndet från Mars till solen är 228 miljoner km (1,52 AU), och rotationsperioden runt solen är 687 jorddagar. Mars omloppsbana har en ganska märkbar excentricitet (0,0934), så avståndet till solen varierar från 206,6 till 249,2 miljoner km. Lutningen för Mars bana är 1,85°.
Mars är närmast jorden under opposition, när planeten är i motsatt riktning mot solen. Oppositioner upprepas var 26:e månad vid olika punkter i Mars och jordens omloppsbana. Men en gång vart 15-17:e år inträffar oppositioner vid en tidpunkt då Mars är nära sin perihelion; Vid dessa så kallade stora oppositioner (den sista var i augusti 2003) är avståndet till planeten minimalt, och Mars når sin största vinkelstorlek på 25,1" och ljusstyrka på 2,88m.
fysiska egenskaper
Jämförelse av storleken på jorden (medelradie 6371 km) och Mars (medelradie 3386,2 km)
När det gäller linjär storlek är Mars nästan hälften av jordens storlek - dess ekvatorialradie är 3396,9 km (53,2% av jordens). Ytarean på Mars är ungefär lika med landytan på jorden.
Mars polarradie är ungefär 20 km mindre än den ekvatoriala, även om planetens rotationsperiod är längre än jordens, vilket ger anledning att anta att Mars rotationshastighet förändras över tiden.
Planetens massa är 6,418·1023 kg (11 % av jordens massa). Tyngdaccelerationen vid ekvatorn är 3,711 m/s (0,378 jorden); den första utrymningshastigheten är 3,6 km/s och den andra är 5,027 km/s.
Planetens rotationsperiod är 24 timmar 37 minuter 22,7 sekunder. Ett Marsår består alltså av 668,6 Mars soldagar (kallade sols).
Mars roterar runt sin axel, lutande mot vinkelrät mot omloppsplanet i en vinkel på 24°56?. Lutningen av Mars rotationsaxel gör att årstiderna ändras. Samtidigt leder förlängningen av omloppsbanan till stora skillnader i deras varaktighet - till exempel den norra våren och sommaren, tillsammans, de sista 371 solerna, det vill säga märkbart mer än hälften av marsåret. Samtidigt förekommer de i en del av Mars omloppsbana som är avlägsen från solen. Därför, på Mars, är den norra sommaren lång och sval, och den södra sommaren är kort och varm.
Atmosfär och klimat
Atmosfären på Mars, foto av Vikingas omloppsbana, 1976. Halles "smileykrater" syns till vänster
Temperaturerna på planeten varierar från -153 vid polerna på vintern till över 20 °C vid ekvatorn vid middagstid. Medeltemperaturen är -50°C.
Atmosfären på Mars, som huvudsakligen består av koldioxid, är mycket tunn. Trycket på Mars yta är 160 gånger mindre än på jorden - 6,1 mbar vid den genomsnittliga ytnivån. På grund av den stora höjdskillnaden på Mars varierar trycket vid ytan kraftigt. Atmosfärens ungefärliga tjocklek är 110 km.
Enligt NASA (2004) består Mars atmosfär av 95,32 % koldioxid; den innehåller också 2,7 % kväve, 1,6 % argon, 0,13 % syre, 210 ppm vattenånga, 0,08 % kolmonoxid, kväveoxid (NO) - 100 ppm, neon (Ne) - 2, 5 ppm, halvtungt vatten väte- deuterium-syre (HDO) 0,85 ppm, krypton (Kr) 0,3 ppm, xenon (Xe) - 0,08 ppm.
Enligt data från vikingalandaren (1976) bestämdes cirka 1-2% argon, 2-3% kväve och 95% koldioxid i Mars atmosfär. Enligt data från Mars-2 och Mars-3-satelliterna är jonosfärens nedre gräns på en höjd av 80 km, den maximala elektronkoncentrationen på 1,7 105 elektron/cm3 ligger på en höjd av 138 km, den andra två maxima är på höjder av 85 och 107 km.
Radiobelysning av atmosfären vid radiovågor 8 och 32 cm av Mars-4 AMS den 10 februari 1974 visade närvaron av Mars nattjonosfär med huvudjoniseringsmaximum på en höjd av 110 km och en elektronkoncentration på 4,6 103 elektron/cm3, samt sekundära maxima på 65 och 185 km höjd.
Atmosfärstryck
Enligt NASA-data för 2004 är atmosfärstrycket vid medelradien 6,36 mb. Densitet vid ytan ~0,020 kg/m3, atmosfärens totala massa ~2,5·1016 kg.
Förändringar i atmosfärstrycket på Mars beroende på tid på dygnet, registrerade av Mars Pathfinder-landaren 1997.
Till skillnad från jorden varierar massan av Mars-atmosfären mycket under året på grund av smältningen och frysningen av polarlocken som innehåller koldioxid. Under vintern fryser 20-30 procent av hela atmosfären på polarhatten, som består av koldioxid. Säsongsbetonade tryckfall, enligt olika källor, är följande värden:
Enligt NASA (2004): från 4,0 till 8,7 mbar vid medelradien;
Enligt Encarta (2000): 6 till 10 mbar;
Enligt Zubrin och Wagner (1996): 7 till 10 mbar;
Enligt Viking 1-landaren: från 6,9 till 9 mbar;
Enligt Mars Pathfinder-landaren: från 6,7 mbar.
Hellas Impact Basin är den djupaste platsen där det högsta atmosfärstrycket kan hittas på Mars
Vid landningsplatsen för Mars-6-sonden i Erythraean noterades ett yttryck på 6,1 millibar, vilket vid den tiden ansågs vara medeltrycket på planeten, och från denna nivå kom man överens om att beräkna höjderna och djupen på Mars. Enligt data från denna apparat, erhållna under nedstigning, är tropopausen belägen på en höjd av cirka 30 km, där trycket är 5·10-7 g/cm3 (som på jorden på en höjd av 57 km).
Hellas (Mars)-regionen är så djup att atmosfärstrycket når cirka 12,4 millibar, vilket är över trippelpunkten för vatten (~6,1 mb) och under kokpunkten. Vid en tillräckligt hög temperatur kan vatten finnas där i flytande tillstånd; vid detta tryck kokar dock vatten och blir till ånga redan vid +10 °C.
På toppen av den högsta 27 km Olympus-vulkanen kan trycket variera från 0,5 till 1 mbar (Zurek 1992).
Innan landningsmodulerna landade på Mars yta mättes trycket på grund av dämpningen av radiosignaler från Mariner 4-, Mariner 6- och Mariner 7-sonderna när de kom in på Mars-skivan - 6,5 ± 2,0 mb vid den genomsnittliga ytnivån, vilket är 160 gånger mindre än på jorden; samma resultat visades av spektrala observationer av rymdfarkosten Mars-3. Dessutom, i områden som ligger under medelnivån (till exempel i Amazonas på Mars), når trycket, enligt dessa mätningar, 12 mb.
Sedan 1930-talet. Sovjetiska astronomer försökte bestämma atmosfärstrycket med hjälp av fotografiska fotometrimetoder - genom fördelningen av ljusstyrka längs skivans diameter i olika ljusvågor. För detta ändamål gjorde de franska forskarna B. Liot och O. Dollfus observationer av polariseringen av ljus som sprids av Mars atmosfär. En sammanfattning av optiska observationer publicerades av den amerikanske astronomen J. de Vaucouleurs 1951, och de fick ett tryck på 85 mb, överskattat nästan 15 gånger på grund av störningar från atmosfäriskt damm.
Klimat
Mikroskopiskt foto av en 1,3 cm hematitknöl tagen av Opportunity-rovern den 2 mars 2004, visar tidigare närvaro av flytande vatten
Klimatet är, precis som på jorden, säsongsbetonat. Under den kalla årstiden, även utanför polarlocken, kan lätt frost bildas på ytan. Phoenix-apparaten registrerade snöfall, men snöflingorna avdunstade innan de nådde ytan.
Enligt NASA (2004) är medeltemperaturen ~210 K (-63 °C). Enligt vikingalandarna är det dagliga temperaturintervallet från 184 K till 242 K (-89 till -31 °C) (Viking-1), och vindhastighet: 2-7 m/s (sommar), 5-10 m /s (höst), 17-30 m/s (dammstorm).
Enligt data från Mars-6-landningssonden är medeltemperaturen i troposfären på Mars 228 K, i troposfären minskar temperaturen med i genomsnitt 2,5 grader per kilometer, och stratosfären som ligger ovanför tropopausen (30 km) har en nästan konstant temperatur på 144 K.
Enligt forskare från Carl Sagan Center har en uppvärmningsprocess pågått på Mars de senaste decennierna. Andra experter anser att det är för tidigt att dra sådana slutsatser.
Det finns bevis för att atmosfären tidigare kunde ha varit tätare och klimatet varmt och fuktigt, och det fanns flytande vatten och regn på Mars yta. Ett bevis på denna hypotes är analysen av meteoriten ALH 84001, som visade att temperaturen på Mars var 18 ± 4 °C för cirka 4 miljarder år sedan.
Dammjäklar
Dust devils fotograferade av Opportunity-rovern den 15 maj 2005. Siffrorna i det nedre vänstra hörnet anger tiden i sekunder sedan den första bilden.
Sedan 1970-talet. Som en del av Viking-programmet, såväl som Opportunity-rovern och andra fordon, registrerades många dammjäklar. Dessa är luftvirvlar som uppstår nära planetens yta och lyfter upp stora mängder sand och damm i luften. Vortex observeras ofta på jorden (i engelsktalande länder kallas de dust devils), men på Mars kan de nå mycket större storlekar: 10 gånger högre och 50 gånger bredare än de på jorden. I mars 2005 rensade en virvelvind ut solpanelerna på Spirit-rovern.
Yta
Två tredjedelar av Mars yta upptas av ljusa områden som kallas kontinenter, ungefär en tredjedel är mörka områden som kallas hav. Haven är huvudsakligen koncentrerade till planetens södra halvklot, mellan 10 och 40° latitud. På norra halvklotet finns bara två stora hav - Acidalia och Greater Syrtis.
De mörka områdenas karaktär är fortfarande en fråga om debatt. De består trots dammstormar som rasar på Mars. En gång i tiden stödde detta antagandet att mörka områden var täckta med vegetation. Nu tror man att detta helt enkelt är områden från vilka, på grund av sin topografi, damm lätt blåser bort. Storskaliga bilder visar att de mörka områdena i själva verket består av grupper av mörka ränder och fläckar förknippade med kratrar, kullar och andra hinder i vindarnas väg. Säsongsmässiga och långvariga förändringar i deras storlek och form är tydligen förknippade med en förändring i förhållandet mellan ytområden täckta med ljus och mörk materia.
Mars halvklot skiljer sig ganska mycket åt vad gäller deras yta. På södra halvklotet ligger ytan 1-2 km över genomsnittet och är tätt prickad med kratrar. Denna del av Mars liknar månkontinenterna. I norr är större delen av ytan under genomsnittet, det finns få kratrar, och huvuddelen är relativt släta slätter, troligen bildade av lavaöversvämningar och erosion. Denna hemisfäriska skillnad är fortfarande en fråga om debatt. Gränsen mellan hemisfärerna följer ungefär en storcirkel som lutar 30° mot ekvatorn. Gränsen är bred och oregelbunden och bildar en sluttning mot norr. Längs den finns de mest eroderade områdena på Mars yta.
Två alternativa hypoteser har lagts fram för att förklara hemisfärisk asymmetri. Enligt en av dem, i ett tidigt geologiskt skede, "flyttade litosfäriska plattor ihop" (kanske av misstag) till en halvklot, som kontinenten Pangea på jorden, och sedan "fryste" i denna position. En annan hypotes antyder en kollision mellan Mars och en kosmisk kropp lika stor som Pluto.
Topografisk karta över Mars, enligt Mars Global Surveyor, 1999.
Det stora antalet kratrar på södra halvklotet tyder på att ytan här är gammal - 3-4 miljarder år gammal. Det finns flera typer av kratrar: stora plattbottnade kratrar, mindre och yngre skålformade kratrar som liknar Månen, kantade kratrar och upphöjda kratrar. De två sista typerna är unika för Mars - kantade kratrar bildades där flytande utstötningar strömmade över ytan, och upphöjda kratrar bildades där ett täcke av kraterutkast skyddade ytan från vinderosion. Det största kännetecknet för nedslagsursprunget är Hellas-slätten (cirka 2100 km tvärs över).
I området med kaotiskt landskap nära halvklotsgränsen upplevde ytan stora områden av sprickor och kompression, ibland följt av erosion (på grund av jordskred eller katastrofala utsläpp av grundvatten), såväl som översvämningar av flytande lava. Kaotiska landskap ligger ofta i spetsen för stora kanaler som skärs av vatten. Den mest acceptabla hypotesen för deras ledbildning är den plötsliga smältningen av is under ytan.
Valles Marineris på Mars
På norra halvklotet finns, förutom vidsträckta vulkaniska slätter, två områden med stora vulkaner - Tharsis och Elysium. Tharsis är en vidsträckt vulkanisk slätt med en längd på 2000 km, som når en höjd av 10 km över medelnivån. Det finns tre stora sköldvulkaner på den - Mount Arsia, Mount Pavlina och Mount Askrian. På kanten av Tharsis ligger Olympen, det högsta på Mars och i solsystemet. Olympus når 27 km i höjd i förhållande till sin bas och 25 km i förhållande till Mars genomsnittliga ytnivå och täcker ett område på 550 km i diameter, omgivet av klippor som på vissa ställen når 7 km i höjd. Volymen av Olympus är 10 gånger större än volymen av den största vulkanen på jorden, Mauna Kea. Här finns också flera mindre vulkaner. Elysium - en höjd upp till sex kilometer över genomsnittet, med tre vulkaner - Hecate's Dome, Mount Elysium och Albor Dome.
Enligt andra data (Faure och Mensing, 2007) är Olympus höjd 21 287 meter över marknivån och 18 kilometer över det omgivande området, och basens diameter är cirka 600 km. Basen täcker en yta på 282 600 km2. Calderan (sänkan i vulkanens mitt) är 70 km bred och 3 km djup.
Tharsis Rise korsas också av många tektoniska förkastningar, ofta mycket komplexa och omfattande. Den största av dem, Valles Marineris, sträcker sig i latitudinell riktning i nästan 4000 km (en fjärdedel av planetens omkrets), och når en bredd av 600 och ett djup av 7-10 km; Detta förkastning är i storlek jämförbart med den östafrikanska rivningen på jorden. De största jordskreden i solsystemet sker på dess branta sluttningar. Valles Marineris är den största kända kanjonen i solsystemet. Kanjonen, som upptäcktes av rymdfarkosten Mariner 9 1971, kunde täcka hela USA, från hav till hav.
Panorama över Victoria-kratern tagen av Opportunity-roveren. Den filmades under tre veckor, mellan 16 oktober och 6 november 2006.
Panorama över Mars yta i Husband Hill-området, taget av Spirit rover 23-28 november 2005.
Is och polarmössor
Den norra polarmössan på sommaren, foto av Mars Global Surveyor. Den långa, breda förkastningen som skär genom locket till vänster är Northern Fault
Mars utseende varierar mycket beroende på årstid. Först och främst är förändringarna i polarisarna slående. De växer och avtar och skapar säsongsmönster i atmosfären och ytan på Mars. Den södra polarmössan kan nå en latitud på 50°, den norra - också 50°. Diametern på den permanenta delen av den norra polarmössan är 1000 km. När polarlocket på ena halvklotet drar sig tillbaka på våren börjar drag på planetens yta att mörkna.
Polarmössorna består av två komponenter: säsongsbetonad - koldioxid och sekulär - vattenis. Enligt data från Mars Express-satelliten kan tjockleken på locken variera från 1 m till 3,7 km. Mars Odyssey-sonden upptäckte aktiva gejsrar på Mars södra polarmössa. Enligt NASA-experter sprack koldioxidstrålar med vårvärmning uppåt till stora höjder och tog med sig damm och sand.
Foton av Mars som visar en dammstorm. juni - september 2001
Vårsmältningen av polarlocken leder till en kraftig ökning av atmosfärstrycket och förflyttning av stora gasmassor till den motsatta halvklotet. Hastigheten på vindarna som blåser i detta fall är 10-40 m/s, ibland upp till 100 m/s. Vinden lyfter stora mängder damm från ytan, vilket leder till dammstormar. Kraftiga dammstormar skymmer nästan helt planetens yta. Dammstormar har en märkbar effekt på temperaturfördelningen i Mars atmosfär.
År 1784 uppmärksammade astronomen W. Herschel säsongsmässiga förändringar i storleken på polarlocken, i analogi med smältningen och frysningen av is i jordens polarområden. På 1860-talet. Den franske astronomen E. Lie observerade en våg av mörkare runt den smältande vårens polarmössa, som sedan tolkades av hypotesen om spridning av smältvatten och tillväxt av vegetation. Spektrometriska mätningar som utfördes i början av 1900-talet. vid Lovell Observatory i Flagstaff av W. Slifer visade dock inte närvaron av en linje av klorofyll, det gröna pigmentet hos landväxter.
Från fotografier av Mariner 7 var det möjligt att fastställa att polarisarna är flera meter tjocka, och den uppmätta temperaturen på 115 K (-158 °C) bekräftade möjligheten att den består av frusen koldioxid - "torris".
Kullen, som kallas Mitchell Mountains, som ligger nära Mars sydpol, ser ut som en vit ö när polarlocket smälter, eftersom glaciärer i bergen smälter senare, även på jorden.
Data från Mars Reconnaissance Satellite gjorde det möjligt att upptäcka ett betydande lager av is under steniga klippor vid foten av bergen. Glaciären, hundratals meter tjock, täcker ett område på tusentals kvadratkilometer, och dess ytterligare studie kan ge information om historien om Mars klimat.
"River" sängar och andra funktioner
Det finns många geologiska formationer på Mars som liknar vattenerosion, särskilt torra flodbäddar. Enligt en hypotes kunde dessa kanaler ha bildats som ett resultat av kortsiktiga katastrofala händelser och är inte bevis för flodsystemets långsiktiga existens. Nya bevis tyder dock på att floderna flödade under geologiskt betydande tidsperioder. I synnerhet upptäcktes inverterade kanaler (det vill säga kanaler som höjts över det omgivande området). På jorden bildas sådana formationer på grund av långvarig ackumulering av täta bottensediment, följt av torkning och vittring av de omgivande stenarna. Dessutom finns det bevis på att kanalerna i floddeltat förskjuts när ytan gradvis stiger.
På sydvästra halvklotet, i Eberswalde-kratern, upptäcktes ett floddelta med en yta på cirka 115 km2. Floden som spolade ut deltat var mer än 60 km lång.
Data från NASA:s Mars-rovers Spirit och Opportunity indikerar också förekomsten av vatten i det förflutna (mineraler hittades som bara kunde ha bildats som ett resultat av långvarig exponering för vatten). Phoenix-apparaten upptäckte isavlagringar direkt i marken.
Dessutom upptäcktes mörka ränder på sluttningarna, vilket tyder på utseendet av flytande saltvatten på ytan i modern tid. De dyker upp strax efter sommarens början och försvinner på vintern, "flyter runt" olika hinder, smälter samman och divergerar. "Det är svårt att föreställa sig att sådana strukturer kan ha bildats av något annat än vätskeflöden", säger NASA-forskaren Richard Zurek.
Flera ovanliga djupa brunnar har upptäckts på Tharsis vulkaniska högland. Att döma av bilden av Mars Reconnaissance Satellite tagen 2007 har en av dem en diameter på 150 meter, och den upplysta delen av väggen går inte mindre än 178 meter djupt. En hypotes har lagts fram om det vulkaniska ursprunget för dessa formationer.
Grundning
Den elementära sammansättningen av ytskiktet av Mars jord, enligt data från landare, är inte densamma på olika platser. Huvudkomponenten i jorden är kiseldioxid (20-25%), som innehåller en blandning av järnoxidhydrater (upp till 15%), vilket ger jorden en rödaktig färg. Det finns betydande föroreningar av svavel-, kalcium-, aluminium-, magnesium- och natriumföreningar (några procent för varje).
Enligt data från NASA:s Phoenix-sond (landar på Mars den 25 maj 2008) är pH-förhållandet och vissa andra parametrar för Mars jordar nära dem på jorden, och det skulle teoretiskt vara möjligt att odla växter på dem. "Vi fann faktiskt att marken på Mars uppfyller kraven och även innehåller de nödvändiga elementen för uppkomsten och upprätthållandet av liv både i det förflutna, nuet och framtiden", sa den ledande kemisten på projektet, Sam Coonaves. Dessutom, enligt honom, kan många människor hitta denna alkaliska jordtyp i "sin bakgård", och den är ganska lämplig för att odla sparris.
Det finns också en betydande mängd vattenis i marken vid landningsplatsen. Mars Odyssey orbiter upptäckte också att det finns avlagringar av vattenis under den röda planetens yta. Senare bekräftades detta antagande av andra enheter, men frågan om närvaron av vatten på Mars löstes slutligen 2008, när Phoenix-sonden, som landade nära planetens nordpol, fick vatten från Mars-jorden.
Geologi och inre struktur
Tidigare, på Mars, liksom på jorden, fanns det rörelse av litosfäriska plattor. Detta bekräftas av egenskaperna hos Mars magnetfält, placeringen av vissa vulkaner, till exempel i provinsen Tharsis, såväl som formen på Valles Marineris. Det nuvarande tillståndet, när vulkaner kan existera mycket längre än på jorden och nå gigantiska storlekar, tyder på att denna rörelse nu är ganska frånvarande. Detta stöds av det faktum att sköldvulkaner växer till följd av upprepade utbrott från samma öppning under lång tid. På jorden, på grund av rörelsen av litosfäriska plattor, ändrade vulkanpunkter ständigt sin position, vilket begränsade tillväxten av sköldvulkaner och kanske inte tillät dem att nå höjder som på Mars. Å andra sidan kan skillnaden i vulkanernas maximala höjd förklaras av att det på grund av den lägre gravitationen på Mars är möjligt att bygga högre strukturer som inte skulle kollapsa under sin egen vikt.
Jämförelse av strukturen hos Mars och andra jordiska planeter
Nuvarande modeller av Mars interna struktur tyder på att Mars består av en skorpa med en genomsnittlig tjocklek på 50 km (och en maximal tjocklek på upp till 130 km), en silikatmantel med en tjocklek på 1800 km och en kärna med en radie på 1480 km. Densiteten i mitten av planeten bör nå 8,5 g/cm2. Kärnan är delvis flytande och består huvudsakligen av järn med en inblandning av 14-17 viktprocent svavel, och innehållet av lätta element är dubbelt så högt som i jordens kärna. Enligt moderna uppskattningar sammanföll bildandet av kärnan med perioden av tidig vulkanism och varade omkring en miljard år. Den partiella smältningen av mantelsilikater tog ungefär samma tid. På grund av den lägre gravitationen på Mars är tryckområdet i Mars mantel mycket mindre än på jorden, vilket innebär att det finns färre fasövergångar. Det antas att fasövergången av olivin till spinellmodifieringen börjar på ganska stora djup - 800 km (400 km på jorden). Reliefens natur och andra egenskaper tyder på närvaron av en astenosfär, bestående av zoner med delvis smält materia. En detaljerad geologisk karta har sammanställts för vissa områden på Mars.
Enligt observationer från omloppsbana och analys av en samling Mars-meteoriter består Mars yta huvudsakligen av basalt. Det finns vissa bevis som tyder på att materialet på delar av Mars yta är mer kvartsrikt än vanlig basalt och kan likna andesitiska bergarter på jorden. Men samma observationer kan tolkas till förmån för närvaron av kvartsglas. Mycket av det djupare lagret består av granulärt järnoxiddamm.
Mars magnetfält
Ett svagt magnetfält har upptäckts nära Mars.
Enligt avläsningarna från magnetometrarna för Mars-2 och Mars-3-stationerna är magnetfältstyrkan vid ekvatorn cirka 60 gamma, vid polen 120 gamma, vilket är 500 gånger svagare än jordens. Enligt AMS Mars-5-data var den magnetiska fältstyrkan vid ekvatorn 64 gamma, och det magnetiska momentet var 2,4 1022 oersted cm2.
Mars magnetfält är extremt instabilt; vid olika punkter på planeten kan dess styrka skilja sig från 1,5 till 2 gånger, och de magnetiska polerna sammanfaller inte med de fysiska. Detta tyder på att järnkärnan på Mars är relativt orörlig i förhållande till sin skorpa, det vill säga den planetariska dynamomekanismen som är ansvarig för jordens magnetfält fungerar inte på Mars. Även om Mars inte har ett stabilt planetariskt magnetfält, har observationer visat att delar av planetskorpan är magnetiserade och att de magnetiska polerna i dessa delar har förändrats tidigare. Magnetiseringen av dessa delar visade sig likna magnetiska anomalier i världshaven.
En teori, publicerad 1999 och omtestad 2005 (med hjälp av den obemannade Mars Global Surveyor), visar dessa ränder plattektonik för 4 miljarder år sedan innan planetens dynamo upphörde att fungera, vilket orsakade ett kraftigt försvagat magnetfält. Orsakerna till denna kraftiga försvagning är oklara. Det finns ett antagande att dynamos funktion 4 miljarder. år sedan förklaras av närvaron av en asteroid som kretsade på ett avstånd av 50-75 tusen kilometer runt Mars och orsakade instabilitet i dess kärna. Asteroiden föll sedan till Roche-gränsen och kollapsade. Denna förklaring i sig innehåller dock oklarheter och är omtvistad inom vetenskapssamfundet.
Geologisk historia
Global mosaik av 102 bilder av Viking 1 orbiter från den 22 februari 1980.
Kanske i det avlägsna förflutna, som ett resultat av en kollision med en stor himlakropp, stannade rotationen av kärnan, liksom förlusten av atmosfärens huvudvolym. Förlusten av magnetfältet tros ha inträffat för cirka 4 miljarder år sedan. På grund av magnetfältets svaghet tränger solvinden nästan obehindrat in i Mars-atmosfären, och många av de fotokemiska reaktionerna under påverkan av solstrålning som sker i jonosfären och uppåt på jorden kan observeras på Mars nästan vid dess allra högsta grad. yta.
Mars geologiska historia inkluderar följande tre epoker:
Noachian Epoch (uppkallad efter "Noachian Land", en region på Mars): Bildandet av den äldsta bevarade ytan på Mars. Varade från 4,5 miljarder till 3,5 miljarder år sedan. Under denna era var ytan ärrad av många nedslagskratrar. Tharsisplatån bildades troligen under denna period, med ett intensivt vattenflöde senare.
Hesperia-eran: från 3,5 miljarder år sedan till 2,9 - 3,3 miljarder år sedan. Denna era präglas av bildandet av enorma lavafält.
Amazonas era (uppkallad efter "Amazonska slätten" på Mars): 2,9-3,3 miljarder år sedan till idag. De områden som bildades under denna era har väldigt få meteoritkratrar, men är annars helt annorlunda. Mount Olympus bildades under denna period. Vid den här tiden spreds lavaflöden i andra delar av Mars.
Månar på Mars
Mars naturliga satelliter är Phobos och Deimos. Båda upptäcktes av den amerikanske astronomen Asaph Hall 1877. Phobos och Deimos är oregelbundna i form och mycket små i storlek. Enligt en hypotes kan de representera asteroider som (5261) Eureka från den trojanska gruppen av asteroider som fångats av Mars gravitationsfält. Satelliterna är uppkallade efter karaktärerna som åtföljer guden Ares (det vill säga Mars), Phobos och Deimos, som personifierar rädsla och fasa som hjälpte krigsguden i strider.
Båda satelliterna roterar runt sina axlar med samma period som runt Mars, så de vetter alltid samma sida mot planeten. Mars tidvatteninflytande saktar gradvis ner Phobos rörelse och kommer i slutändan att leda till att satelliten faller på Mars (om den nuvarande trenden fortsätter), eller till dess sönderfall. Tvärtom, Deimos flyttar bort från Mars.
Båda satelliterna har en form som närmar sig en triaxiell ellipsoid, Phobos (26,6x22,2x18,6 km) är något större än Deimos (15x12,2x10,4 km). Ytan på Deimos verkar mycket slätare på grund av att de flesta kratrarna är täckta med finkornigt material. Uppenbarligen, på Phobos, som är närmare planeten och mer massiv, orsakade ämnet som sprutades ut under meteoritnedslag antingen upprepade nedslag på ytan eller föll på Mars, medan det på Deimos förblev i omloppsbana runt satelliten under en lång tid, och satte sig gradvis. och gömmer ojämn terräng.
Liv på Mars
Den populära idén att Mars var bebodd av intelligenta marsianer blev utbredd i slutet av 1800-talet.
Schiaparellis observationer av de så kallade kanalerna, i kombination med Percival Lowells bok om samma ämne, populariserade idén om en planet vars klimat blev torrare, kallare, döende och där det fanns en uråldrig civilisation som utförde bevattningsarbeten.
Många andra iakttagelser och meddelanden från kända personer har gett upphov till den så kallade "Marsfebern" kring detta ämne. 1899, när han studerade atmosfärisk störning i radiosignaler med hjälp av mottagare vid Colorado Observatory, observerade uppfinnaren Nikola Tesla en upprepande signal. Han föreslog då att det kunde vara en radiosignal från andra planeter, som Mars. I en intervju 1901 sa Tesla att han hade idén att störningar kunde orsakas på konstgjord väg. Även om han inte kunde tyda deras innebörd, var det omöjligt för honom att de uppstod helt av en slump. Enligt hans åsikt var detta en hälsning från en planet till en annan.
Teslas teori väckte det entusiastiska stödet hos den berömde brittiske fysikern William Thomson (Lord Kelvin), som vid ett besök i USA 1902 sa att Tesla enligt hans åsikt hade fångat signalen från marsianerna som skickades till USA. Men sedan började Kelvin starkt förneka detta uttalande innan han lämnade Amerika: "Jag sa faktiskt att invånarna på Mars, om de fanns, säkert kunde se New York, särskilt ljuset från elektricitet."
Idag anses närvaron av flytande vatten på dess yta vara ett villkor för utveckling och underhåll av liv på planeten. Det finns också ett krav på att planetens omloppsbana ska vara i den så kallade beboeliga zonen, som för solsystemet börjar bakom Venus och slutar med Mars-banans halvhuvudaxel. Under perihelion befinner sig Mars inom denna zon, men en tunn atmosfär med lågt tryck förhindrar uppkomsten av flytande vatten över ett stort område under en lång period. Nya bevis tyder på att allt vatten på Mars yta är för salt och surt för att stödja permanent jordliknande liv.
Avsaknaden av en magnetosfär och den extremt tunna atmosfären på Mars är också en utmaning för att stödja liv. Det finns en mycket svag rörelse av värmeflöden på planetens yta; den är dåligt isolerad från bombardement av solvindspartiklar; dessutom, när det värms upp, förångas vatten omedelbart och går förbi det flytande tillståndet på grund av lågt tryck. Mars är också på tröskeln till den sk. "geologisk död". Slutet på vulkanisk aktivitet stoppade uppenbarligen cirkulationen av mineraler och kemiska element mellan ytan och planetens inre.
Bevis tyder på att planeten tidigare var mycket mer benägen att försörja liv än den är nu. Men hittills har inga rester av organismer hittats på den. Vikingaprogrammet, som genomfördes i mitten av 1970-talet, genomförde en rad experiment för att upptäcka mikroorganismer i marsjord. Det har gett positiva resultat, som en tillfällig ökning av CO2-utsläppen när jordpartiklar placeras i vatten och växtmedium. Men då bestriddes dessa bevis på liv på Mars av vissa vetenskapsmän [av vem?]. Detta ledde till deras långa tvist med NASA-forskaren Gilbert Levin, som hävdade att Viking hade upptäckt livet. Efter att ha omvärderat vikingadata i ljuset av aktuell vetenskaplig kunskap om extremofiler, fastställdes det att de utförda experimenten inte var tillräckligt avancerade för att upptäcka dessa livsformer. Dessutom skulle dessa tester till och med kunna döda organismerna även om de fanns i proverna. Tester som genomfördes som en del av Phoenix-programmet visade att jorden har ett mycket alkaliskt pH och innehåller magnesium, natrium, kalium och klorid. Det finns tillräckligt med näringsämnen i jorden för att stödja liv, men livsformer måste skyddas från intensivt ultraviolett ljus.
Det är intressant att i vissa meteoriter av Mars ursprung hittades formationer som är formade som de enklaste bakterierna, även om de är underlägsna i storlek än de minsta landlevande organismerna. En sådan meteorit är ALH 84001, som hittades i Antarktis 1984.
Baserat på observationer från jorden och data från rymdfarkosten Mars Express upptäcktes metan i Mars atmosfär. Under Mars förhållanden sönderfaller denna gas ganska snabbt, så det måste finnas en konstant källa för påfyllning. En sådan källa kan antingen vara geologisk aktivitet (men inga aktiva vulkaner har hittats på Mars) eller bakteriers aktivitet.
Astronomiska observationer från Mars yta
Efter landningen av automatiska fordon på Mars yta blev det möjligt att utföra astronomiska observationer direkt från planetens yta. På grund av Mars astronomiska position i solsystemet, atmosfärens egenskaper, Mars omloppsperiod och dess satelliter, skiljer sig bilden av Mars natthimlen (och astronomiska fenomen observerade från planeten) från den på jorden och på många sätt framstår som ovanligt och intressant.
Färgen på himlen på Mars
Under soluppgång och solnedgång har marshimlen i zenit en rödrosa färg, och i omedelbar närhet av solskivan - från blå till violett, vilket är helt motsatt bilden av jordiska gryningar.
Vid middagstid är Mars himmel gul-orange. Anledningen till sådana skillnader från färgerna på jordens himmel är egenskaperna hos Mars tunna, försålda, dammhaltiga atmosfär. På Mars spelar Rayleigh-spridning av strålar (som på jorden är orsaken till himlens blå färg) en obetydlig roll, dess effekt är svag. Förmodligen orsakas himlens gulorange färg också av närvaron av 1 % magnetit i dammpartiklar som ständigt svävar i Mars atmosfär och uppstår av säsongsbetonade dammstormar. Skymningen börjar långt före soluppgången och varar långt efter solnedgången. Ibland får Marshimlens färg en lila nyans som ett resultat av ljusspridning på mikropartiklar av vattenis i molnen (det senare är ett ganska sällsynt fenomen).
Sol och planeter
Solens vinkelstorlek som observeras från Mars är mindre än den som syns från jorden och är 2/3 av den senare. Merkurius från Mars kommer att vara praktiskt taget otillgänglig för observation med blotta ögat på grund av dess extrema närhet till solen. Den ljusaste planeten på Mars himmel är Venus, Jupiter är på andra plats (dess fyra största satelliter kan observeras utan ett teleskop), och jorden är på tredje plats.
Jorden är en inre planet för Mars, precis som Venus är för jorden. Följaktligen, från Mars, observeras jorden som en morgon- eller kvällsstjärna, stigande före gryningen eller synlig på kvällshimlen efter solnedgången.
Den maximala förlängningen av jorden på Mars himmel kommer att vara 38 grader. För blotta ögat kommer jorden att vara synlig som en ljus (maximal synlig magnitud cirka -2,5) grönaktig stjärna, bredvid vilken månens gulaktiga och svagare (cirka 0,9) stjärna kommer att vara lätt synlig. Genom ett teleskop kommer båda objekten att visa samma faser. Månens rotation runt jorden kommer att observeras från Mars enligt följande: vid månens maximala vinkelavstånd från jorden kan det blotta ögat enkelt skilja månen och jorden åt: efter en vecka kommer "stjärnorna" i Månen och jorden kommer att smälta samman till en enda stjärna, oskiljaktig för ögat; efter ytterligare en vecka kommer månen återigen att vara synlig på sitt maximala avstånd, men på andra sidan från jorden. Då och då kommer en observatör på Mars att kunna se månens passage (transit) över jordens skiva eller, omvänt, månens täckning av jordens skiva. Månens maximala skenbara avstånd från jorden (och deras skenbara ljusstyrka) när det observeras från Mars kommer att variera avsevärt beroende på jordens och Mars relativa positioner, och följaktligen avståndet mellan planeterna. I epoker av opposition kommer det att vara cirka 17 bågminuter, vid det maximala avståndet mellan jorden och Mars - 3,5 bågminuter. Jorden, liksom andra planeter, kommer att observeras i bandet av Zodiac-konstellationer. En astronom på Mars kommer också att kunna observera jordens passage över solens skiva, den närmaste inträffade den 10 november 2084.
Satelliter - Phobos och Deimos
Passage av Phobos över solskivan. Bilder från Opportunity
Phobos, när den observeras från Mars yta, har en skenbar diameter på cirka 1/3 av månens skiva på jordens himmel och en skenbar magnitud på cirka -9 (ungefär samma som månen i sin första fjärdedels fas). Phobos reser sig i väster och går ner i öster, bara för att stiga upp igen 11 timmar senare, och korsar således Marshimlen två gånger om dagen. Rörelsen av denna snabba måne över himlen kommer att vara lätt märkbar under hela natten, liksom de förändrade faserna. Det blotta ögat kommer att kunna urskilja den största relieffunktionen hos Phobos - Stickney-kratern. Deimos stiger i öster och går ner i väster, framträder som en ljus stjärna utan en märkbar synlig skiva, omkring magnituden -5 (något ljusare än Venus på jordens himmel), och korsar långsamt himlen under loppet av 2,7 marsdagar. Båda satelliterna kan observeras på natthimlen samtidigt, i detta fall kommer Phobos att röra sig mot Deimos.
Både Phobos och Deimos är tillräckligt ljusa för att föremål på Mars yta ska kunna kasta klara skuggor på natten. Båda satelliterna har en relativt låg orbitallutning mot Mars ekvator, vilket utesluter deras observation på planetens höga nordliga och södra breddgrader: till exempel stiger Phobos aldrig över horisonten norr om 70,4° N. w. eller söder om 70,4° S. sh.; för Deimos är dessa värden 82,7° N. w. och 82,7°S. w. På Mars kan en förmörkelse av Phobos och Deimos observeras när de går in i skuggan av Mars, samt en solförmörkelse, som bara är ringformig på grund av den lilla vinkelstorleken på Phobos jämfört med solskivan.
Himmelssfär
Nordpolen på Mars, på grund av lutningen av planetens axel, är belägen i stjärnbilden Cygnus (ekvatorialkoordinater: höger uppstigning 21h 10m 42s, deklination +52° 53,0? och är inte markerad av en ljusstark stjärna: den närmaste polen är en stjärna med svag sjätte magnitud BD +52 2880 (andra dess beteckningar är HR 8106, HD 201834, SAO 33185). Den sydliga himlapolen (koordinaterna 9h 10m 42s och -52° 53.0) är belägen ett par grader från stjärnan Kappa Parus (skenbar magnitud 2,5) - dess, i princip, kan betraktas som Mars sydpolstjärna.
Marsförmörkelsens zodiakkonstellationer liknar de som observerats från jorden, med en skillnad: när man observerar solens årliga rörelse bland konstellationerna lämnar den (liksom andra planeter, inklusive jorden), den östra delen av konstellationen Fiskarna. , kommer att passera i 6 dagar genom den norra delen av stjärnbilden Cetus framför hur man kommer in i västra Fiskarna igen.
Mars-utforskningens historia
Utforskningen av Mars började för länge sedan, 3,5 tusen år sedan, i det antika Egypten. De första detaljerade rapporterna om Mars position sammanställdes av babyloniska astronomer, som utvecklade ett antal matematiska metoder för att förutsäga planetens position. Med hjälp av data från egyptierna och babylonierna utvecklade forntida grekiska (hellenistiska) filosofer och astronomer en detaljerad geocentrisk modell för att förklara planeternas rörelse. Flera århundraden senare uppskattade indiska och islamiska astronomer storleken på Mars och dess avstånd från jorden. På 1500-talet föreslog Nicolaus Copernicus en heliocentrisk modell för att beskriva solsystemet med cirkulära planetbanor. Hans resultat reviderades av Johannes Kepler, som introducerade en mer exakt elliptisk bana om Mars, som sammanföll med den observerade.
År 1659 gjorde Francesco Fontana, som tittade på Mars genom ett teleskop, den första ritningen av planeten. Han avbildade en svart fläck i mitten av en tydligt definierad sfär.
År 1660 lades två polarkepsar till den svarta fläcken, tillagda av Jean Dominique Cassini.
År 1888 gav Giovanni Schiaparelli, som studerade i Ryssland, de första namnen till individuella ytegenskaper: Afrodites hav, Erythraean, Adriatic, Cimmerian; sjöarna Sun, Lunnoe och Phoenix.
Storhetstiden för teleskopiska observationer av Mars inträffade i slutet av 1800- och mitten av 1900-talet. Det beror till stor del på allmänhetens intresse och välkända vetenskapliga kontroverser kring de observerade Marskanalerna. Bland astronomerna från förrymdtiden som utförde teleskopiska observationer av Mars under denna period, är de mest kända Schiaparelli, Percival Lovell, Slifer, Antoniadi, Barnard, Jarry-Deloge, L. Eddy, Tikhov, Vaucouleurs. Det var de som lade grunden till areografin och sammanställde de första detaljerade kartorna över Mars yta – även om de visade sig vara nästan helt felaktiga efter att automatiska sonder flög till Mars.
Kolonisering av Mars
Beräknat utseende av Mars efter terraforming
Naturliga förhållanden som är relativt nära de på jorden gör denna uppgift något lättare. I synnerhet finns det platser på jorden där naturliga förhållanden liknar dem på Mars. De extremt låga temperaturerna i Arktis och Antarktis är jämförbara med även de kallaste temperaturerna på Mars, och Mars ekvator kan vara lika varm (+20°C) under sommarmånaderna som på jorden. Det finns också öknar på jorden som till utseendet liknar Mars-landskapet.
Men det finns betydande skillnader mellan jorden och Mars. Speciellt Mars magnetfält är ungefär 800 gånger svagare än jordens. Tillsammans med en sällsynt (hundratals gånger jämfört med jorden) atmosfär ökar detta mängden joniserande strålning som når dess yta. Mätningar utförda av den amerikanska obemannade rymdfarkosten The Mars Odyssey visade att bakgrundsstrålningen i Mars omloppsbana är 2,2 gånger högre än bakgrundsstrålningen på den internationella rymdstationen. Den genomsnittliga dosen var cirka 220 millirad per dag (2,2 milligrays per dag eller 0,8 grays per år). Mängden strålning som tas emot som ett resultat av att ha varit i en sådan bakgrund i tre år närmar sig de fastställda säkerhetsgränserna för astronauter. På Mars yta är strålningsbakgrunden något lägre och dosen är 0,2-0,3 Gy per år, varierande kraftigt beroende på terräng, höjd och lokala magnetfält.
Den kemiska sammansättningen av mineraler som är vanliga på Mars är mer varierande än hos andra himlakroppar nära jorden. Enligt företaget 4Frontiers finns det tillräckligt med dem för att försörja inte bara Mars själv, utan även månen, jorden och asteroidbältet.
Flygtiden från jorden till Mars (med nuvarande teknik) är 259 dagar i en halvellips och 70 dagar i en parabel. För att kommunicera med potentiella kolonier kan radiokommunikation användas, som har en fördröjning på 3-4 minuter i varje riktning under planeternas närmaste närmande (som upprepas var 780:e dag) och cirka 20 minuter. på planeternas maximala avstånd; se Konfiguration (astronomi).
Hittills har inga praktiska åtgärder vidtagits för att kolonisera Mars, men utveckling av kolonisering pågår, till exempel Centenary Spaceship-projektet, utvecklingen av en beboelig modul för att vistas på planeten Deep Space Habitat.
Mars omloppsbana är långsträckt, så avståndet till solen förändras med 21 miljoner km under hela året. Avståndet till jorden är inte heller konstant. Under planeternas stora oppositioner, som inträffar en gång vart 15-17:e år, när solen, jorden och Mars radas upp, närmar sig Mars jorden på maximalt 50-60 miljoner km. Den sista stora konfrontationen ägde rum 2003. Det maximala avståndet för Mars från jorden når 400 miljoner km.
Ett år på Mars är nästan dubbelt så långt som på jorden - 687 jorddagar. Axeln lutar mot omloppsbanan - 65 °, vilket leder till årstidernas förändring. Rotationsperioden runt sin axel är 24,62 timmar, det vill säga bara 41 minuter längre än jordens rotationsperiod. Ekvatorns lutning mot omloppsbanan är nästan som jordens. Det betyder att växlingen av dag och natt och växlingen av årstid på Mars fortskrider nästan likadant som på jorden.
Enligt beräkningar har Mars kärna en massa på upp till 9% av planetens massa. Den består av järn och dess legeringar och är i flytande tillstånd. Mars har en tjock skorpa som är 100 km tjock. Mellan dem finns en silikatmantel berikad med järn. Mars röda färg förklaras exakt av det faktum att dess jord till hälften består av järnoxider. Planeten verkade ha "rostat".
Himlen ovanför Mars är mörklila, och ljusa stjärnor är synliga även under dagen i lugnt, lugnt väder. Atmosfären har följande sammansättning (Fig. 46): koldioxid - 95%, kväve - 2,5%, atomärt väte, argon - 1,6%, resten är vattenånga, syre. På vintern fryser koldioxid och förvandlas till torris. Det finns sällsynta moln i atmosfären, det är dimma över låglandet och på botten av kratrar under den kalla årstiden.
Ris. 46. Sammansättning av Mars atmosfär
Det genomsnittliga atmosfärstrycket vid ytnivå är cirka 6,1 mbar. Detta är 15 000 gånger mindre än , och 160 gånger mindre än jordens yta. I de djupaste sänkorna når trycket 12 mbar. Atmosfären på Mars är mycket tunn. Mars är en kall planet. Den lägsta registrerade temperaturen på Mars är -139°C. Planeten kännetecknas av kraftiga temperaturförändringar. Temperaturamplituden kan vara 75-60 °C. Mars har klimatzoner som liknar dem på jorden. I ekvatorialzonen stiger temperaturen vid middagstid till +20-25 °C och på natten sjunker till -40 °C. I den tempererade zonen är temperaturen på morgonen 50-80 °C.
Man tror att Mars för flera miljarder år sedan hade en atmosfär med en densitet på 1-3 bar. Vid detta tryck bör vattnet vara i flytande tillstånd, och koldioxid bör avdunsta, och en växthuseffekt kan uppstå (som på Venus). Mars förlorade dock gradvis sin atmosfär på grund av sin låga massa. Växthuseffekten minskade, permafrost och polarlock dök upp, vilket observeras än idag.
Den högsta vulkanen i solsystemet, Olympus Mons, ligger på Mars. Dess höjd är 27 400 m, och diametern på vulkanens bas når 600 km. Detta är en utdöd vulkan som troligen bröt ut lava för cirka 1,5 miljarder år sedan.
Allmänna egenskaper hos planeten Mars
För närvarande har inte en enda aktiv vulkan hittats på Mars. Det finns andra jättevulkaner nära Olympen: Mount Askrian, Mount Pavolina och Mount Arsia, vars höjd överstiger 20 km. Lavan som rann ut ur dem, innan den stelnade, spred sig åt alla håll, så vulkanerna är mer formade som kakor än kottar. Det finns också sanddyner, gigantiska kanjoner och förkastningar, samt meteoritkratrar på Mars. Det mest ambitiösa kanjonsystemet är Valles Marineris, 4 tusen km lång. Tidigare kan floder ha flutit på Mars, vilket lämnade de kanaler som observerats idag.
1965 sände den amerikanska Mariner 4-sonden de första bilderna av Mars. Baserat på dessa, samt fotografier från Mariner 9, de sovjetiska sonderna Mars 4 och Mars 5, och amerikanska Viking 1 och Viking 2, som opererade 1974, den första kartan över Mars. Och 1997 levererade en amerikansk rymdfarkost en robot till Mars - en sexhjulig vagn som var 30 cm lång och vägde 11 kg. Roboten var på Mars från 4 juli till 27 september 1997 och studerade denna planet. Program om hans rörelser sändes på TV och Internet.
Mars har två satelliter - Deimos och Phobos.
Antagandet om existensen av två satelliter på Mars gjordes 1610 av en tysk matematiker, astronom, fysiker och astrolog Johannes Kepler (1571 — 1630), som upptäckte lagarna för planetarisk rörelse.
Mars satelliter upptäcktes dock först 1877 av en amerikansk astrolog Asaph Hall (1829-1907).
> Jämförelse av Mars och jorden
Jämför Mars och planeten Jorden. Hur de är olika och lika: storlek, atmosfär, gravitation, avstånd till solen, levnadsförhållanden, egenskaper i antal med foton.
Tidigare trodde forskare att Mars yta var prickad med ett system av kanaler. På grund av detta började de tro att planeten såg ut som vår och kunde vara värd för liv. Men när vi studerade det i detalj, insåg vi att det finns många skillnader mellan föremålen.
Nu är den röda planeten en frusen öken, men en gång i tiden liknade den här världen vår. De konvergerar i storlek, axiell lutning, struktur, sammansättning och närvaro av vatten. Men olikheter hindrar oss från att snabbt kolonisera planeten. Låt oss se hur Mars och planeten Jorden skiljer sig åt.
Jämförelse av storlek, massa, omloppsbana mellan jorden och Mars
Jordens genomsnittliga radie är 6371 km, och massan är 5,97 × 10 24 kg, vilket är anledningen till att vi ligger på 5:e plats i storlek och massivitet. Mars radie är 3396 km vid dess ekvator (0,53 jordens), och dess massa är 6,4185 x 10 23 kg (15% jordens). På den översta bilden kan du se hur mycket mindre Mars är än jorden.
Jordens volym är 1,08321 x 10 12 km 3, och marsvolymen är 1,6318 × 10¹¹ km³ (0,151 jordens). Mars yttäthet är 3,711 m/s², vilket är 37,6 % av jorden.
Deras omloppsbanor är helt olika. Jordens genomsnittliga avstånd från solen är 149 598 261 km och fluktuationer från 147 095 000 km till 151 930 000 km. Det maximala avståndet för Mars är 249 200 000 000 km, och dess närhet är 206 700 000 000 km. Dessutom når dess omloppsperiod 686.971 dagar.
Men deras sideriska omsättning är nästan densamma. Om vi har 23 timmar, 56 minuter och 4 sekunder, så har Mars 24 timmar och 40 minuter. Bilden visar nivån av axiell lutning av Mars och jorden.
Det finns också en likhet i axellutningen: Mars 25,19° kontra terrestra 23°. Detta innebär att säsongsvariationer kan förväntas från den röda planeten.
Jordens och Mars struktur och sammansättning
Jorden och Mars är representanter för de jordiska planeterna, vilket betyder att de har en liknande struktur. Det är en metallisk kärna med en mantel och skorpa. Men jordens densitet (5,514 g/cm3) är högre än Mars (3,93 g/cm3), det vill säga Mars rymmer lättare element. Figuren nedan jämför strukturen av Mars och planeten Jorden.
Marskärnan sträcker sig över 1795 +/-65 km och består av järn och nickel, samt 16-17% svavel. Båda planeterna har en silikatmantel runt sin kärna och en fast ytskorpa. Jordmanteln sträcker sig över 2890 km och består av silikatbergarter med järn och magnesium, och skorpan täcker 40 km, där det förutom järn och magnesium finns granit.
Marsmanteln är bara 1300-1800 km och representeras också av silikatsten. Men det är delvis trögflytande. Kora – 50-125 km. Det visar sig att med nästan samma struktur skiljer de sig åt i tjockleken på lagren.
Ytegenskaper hos jorden och Mars
Det är här som den största kontrasten noteras. Det är inte för inte som vi kallas den blå planeten, som svämmar över av vatten. Men den röda planeten är en kall och öde plats. Det finns mycket smuts och järnoxid, varför den röda färgen dyker upp. Vatten finns i form av is i polarområdena. Även en liten mängd finns kvar under ytan.
Det finns likheter i landskapet. Båda planeterna innehåller vulkaner, berg, åsar, raviner, platåer, kanjoner och slätter. Mars har också det största berget i solsystemet, Olympus Mons, och den djupaste avgrunden, Valles Marineris.
Båda planeterna led av asteroid- och meteoritattacker. Men på Mars är dessa spår bättre bevarade, och vissa är miljarder år gamla. Allt handlar om lufttryck och bristen på nederbörd, som förstör formationer på vår planet.
Marskanaler och raviner genom vilka vatten tidigare kunde strömma lockar uppmärksamhet. Man tror att orsaken till dess skapelse kan vara vattenerosion. De sträcker sig 2000 km i längd och 100 km i bredd.
Atmosfär och temperatur på jorden och Mars
Här är planeterna radikalt annorlunda. Jorden har ett tätt atmosfäriskt lager uppdelat i 5 sfärer. Mars har en tunn atmosfär, och trycket är 0,4-0,87 kPa. Jordens atmosfär består av kväve (78 %) och syre (21 %), medan Mars atmosfäriska sammansättning är koldioxid (96 %), argon (1,93 %) och kväve (1,89 %).
Detta påverkade också skillnaden i temperaturavläsningar. Jordens medelvärde är 14°C, maxvärdet är 70,7°C, och minimum sjunker till -89,2°C.
På grund av atmosfärens tunnhet och dess avstånd från solen är Mars mycket svalare. Genomsnittet sjunker till -46°C, minimum når -143°C och kan värmas upp till 35°C. Marsatmosfären innehåller också en enorm mängd damm (partikelstorleken är 1,5 mikrometer), vilket är anledningen till att planeten ser röd ut.
Magnetiska fält på jorden och Mars
Jordens dynamo drivs av kärnans rotation, som producerar strömmar och ett magnetfält. Denna process är extremt viktig, eftersom den skyddar jordelivet. Beundra de magnetiska fälten på Mars och jorden i detta NASA-diagram.
Jordens magnetosfär fungerar som en sköld som förhindrar farliga kosmiska strålar från att bryta igenom till ytan. Men för Mars är den svag och saknar integritet. Man tror att dessa bara är rester av den ursprungliga magnetosfären, som nu är spridd i olika delar av planeten. Den största spänningen ligger närmare södra sidan.
Kanske försvann magnetosfären på grund av en intensiv meteoritattack. Eller så handlar det om kylningsprocessen, som ledde till att dynamo stoppades för 4,2 miljarder år sedan. Sedan började solvinden arbeta och blåste bort resterna tillsammans med atmosfären och vattnet.
Jordens och Mars satelliter
Planeter har satelliter. Vår måne är den enda granne som är ansvarig för tidvattnet. Det har funnits med oss länge och finns inpräntat i många kulturer. Det är inte bara en av de största satelliterna i systemet, utan den mest studerade.
Två månar kretsar kring Mars: Phobos och Deimos. De hittades 1877. Deras namn ges för att hedra sönerna till krigsguden Ares: rädsla och fasa. Phobos sträcker sig över 22 km och dess avstånd sträcker sig mellan 9234,42 km och 9517,58 km. Ett pass tar 7 timmar. Man tror att om 10-50 miljoner år kommer satelliten att krascha in i planeten.
Diametern på Deimos är 12 km, och omloppsbanan är 23455,5 km - 23470,9 km. Förbifarten tar 1,26 dagar. Det finns också ytterligare satelliter vars diameter inte överstiger 100 m. De kan bilda en dammring.
Man tror att Phobos och Deimos tidigare var asteroider som lockades av gravitationen. Detta antyds av deras sammansättning och låga albedo.
Slutsats om Jorden och Mars
Vi tittade på två planeter. Låt oss jämföra deras huvudparametrar (Jorden till vänster och Mars till höger):
- Medelradie: 6 371 km / 3 396 km.
- Vikt: 59,7 x 10 23 kg / 6,42 x 10 23 kg.
- Volym: 10,8 x 10 11 km 3 / 1,63 × 10¹¹ km³.
- Halvaxel: 0,983 – 1,015 a.u. / 1,3814 – 1,666 a.u.
- Tryck: 101,325 kPa / 0,4 - 0,87 kPa.
- Tyngdkraft: 9,8 m/s² / 3,711 m/s²
- Medeltemperatur: 14°C / -46°C.
- Temperaturvariationer: ±160°C / ±178°C.
- Axiell lutning: 23° / 25,19°.
- Dagens längd: 24 timmar/24 timmar och 40 minuter.
- Årets längd: 365,25 dagar / 686,971 dagar.
- Vatten: rikligt/intermittent (i form av is).
- Polarisar: Ja / Ja.
Vi ser att Mars är en liten och ökenplanet jämfört med oss. Dess egenskaper visar att kolonialisterna kommer att behöva möta ett stort antal svårigheter. Och ändå är vi redo att ta risker och ge oss ut på en resa. Dessutom är avståndet från jorden till Mars relativt litet. En dag kanske vi gör det till vårt andra hem.
