Марс

Вращаясь вокруг Солнца на расстоянии 141,6 миллиона миль (210 миллионов километров), Марс является четвертой планетой от Солнца. Имея диаметр 4228 миль (6804 километра), Марс является второй по величине планетой в Солнечной системе после Меркурия. Помимо Земли, Марс, пожалуй, самая изученная планета в Солнечной системе, и когда мы начинаем понимать Красную Планету, легко понять почему.

Поверхность Марса - это чужой, но в чем-то знакомый ландшафт. Возможно, одним из самых поразительных аспектов Марса является его сходство с Землей. Ось Марса наклонена примерно на 25 градусов, что почти идентично наклону Земли. В результате получается, что день на Марсе всего примерно на полчаса длиннее, чем на Земле. Марс примерно вдвое меньше Земли по размеру и всего лишь на 11% больше по массе.

Климат на Марсе

Отсутствие плотной атмосферы затрудняет циркуляцию солнечного тепла вокруг планеты. Это приводит к экстремальным колебаниям температуры на Марсе, которые могут варьироваться от примерно 71,6 градуса по Фаренгейту (22 градуса по Цельсию) до значительно ниже минус 148 градусов по Фаренгейту (минус 100 градусов по Цельсию). Эти резкие изменения температуры также оказывают влияние на марсианский климат. Низкие температуры на полюсах и вблизи них приводят к тому, что окись углерода в атмосфере конденсируется на поверхности в виде сухого льда. Зимой марсианские ледяные шапки увеличиваются в размерах по мере того, как на поверхности конденсируется все больше сухого льда. Летом более высокие температуры превращают сухой лед обратно в угарный газ, и ледяные шапки отступают. Астрономы также считают, что эти колебания температуры вызывают пыльные бури на Марсе. Перепады температур создают высокоскоростные ветры, которые поднимают пыль с поверхности. Иногда эти пыльные бури могут стать настолько сильными, что одним штормом накроют всю планету. Грязь и пыль, поднимаемые в атмосферу пыльными бурями, - вот из-за чего на Марсе красное небо.

Топография Марса

Географически Марс характеризуется двумя отдельными регионами: Высокогорьем и Низменностями. Высокогорья расположены по всему Южному полушарию Марса и составляют около двух третей всей марсианской поверхности. Низменности простираются по всему Северному полушарию и составляют треть поверхности Марса. Как правило, Высокогорье определяется как местность с обилием ударных кратеров и более старыми особенностями поверхности. Низменности - полная противоположность, с очень небольшим количеством кратеров и гладкой поверхностью. Низменности также являются домом для всех вулканов Марса, а также для самого большого каньона в Солнечной системе - Долины Маринерис. Долины Маринери простираются на 4000 километров в длину и на 7 километров в глубину. Если бы она была размещена на Земле, то долина простиралась бы через все Соединенные Штаты.

История наблюдений Марса

Марс виден невооруженным глазом без необходимости в каком-либо оборудовании, и, таким образом, о его существовании известно с древних времен. Первые зарегистрированные наблюдения Марса относятся к древним цивилизациям Месопотамии. Более 5000 лет назад шумеры верили, что Марс - это бог Нергал, бог войны и чумы. В более поздних культурах, таких как греки и римляне, Марс часто считался богом войны. На самом деле имя Марс происходит от римского бога войны. Учитывая его красный цвет, который можно увидеть невооруженным глазом, неудивительно, что различные культуры ассоциировали Марс с войной и смертью. В 1610 году Галилео Галилей стал первым человеком, наблюдавшим Марс через окуляр телескопа.К несчастью для Галилея, его телескоп был недостаточно мощным, чтобы разглядеть какие-либо особенности Марса. В середине 1600-х годов астроном Кристиан Гюйгенс стал первым, кто нанес на карту поверхность Марса, и хотя карта очень неточна по современным стандартам, это была первая карта, на которой было обнаружено, что у Марса есть особенности поверхности.

К 1800-м годам телескопы продвинулись достаточно далеко, чтобы астрономы начали определять отдельные особенности поверхности Марса. В 1877 году астроном Джованни Скиапарелли составил первую подробную карту Марса с помощью 8,7-дюймового телескопа. Наиболее примечательной особенностью карты Скиапарелли было наличие каналов на поверхности Марса. В течение десятилетий астрономы полагали, что на поверхности Марса имеются каналы, и многие предполагали, что эти каналы были созданы разумной цивилизацией. Существование жидкой воды привело к притязаниям на растительность и животных. Однако по мере того, как телескопы становились все более мощными, каналы, казалось, исчезали. Как оказалось, каналы были просто оптической иллюзией. К началу 20-го века теория каналов на Марсе была широко дискредитирована.

Марс оставался загадочным миром вплоть до Космической гонки 1960-х и 1970-х годов. Советский Союз был первой страной, предпринявшей попытку роботизированных полетов на Марс в 1960 году, но, к сожалению, все они закончились неудачей. Первый успешный облет Марса был совершен НАСА в 1965 году с помощью космического аппарата "Маринер-4". В 1971 году "Маринер-9" стал первым космическим кораблем, вышедшим на орбиту вокруг Марса. Самыми первыми роботизированными космическими аппаратами, достигшими поверхности Марса, были спускаемые аппараты "Марс-2" и "Марс-3", оба запущенные Советским Союзом. В 1971 году два космических аппарата успешно достигли Марса. "Марс-2" развалился на части во время спуска, однако "Марс-3" успешно приземлился на поверхность, но оставался работоспособным всего 20 секунд. Первой по-настоящему успешной посадкой на Марс стала миссия НАСА "Викинг" в 1975 году. В 1975 году НАСА запустило "Викинг-1" и "Викинг-2", и оба успешно приземлились на поверхность Марса в 1976 году. Viking 1 оставался в эксплуатации в течение шести лет, в то время как Viking 2 оставался в эксплуатации в течение трех лет. Оба спускаемых аппарата предоставили ученым самые первые цветные изображения марсианской поверхности.

В 1990-е годы были осуществлены некоторые из самых важных миссий на Марс, в том числе первый марсоход, успешно приземлившийся и ступивший на марсианскую поверхность. В 1997 году миссия NASA Mars Pathfinder успешно приземлилась на поверхность и развернула первый в истории марсоход. В том же году аппарат NASA Mars Global Surveyor вышел на орбиту вокруг Марса и предоставил ученым некоторые из самых подробных изображений марсианской поверхности, а также полную карту всей планеты.

В настоящее время на Марсе находятся три действующих марсохода. Curiosity и Perseverance управляются НАСА, в то время как марсоход Zhurong управляется Китаем. В дополнение к трем марсоходам, в настоящее время на орбите вокруг Марса находится восемь космических аппаратов.

Вода на Марсе

Хотя сегодня Марс сухой и бесплодный, так было не всегда. Около трех миллиардов лет назад Марс выглядел почти как Земля. Атмосфера содержала большое количество кислорода, и жидкая вода текла по поверхности в виде ручьев, рек, озер и, возможно, даже океанов. Доказательства наличия воды на Марсе широко распространены. Марсианские марсоходы обнаружили прямые доказательства наличия воды в виде горных пород и минералов. На поверхности Марса преобладают базальты: магматические породы, состоящие из оливина, плагиоклаза и пироксена. Когда эти камни вступают в контакт с водой, вода может изменить камни как физически, так и физически. и химически. Эти новые минералы называются гидратированными минералами. Когда базальт на Марсе в течение некоторого времени вступает в контакт с водой, образуются такие минералы, как гипс, сульфат, карбонатные минералы и глинистые минералы. Ученые обнаружили все эти минералы на Марсе. Учитывая, что эти минералы могут образовываться только в присутствии воды, есть очень веские основания полагать, что жидкая вода действительно существовала на Марсе. В дополнение к химическим доказательствам, орбитальные спутники и марсоходы обнаружили потрясающие физические структуры, которые, вероятно, образовались из текущей воды. К ним относятся русла озер, русла рек, океанические бассейны и даже дельты рек.

История Марса

Чтобы понять, как Марс превратился из голубой планеты в красную, мы должны взглянуть на то, что наука открыла о его истории. История Марса делится на четыре отдельных периода времени: до-ноахский, ноахский, гесперийский и амазонский. Доноевский период - это период времени от 4,5 до 4,1 миллиарда лет назад. Он представляет собой период времени между формированием Красной Планеты и началом Поздней Тяжелой бомбардировки. Об этом периоде времени известно очень мало, потому что с тех пор геологические силы изменили форму поверхности Марса. От 4,1 до 3,7 миллиарда лет назад, Марс находился в Ноевом периоде. Этот период времени был в первую очередь отнесен к Поздней тяжелой бомбардировке, периоду времени, когда обломки от формирования Солнечной системы буквально бомбардировали планеты. Именно в этот же период на Марсе жизнь начала зарождаться на Земле. Удивительно, но именно в Ноев период вода, вероятно, начала в изобилии течь по поверхности Марса. Считается, что именно в этот период Марс стал пригодным для жизни. Присутствовала не только жидкая вода, но и атмосфера была намного плотнее и теплее, чем сегодня. Более того, в марсианской воде в изобилии начала образовываться органика. Если жизнь когда-нибудь и возникнет на Марсе, то, скорее всего, именно в этот период времени. В течение следующих 700 миллионов лет Марс останется пригодным для жизни миром. Однако все начало меняться в следующую эпоху: Гесперийский период. Геспериан, начавшийся 3,7 миллиарда лет назад и закончившийся 3 миллиарда лет назад, был очень интересным периодом времени для Марса. В ту эпоху массовые наводнения были обычным явлением, как и извержения вулканов. Фактически, именно в этот период времени начал формироваться самый большой вулкан в Солнечной системе: Олимп Монс. При высоте 25 км он почти в три раза выше Эвереста. Однако, когда гесперианство подошло к концу 3 миллиарда лет назад, Марс уже не был тем голубым мрамором, каким был когда-то. Его магнитное поле становилось все слабее, и в результате у него не было защиты от солнечного ветра. В конце концов солнечное излучение лишило Марс его некогда плотной атмосферы. Температура начала резко падать, вода в нем либо замерзла, либо разрушилась под воздействием солнечной радиации. Интересно, что магнитное поле Марса ослабло из-за потери внутреннего тепла, что является прямым результатом того факта, что меньшие планеты теряют тепло быстрее.

С потерей атмосферы и воды Марс быстро превратился из оазиса в пустыню. Некогда покрытый водой мир теперь был в основном сухим и бесплодным. Его реки и океаны быстро высыхали или замерзали, а насыщенная кислородом атмосфера испарялась в космос. В течение почти миллиарда лет Марс был примерно так же пригоден для жизни, как и Земля. Вполне возможно, что за это время на Марсе действительно сформировалась жизнь. Если это так, то возникает два вопроса: смогла бы жизнь пережить трансформацию Марса или она быстро вымерла? Если жизнь действительно выжила и приспособилась к этим условиям, есть только одно место он все еще может существовать: глубоко под землей. Интересно, что Марс не потерял всю свою жидкую воду. Существует достаточно доказательств, чтобы предположить, что вода все еще существует в жидкой форме глубоко под землей, защищенная от солнечной радиации толстым слоем породы. Однако единственная причина, по которой эта вода способна оставаться жидкой при таких низких температурах, заключается в количестве растворенной в воде соли. На самом деле вода настолько соленая, что ни одна форма жизни на Земле не смогла бы выжить в таких условиях. Если жизнь действительно существует в этих подземных потоках, ей нужно было бы каким-то образом адаптироваться к этим условиям с течением времени. Это возможно, учитывая, сколько времени потребовалось Марсу на трансформацию, что дало любым формам жизни достаточно времени, чтобы потенциально адаптироваться к этим меняющимся условиям. При поиске жизни на Марсе есть три возможности. Во-первых, жизнь никогда не возникала на Марсе, и никогда не будет найдено никаких доказательств ее существования. Во-вторых, жизнь действительно возникла на Марсе, но была уничтожена, когда Марс стал непригодным для жизни. В-третьих, жизнь возникла и приспособилась к меняющейся окружающей среде, ожидая, когда ее обнаружат глубоко под землей. Надеюсь, будущие миссии на Красную планету ответят на эти вопросы.

Марсианская геология

Поверхность Марса - очаровательное место. Пожалуй, самым захватывающим является тот факт, что поверхность разделена на две большие области, называемые Высокогорьем и Низменностью. Высокогорья существуют в Южном полушарии, в то время как низменности существуют в Северном полушарии. Эти два региона сильно отличаются друг от друга с точки зрения геологии поверхности. Северные низменности характеризуются обширными гладкими равнинами и вулканами, в то время как южные высокогорья характеризуются большим количеством ударных кратеров. Эти различия говорят о том, что по какой-то причине низменности имеют более молодой возраст, чем высокогорья. Гладкая поверхность и отсутствие ударных кратеров наводят на мысль об истории геологической активности. Другое объяснение заключается в том, что Северное полушарие Марса подверглось воздействию крупного объекта размером почти с планету около четырех миллиардов лет назад. Если это так, то низменности на самом деле могут представлять собой единый ударный кратер.

Как и Земля, Марс является домом для двух больших полярных ледяных шапок, одной на Северном полюсе и одной на Южном полюсе. Полярные ледяные шапки на Марсе примерно на 70% состоят из водяного льда. Остальные 30% представляют собой комбинацию замороженного диоксида углерода и монооксида углерода. Как и полярные ледяные шапки на Земле, марсианские ледяные шапки могут расти и уменьшаться в зависимости от времени года. Летом солнечное тепло расплавляет замороженный углекислый газ и монооксид углерода, которые затем возвращаются в атмосферу. В течение зимы эти два газа замерзают и осаждаются на поверхности. Таяние и замерзание газов в атмосфере Марса также оказывает влияние на погоду планеты. Процесс таяния и замерзания полярных ледяных шапок переносит пыль и водяной пар по поверхности Марса, создавая облака, ветры и даже пыльные бури.

Марсианские вулканы и каньоны

Гора Олимп высотой 21 000 метров является крупнейшим вулканом на Марсе, расположенным в регионе, известном как регион Тарсис. Миллиарды лет назад в этой области были чрезвычайно активные горячие точки. Эти горячие точки постоянно снабжают поверхность свежей лавой, которая накапливается, охлаждается, затвердевает и оставляет после себя гору. На Земле этот процесс ограничен из-за движения земной коры посредством тектоники плит. Гавайи - прекрасный пример образования вулканов на Земле по сравнению с вулканами на Марсе. Вулканы Гавайев образовались над вулканической горячей точкой, расположенной под тихоокеанской плитой. Когда плиты движутся по поверхности планеты, горячие точки под ними остаются неподвижными. Поскольку горячая точка выпускает лаву на поверхность и образует вулкан, формирующийся вулкан может отойти от горячей точки, и его образование прекратится. Таким образом, пластины действуют как конвейерная лента, в то время как горячая точка постоянно сбрасывает новый материал на конвейерную ленту для удаления. На Земле одна горячая точка может породить несколько вулканов, как это было на Гавайях. Марс, однако, - это совсем другая история. Вулканы образовались практически таким же образом; горячая точка, расположенная под марсианской корой, поставляла на поверхность свежую лаву, которая охлаждалась и затвердевала, образуя вулкан. Однако, в отличие от Земли, на Марсе нет никаких плит. Скорее всего, одна плита охватывает всю планету. Из-за этого формирующиеся вулканы не могут удаляться от горячих точек, и, таким образом, одна горячая точка создаст один гигантский вулкан, а не множество вулканов, которые в противном случае образовались бы здесь, на Земле. Гравитация также является важным фактором. Гравитация на Земле намного сильнее, и она не позволит любой горе достичь определенного размера. На Марсе гравитация намного слабее, и поэтому у гор больше места для формирования. Эти и другие факторы позволили марсианским вулканам вырасти до фантастических размеров. Олимп Монс настолько велик, что по размерам почти равен Франции.

Помимо того, что на Марсе находится самый большой вулкан в Солнечной системе, он также является домом для одного из самых больших каньонов. Долина Маринерис представляет собой обширный каньон, протянувшийся на расстояние 2500 миль (4000 километров) и имеющий в среднем глубину 4,3 мили (семь километров). Самый большой каньон на Земле, Гранд-каньон, имеет 277 миль (446 километров) в длину и среднюю глубину 1,2 мили (два километра). Это означает, что Долина Маринери почти в девять раз больше Большого Каньона. Долины Маринери такие большие что если бы он был помещен на Землю, то простирался бы почти на всю территорию Соединенных Штатов. Как именно образовался этот гигантский каньон, до сих пор остается загадкой, но, скорее всего, это результат разрушения марсианской коры. Недалеко от долин Маринери находится регион Тарсис, в котором находятся все крупные вулканы Марса. Когда в регионе Тарсис образовались гигантские вулканы, подстилающая их кора просто смогла удержаться вместе. В конце концов сама земная кора разрушилась, и началось формирование Долин Маринери. Со временем эрозия, вызванная извержениями вулканов, погодными условиями, воздействием воды и астероидов, привела к тому, что Долина Маринерис увеличилась в размерах и в конечном итоге стала одной из крупнейших известных структур в Солнечной системе.

Это интересно:

Как образовалась Луна?

Уран

Насколько велика Солнечная система?