Вопрос о том, есть ли жизнь на Марсе, не даёт покоя людям вот уже на протяжении многих десятилетий. Загадка стала ещё более актуальной после того, как возникли подозрения о наличии на планете речных долин: если по ним когда-то текли водные потоки, то присутствие жизни на находящейся по соседству с Землёй планете отрицать нельзя.
Марс расположен между Землёй и Юпитером, является седьмой по величине планетой в Солнечной системе и четвёртой по счёту от Солнца. Красная планета меньше нашей Земли в два раза: её радиус на экваторе составляет почти 3,4 тыс. км (экваториальный радиус Марса на двадцать километров больше полярного).
От Юпитера, который является пятой по счёту планетой от Солнца, Марс расположен на расстоянии от 486 до 612 млн. км. Земля находится значительно ближе: наименьшее расстояние между планетами – 56 млн. км, наибольшее расстояние – около 400 млн. км.
Не удивительно, что Марс на земном небосводе очень хорошо различим. Ярче его лишь Юпитер и Венера, и то не всегда: раз в пятнадцать-семнадцать лет, когда красная планета приближается к Земле на минимальное расстояние, на протяжении полумесяца Марс – самый яркий объект на небосводе.
Назвали четвёртую по порядку планету Солнечной системы в честь бога войны древнего Рима, поэтому графическим символом Марса является круг со стрелой, что направлена вправо и вверх (круг символизирует жизненную силу, стрела – щит и копьё).
Планеты земной группы
Марс, вместе с ещё тремя планетами, что расположены ближе всех к Солнцу, а именно Меркурием, Землёй и Венерой, входит в состав планет земной группы.
Для всех четырех планет этой группы характерны высокая плотность. В отличие от газовых планет (Юпитера, Урана), они состоят из железа, кремния, кислорода, алюминия, магния и других тяжёлых элементов (например, красный оттенок поверхности Марса придаёт оксид железа). При этом планеты земной группы по массе намного уступают газовым: самая крупная планета земной группы, Земля, в четырнадцать раз легче самой лёгкой газовой планеты нашей системы – Урана.
Как и для остальных планет земной группы, Земли, Венеры, Меркурия, для Марса характерна следующая структура:
- Внутри планеты – частично жидкое железное ядро радиусом от 1480 до 1800 км, с незначительной примесью серы;
- Мантия из силикатов;
- Кора, состоящая из различных горных пород, в основном – из базальта (средняя толщина марсианской коры составляет 50 км, максимальная – 125).
Стоит заметить, что третья и четвёртая по счёту от Солнца планеты земной группы имеют естественные спутники. У Земли он один – Луна, а вот у Марса два – Фобос и Деймос, что были названы в честь сыновей бога Марса, но в греческой интерпретации, которые всегда сопровождали его в бою.
Согласно одной из гипотез, спутники являются оказавшимися в гравитационном поле Марса астероидами, поэтому отличаются спутники небольшими размерами и обладают неправильной формой. При этом Фобос понемногу замедляет своё движение, в результате чего в будущем или распадётся, или упадёт на Марс, а вот второй спутник, Деймос, наоборот, от красной планеты постепенно удаляется.
Ещё одним интересным фактом о Фобосе является то, что в отличие от Деймоса и других спутников планет Солнечной системы, восходит с западной сторону и уходит за горизонт на востоке.
Рельеф
В прежние времена на Марсе происходило движение литосферных плит, что вызвало поднятие и падение марсианской коры (тектонические плиты движутся и сейчас, но уже не так активно). Рельеф примечателен тем, что несмотря на то, что Марс является одной из самых малых планет, здесь расположено немало крупнейших объектов Солнечной системы:
Здесь находится самая высокая гора из обнаруженных на планетах Солнечной системы – недействующий вулкан Олимп: его высота от основания составляет 21,2 км. Если посмотреть на карту, можно увидеть, что гору окружает огромное количество небольших возвышенностей и хребтов.
На красной планете расположена крупнейшая система каньонов, известная под названием долина Маринер: на карте Марса их протяжённость составляет около 4,5 тыс. км, ширина – 200 км, глубина –11 км.
В северном полушарии планеты находится наибольший ударный кратер: его диаметр около 10,5 тыс. км, ширина – 8,5 тыс. км.
Интересный факт: поверхность южного и северного полушарий сильно отличаются. С южной стороны рельеф планеты немного приподнят и сильно усеян кратерами.
Поверхность северного полушария, наоборот, находится ниже среднего уровня. Кратеров на ней практически нет, а потому она являет собой гладкие равнины, что были сформированы растёкшейся лавой и эрозийными процессами. Также в северном полушарии находятся районы вулканических возвышенностей, Элизий и Фарсида. Протяжённость Фарсиды на карте составляет около двух тысяч километров, а средняя высота горной системы – около десяти километров (здесь же находится вулкан Олимп).
Разница в рельефе между полушариями являет неплавный переход, а представляет собой широкую границу вдоль всей окружности планеты, что расположена не по экватору, а в тридцати градусах от него, формируя склон в северном направлении (вдоль этой границы находится больше всего подвергнувшихся эрозии участков). В настоящий момент учёные объясняют этот феномен двумя причинами:
- На раннем этапе формирования планеты тектонические плиты, оказавшись рядом друг с другом, сошлись в одном полушарии и застыли;
- Граница появилась после столкновения планеты с космическим объектом размером с Плутон.
Полюса красной планеты
Если внимательно посмотреть на карту планеты бога Марса, можно увидеть, что на обоих полюсах находятся ледники площадью в несколько тысяч километров, состоящие из водяного льда и замёрзшей углекислоты, а толщина их колеблется от одного метра до четырех километров.
Интересным фактом является то, что на южном полюсе аппараты обнаружили действующие гейзеры: весной, когда температура воздуха поднимается, фонтаны из углекислого газа взлетают над поверхностью, поднимая песок и пыль
В зависимости от сезона, полярные шапки ежегодно меняют свои очертания: весной сухой лёд, минуя фазу жидкости, переходит в пар, а обнажившаяся поверхность начинает темнеть. Зимой ледяные шапки увеличиваются. При этом часть территории, площадь которой на карте составляет около тысячи километров, постоянно покрыта льдами.
Вода
До середины прошлого века учёные считали, что на Марсе можно найти воду в жидком состоянии, и это давало повод говорить, что жизнь на красной планете существует. Эта теория была основана на том факте, что на планете совершенно чётко просматривались светлые и тёмные участки, которые очень напоминали моря и материки, а тёмные длинные линии на карте планеты походили на долины рек.
Но, после первого же полёта к Марсу, стало очевидно, что вода из-за слишком низкого атмосферного давления в жидком состоянии на семидесяти процентах планеты находиться не может. Выдвигается предположение, что она всё же была: об этом факте свидетельствуют найденные микроскопические частички минерала гематита и других минералов, которые обычно формируются лишь в осадочных породах и явно поддавались воздействию воды.
Также многие учёные убеждены, что тёмные полосы на горных возвышенностях являются следами наличия жидкой солёной воды в настоящее время: водные потоки проступают в конце лета и исчезают в начале зимы.
О том, что это вода, свидетельствует тот факт, что полосы не идут поверх препятствия, а как бы обтекают их, иногда при этом расходятся, а затем вновь сливаются (они очень хорошо заметны на карте планеты). Некоторые особенности рельефа говорят о том, что русла рек во время постепенного поднятия поверхности смещались и продолжали течь в удобном для них направлении.
Ещё одним интересным фактом, свидетельствующим о наличии воды в атмосфере, являются густые облака, появление которых связывают с тем, что неровный рельеф планеты направляет воздушные массы вверх, где они остывают, а находящийся в них водяной пар конденсируется в ледяные кристаллы.
Появляются облака над каньонами Маринера на высоте около 50 км, когда Марс находится в точке перигелия. Движущиеся с востока воздушные потоки растягивают облака на несколько сотен километров, в то же время ширина их составляет несколько десятков.
Тёмные и светлые участки
Несмотря на отсутствие морей и океанов, закреплённые за светлыми и темными участками названия остались. Если посмотреть на карту, можно заметить, что моря по большей части находятся в южном полушарии, они хорошо просматриваются и неплохо изучены.
А вот что являют собой затемнённые участки на карте Марса – эта загадка не разгадана до сих пор. До появления космических аппаратов, считалось, что темные участки покрывает растительность. Сейчас стало очевидно, что в местах, где находятся тёмные полосы и пятна, поверхность состоит из холмов, гор, кратеров, со столкновениями которых воздушные массы, выдувают пыль. Поэтому изменение размеров и форм пятен связано с движением пыли, обладающей светлым или тёмным светом.
Грунт
Ещё одним свидетельством того, что в прежние времена жизнь на Марсе существовала, по мнению многих учёных, является грунт планеты, большая часть которого состоит из кремнезёма (25%), который благодаря содержанию находящимся в нём железа придает грунту красноватый оттенок. В почве планеты содержится немало кальция, магния, серы, натрия, алюминия. Соотношение кислотности почвы и некоторые другие её характеристики настолько близки к земным, что на них вполне могли бы прижиться растения, следовательно, теоретически жизнь в таком грунте вполне может существовать.
В почве было обнаружено наличие водяного льда (факты эти впоследствии были подтверждены не раз). Окончательно загадка была разгадана в 2008, когда один из зондов, пребывая на северном полюсе, смог извлечь из почвы воду. Через пять лет была обнародована информация о том, что количество воды в поверхностных слоях грунта Марса составляет около 2%.
Климат
Красная планета вращается вокруг своей оси под углом 25,29 градуса. Благодаря этому солнечные сутки здесь составляют 24 ч. 39 мин. 35 сек., тогда как год на планете бога Марса из-за вытянутости орбиты длится 686,9 дней.
Четвёртая по порядку планета Солнечной системы имеет времена года. Правда, летняя погода в северном полушарии холодная: лето начинается тогда, когда планета максимально удалена от звезды. Зато на юге оно жаркое и короткое: в это время Марс максимально близко приближается к звезде.
Для Марса характерно наличие холодной погоды. Средние температурные показатели планеты составляют −50 °C: зимой температура на полюсе составляет −153°C, тогда как на экваторе летом – немногим более +22 °C.
Немаловажную роль в распределении температуры на Марсе играют многочисленные пылевые бури, начинающиеся после таяния льдов. В это время атмосферное давление быстро повышается, в результате чего большие массы газа начинают двигаться к соседнему полушарию на скорости от 10 до 100 м/с. При этом с поверхности поднимается огромное количество пыли, что полностью скрывает рельеф (не просматривается даже вулкан Олимп).
Атмосфера
Толщина атмосферного слоя планеты составляет 110 км, и почти на 96% он состоит из углекислого газа (кислорода лишь 0,13%, азота – несколько больше: 2,7%) и очень разряжена: давление атмосферы красной планеты в 160 раз меньше, чем у Земли, при этом из-за большого перепада высот оно сильно колеблется.
Интересно, что зимой около 20-30% всей атмосферы планеты сосредотачивается и примерзает к полюсам, а во время таяния льда возвращается в атмосферу, минуя жидкое состояние.
Поверхность Марса очень плохо защищена от вторжения извне небесных объектов и волн. По одной из гипотез, после столкновения на раннем этапе своего существования с крупным объектом удар был такой силы, что вращение ядра приостановилось, а планета потеряла большую часть атмосферы и магнитного поля, которые являлись щитом, защищая её от вторжения небесных тел и солнечного ветра, что несёт с собой радиацию.
Поэтому, когда Солнце показывается или уходит за горизонт, небо Марса красновато-розового цвета, а возле солнечного диска заметен переход от голубого к фиолетовому. Днём небосвод окрашивается в желто-оранжевый цвет, который придаёт ему летающая в разряженной атмосфере красноватая пыль планеты.
В ночную пору самым ярким объектом на небосводе Марса является Венера, за ней – Юпитер со спутниками, на третьем месте – Земля (поскольку наша планета расположена ближе к Солнцу, для Марса она является внутренней, поэтому видна только утром или вечером).
Существует ли жизнь на Марсе
Вопрос о существовании жизни на красной планете стал особо популярен после публикации романа Уэльса «Война миров», по сюжету которого наша планета оказалась захвачена гуманоидами, и землянам лишь чудом удалось выжить. С тех пор тайны планеты, расположенной между Землёй и Юпитером, интригуют вот уже не одно поколение, а описанием Марса и его спутниками интересуется всё больше людей.
Если смотреть на карту Солнечной системы, становится очевидно, что Марс находится от нас на небольшом расстоянии, следовательно, если жизнь могла возникнуть на Земле, то она вполне могла бы появиться и на Марсе.
Интригу подогревают и учёные, которые сообщают о наличии воды на планете земной группы, а также подходящих для развития жизни условий в составе грунта. Кроме того, в интернете и специализированных журналах нередко публикуют снимки, на которых камни, тени и другие изображённые на них предметы сравнивают со зданиями, памятниками и даже остатками хорошо сохранившихся представителей местной флоры и фауны, стремясь доказать существование жизни на этой планеты и разгадать все тайны Марса.
Марс — четвертая планета от Солнца и, наверное, самая известный представитель земной группы планет после Земли. Свою популярность, Марс получил благодаря своей относительной близости к Земле и схожести некоторых характеристик с нашей планетой, что дало ученым возможность предположить существование марсианской жизни! Однако, как говорить в одном известном фильме: “Есть ли жизнь на Марсе, нет ли жизни на Марсе. Науке это не известно”
История открытия планеты
Все планеты земной группы были известны людям еще тысячи лет назад. Первые детальные наблюдения за движением планеты по орбите провел Датский астроном Тихо Браге в 1580 годах. При помощи секстанта — самого точного на тот момент астрономического прибора, Тихо обнаружил несоответствие движения орбиты с имеющимися моделями Коперника и Птолемея. Для помощи в решении этой проблемы он обратился к Иоганну Кеплеру, чьи математические способности были намного выше Тихо. Именно Кеплер доказал что Марс движется по эллиптической орбите, в одном из фокусов которой находится Солнце.
10 вещей, которые необходимо знать о Марсе!
- Марс расположен на четвертой орбите от Солнца;
- На Красной планете находиться самый высокий вулкан в Солнечной системе;
- Из 40 исследовательских миссий отправленных на Марс, только 18 оказались успешными;
- На Марсе происходят самые большие пылевые бури в Солнечной системе;
- Через 30-50 млн лет, вокруг Марса будет расположена система колец, как у Сатурна;
- Обломки Марса были найдены на Земле;
- Солнце с поверхности Марса выглядит в два раза меньше чем с поверхности Земли;
- Марс является единственной планетой в Солнечной системе, которая имеет полярные льды;
- Вкруг Марса вращается два естественных спутника -Деймос и Фобос;
- Марс не имеет магнитного поля;
Астрономические характеристики
Значение имени планеты Марс
Свое настоящее имя, планета получила во времена Древнего Рима в честь бога войны Марса. Красно-оранжевый оттенок планеты, видимо, ассоциировался у древних с кровью и разрушениями, что и подвигло их выбрать такое название.
Физические характеристики Марс
Кольца и спутники
На орбите вокруг Марса движется два естественных спутника, Деймос и Фобос открытые Асафом Холом почти одновременно в августе 1877 года. Их названия соответствуют духу “Бога войны” и означают “Ужас” и “Страх”.
Оба спутника имеют неправильные формы и относительно небольшие размеры, что говорит в пользу теории их астероидного происхождения и гравитационного захвата Марсом.
Орбиты вращения спутников расположены очень близко к планете. Недавние исследования показывают, что Фобос теряет в высоте орбиты 2 метра каждые 100 лет. Это в ближайшие 30-50 млн лет приведет к его падению на поверхность Марса. Однако, другая теория говорит в пользу того, что Фобос, вероятнее всего, разрушится еще на подлете к поверхности из-за возрастающих приливных сил. В результате на орбите вокруг Марса может появиться кольцо из обломков Фобоса, наподобие того, которые мы наблюдаем у Сатурна.
Особенности планеты
Марс — небольшая скалистая планета, которая до недавнего времени считалась очень похожей на Землю. Как и другие планеты земной группы — Меркурий, Венера и Земля — ее поверхность была образована в процессе вулканической деятельности, воздействия других космических тел, движения коры и атмосферных процессов. Марс имеет полярные шапки на своих полюсах, которые увеличиваются или уменьшаются в зависимости от времени года на планете. Области слоистых почв в районе марсианских полюсов предполагают, что климат планеты изменялся несколько раз. Вероятнее всего, это было вызвано изменением орбиты планеты.
Марсианский тектонизм — процесс, который формирует и изменяет кору планеты, отличается от Земного. Земная тектоника основана на скользящих по горизонтали тектонических плитах. Марсианские тектонические плиты движутся по вертикали, выталкивая на поверхность лаву.
Периодически всю планету охватывают песчаные бури. Эффект от этих штормов довольно существенен. Благодаря им появляются гигантские дюны и различные выветренные особенности поверхности планеты.
Ученые считают, что около 3,5 млрд лет назад, Марс пережил самое большое наводнение в истории Солнечной системы. Воды на поверхности планеты могло быть столько, что она могла образовать озера и небольшие океаны.
Однако в настоящее время, Марс является слишком холодным, а его атмосфера слишком тонка, для того чтобы вода в жидком состоянии могла находиться на поверхности Марса. Вся вода находится в замороженном состоянии, причем большая ее часть расположена в полярных шапках планеты. Но то количество воды, которое образовывало в прошлом огромные моря и океаны на поверхности не обнаружены. По мнению ученых, ответ на этот вопрос скрыт глубоко под поверхностью Красной планеты.
Изучение истории марсианской воды является важным компонентом в понимании климатического прошлого планеты, которое поможет нам понять эволюцию большинства планет, включая нашу собственную. Кроме этого, наличие воды является главной составляющей для образования жизни в той форме, которую мы знаем.
На поверхности Марс имеются некоторые отличительные геологические особенности, в том числе самый крупный вулкан в Солнечной системе — Олимп. Его высота достигает 21,2 километра, что практически в два раза превышает самый высокий Земной вулкан Майна — Кея, высота которого около 10,2 километра. Вулканы в регионе Тарсис настолько велики, что визуально деформируют округлость планеты. Долина Маринер представляет собой самую большую систему каньонов в Солнечной системе. Ее размеры превышают знаменитый Большой каньон на Земле в 10 раз по длине и в 7 — по ширине.
Атмосфера планеты
Атмосфера на планете присутствует, но в более разреженной форме, чем на Земле (давление у поверхности в 160 раз меньше земного), однако, даже ее хватает чтобы образовать ветра и пылевые бури, скорость которых может достигать до 100 м/с.
Основным компонентом атмосферы является углекислый газ, который позволяет задержать солнечное тепло. Диапазон температур колеблется от -153 °C в районе полярных полюсов и до +20°C в районе экватора в полдень.
Полезные статьи, которые ответят на большинство интересных вопросов о Марсе.
Объекты глубокого космоса
Четвертая планета Солнечной системы Марс - место действия многих фантастических историй. Писатели и режиссеры часто размещают здесь внеземные цивилизации, враждебные или дружественные нам. Исследования, однако, показывают, что столь высокоразвитой жизни на Марсе точно нет. Это не означает, что Красная планета - место скучное и неинтересное. Напротив, очень многие ученые в своих мыслях уносятся именно сюда, пытаясь постичь тайны и объяснить особенности четвертой планеты. Такие параметры, как диаметр Марса, его масса, ускорение первая и вторая на планете и так далее, тщательно собираются и анализируются на всем протяжении периода изучения нашего соседа. Познакомимся же с ним поближе.
Особенности орбиты
Марс - описание планеты, пожалуй, стоит начать именно с этого - по степени удаленности от Солнца следует сразу за Землей. Его орбита имеет протяженность практически 1,5 млрд километров и, как и у большинства планет, представляет собой эллипс. За орбитой Марса располагается Главный пояс астероидов.
На один оборот вокруг светила Красной планете требуется значительно больше времени, чем Земле, - 687 суток. Среднее расстояние Марса до Солнца - примерно 228 млн километров. Для сравнения тот же показатель для Земли - 149,5 млн км.
Сходство
Есть и близкие по своим значениям параметры, которыми характеризуются Земля и Марс. Описание планеты всегда содержит информацию о периоде вращения вокруг оси. Как известно, для Земли это примерно 24 часа. В случае Красной планеты цифра не сильно отличается - 24 ч 37 мин 22,7 с. Из-за столь быстрого вращения наш сосед имеет несколько приплюснутую с полюсов форму. В результате диаметр Марса на экваторе несколько отличается от этого же показателя для полюсов. Впрочем, такая же особенность свойственна и Земле. Диаметр Марса в километрах в районе экватора достигает 6739,8. Это составляет примерно 53% от аналогичного параметра нашей планеты. Диаметр Марса, если измерить его в районе полюсов, будет меньше на 42 км. Этот параметр находится в таком же соотношении с земным, как и предыдущий.
Ось Красной планеты имеет довольно большой угол наклона к плоскости орбиты (24°56′), что обеспечивает Марсу еще одно сходство с Землей - наличие смены времен года. Правда, в силу других особенностей планеты различия между летним и зимним периодами здесь значительно более резкие.
Некоторые другие физические параметры
В целом по основным характеристикам Земля выглядит более внушительной, чем Марс. Масса планеты составляет 6,4185×10 23 кг - это всего лишь 0,107 от аналогичного параметра Земли.
Плотность вещества, составляющего Марс, - 6,4185×10 23 кг. Величина ускорения свободного падения - 3,7 м/c 2 . Температурные условия на Красной планете сильно отличны от земных. На экваторе в летнее время днем воздух может разогреться до +30º, а зимней ночью остыть до -80º. В районе же полюсов температура иногда опускается до -143º.
Поверхность
Планета Марс, фото которой доставляют практически все аппараты, чей курс пролегает мимо Красной планеты, характеризуется довольно интересными особенностями рельефа поверхности. Здесь можно встретить огромное число кратеров и следы протекавшей в древности атмосферной и водной активности.
Основная особенность поверхности - ее разделение на две зоны. Южное полушарие напоминает лунный ландшафт. В целом поверхность здесь поднимается на один-два километра над средним уровнем. Северная часть планеты, наоборот, располагается ниже среднего уровня. Кратеров тут небольшое количество, основную часть пространства занимают более или менее гладкие равнины, предположительно образовавшиеся в результате эрозии и затопления лавой. Неправильная и широкая граница, разделяющая две зоны, проходит по большому кругу, наклоненному примерно на 30º к экватору. Причина подобного разделения поверхности ученым пока неясна.
Состав
Планета Солнечной системы Марс входит в ту же группу космических объектов, что и Земля. Это так называемые планеты земной группы. Для них характерно каменистое строение в отличие от газовых гигантов, в составе которых доминируют газообразные вещества. Лидирующее место среди прочих элементов в составе Марса занимает кремний (21%), за ним следуют железо, магний, кальций и алюминий (12,7; 5; 4 и 3% соответственно). Кроме того, на Красной планете достаточно высокий в сравнении с Землей уровень серы - 3,1% от общего состава.
Планета Марс, фото которой трудно перепутать со снимками других объектов, имеет, как известно, красноватой оттенок поверхности. Такой эффект обеспечивают оксиды и гидраты железа, входящие в состав почвы планеты наряду с силикатами, составляющими его основу.
На полюсах
Полярные шапки Красной планеты имеют толщину почти до четырех километров. Они состоят из водяного льда и углекислого газа. Последний в условиях низких температур, господствующих здесь, конденсируется из атмосферы. В районе южной полярной шапки были обнаружены гейзеры, представляющие собой смесь с пылью и льдом, выбрасывающиеся на значительную высоту над поверхностью.
Полярные шапки весной начинают таять. В результате заметно повышается атмосферное давление и возникают очень сильные ветры, способствующие перемещению внушительных по объему газовых масс в противоположное полушарие. при этом достигает иногда 100 м/с.
Эти перемещения и становятся причиной пылевых бурь, являющихся характерной особенностью планеты. Пылевые бури вносят заметный вклад в формирование условий на Марсе: влияют на изменение температуры, приводят к эрозии почвы.
Следы воды
Одна из мотиваций, заставляющих людей осваивать космос, - это желание найти если не развитую жизнь, то хотя бы условия, подходящие для ее возникновения. Марс долгое время рассматривался как один из достойных кандидатов на эту роль. Накопленные на сегодняшний день данные свидетельствуют о том, что на Красной планете когда-то давно могло быть одно из основных условий возникновения жизни - вода в жидком состоянии. На Марсе обнаружена эрозия, напоминающая по своим характеристикам водную. Снимки поверхности, переданные марсоходами, позволили ученым увидеть даже предполагаемые русла пересохших рек. Кроме того, аппараты нашли на Красной планете минералы, для формирования которых необходимы положительные температуры и водно-щелочная среда. Однако к окончательным выводам о водном прошлом Марса ученые пока не пришли.
Атмосфера
Водяной пар присутствует и в воздушной оболочке планеты, но в небольших количествах - 0,1%. В основном (на 95%) атмосфера планеты состоит из углекислого газа, также здесь присутствуют азот (2,7%), аргон (1,6%) и кислород (0,13%). В атмосфере были обнаружены также метан и тяжелые инертные газы в еще более незначительной концентрации, чем указанные выше вещества.
Метан считается одной из загадок Марса. Это вещество разлагается под действием солнечных лучей, и для его скопления в атмосфере даже в столь незначительном количестве необходим постоянный источник пополнения. На сегодняшний день существует два основных кандидата на эту роль: газогидраты, разогреваемые внутренним теплом, и марсианские бактерии, предположительно существующие в глубоких слоях литосферы.
Рекорды
Несмотря на то что диаметр Марса (в км), его масса и прочие параметры уступают земным, есть здесь и объекты, поражающие своими габаритами. Главные среди них - это вулканы и горы. Обширная вулканическая равнина Тарсис расположена в северном полушарии планеты и простирается на две тысячи километров. Здесь размещаются такие вулканы, как Арсия, Павонис и Аскреус. Рядом с ними, на краю Тарсиса, расположена и главная «достопримечательность» Красной планеты - гора Олимп. Достигающая высоты в 27 км, она считается самой высокой во всей Солнечной системе. Диаметр занимаемого Олимпом участка поверхности составляет 550 км.
На территории Тарсиса можно встретить и разломы. Самым крупным из них является так называемая 4,5 тысячи километров в длину и 600 км в ширину при глубине до 10 км. На склонах долины часто возникают самые внушительные в Солнечной системе оползни.
Магнитное поле
Если диаметр планеты Марс и прочие численные ее характеристики точно известны и не подвергаются сомнениям, то некоторые другие параметры вызывают у ученых массу вопросов. Среди них магнитное поле планеты. Фактически его нет: ничто не защищает Марс от воздействия солнечных лучей. Однако исследования космических аппаратов показали, что на планете есть зоны с достаточно сильным магнитным полем. Существует версия, что Марс примерно 4 миллиарда лет назад обладал мощной защитой от солнечных лучей, аналогичной земной, но затем потерял ее.
Зафиксированные остатки поля представляют собой полосы с переменной полярностью, тянущиеся с запада на восток. Ширина их достигает тысячи километров. Такие локальные магнитные поля - загадка для ученых. Непонятно ни их происхождение, ни причина такой полярности.
Диаметр Марса, впрочем, тоже некоторое время назад был загадкой для людей. Исследования Красной планеты продолжаются и становятся все более глубокими благодаря совершенствующейся технике и новым знаниям в области астрофизики. А поэтому есть все основания предполагать, что так или иначе будут раскрыты и объяснены в не столь далеком будущем.
Орбита Марса вытянута, поэтому расстояние до Солнца меняется в течение года на 21 млн км. Расстояние до Земли также не постоянно. В Великие противостояния планет, происходящие один раз в 15-17 лет, когда Солнце, Земля и Марс выстраиваются в одну линию, Марс максимально приближается к Земле на 50-60 млн км. Последнее Великое противостояние было в 2003 г. Максимальная удаленность Марса от Земли достигает 400 млн км.
Год на Марсе почти вдвое длиннее земного — 687 земных дней. Ось наклонена к орбите — 65 ° , что ведет к смене времен года. Период вращения вокруг своей оси равен 24,62 ч, т. е. всего на 41 мин больше периода вращения Земли. Наклон экватора к орбите почти как у Земли. Это значит, что смена дня и ночи и смена времен года на Марсе протекает почти так же, как на Земле.
По расчетам, ядро Марса имеет массу до 9 % массы планеты. Оно состоит из железа и его сплавов и пребывает в жидком состоянии. Марс имеет мощную кору толщиной 100 км. Между ними находится силикатная мантия, обогащенная железом. Красный цвет Марса как раз и объясняется тем, что его грунт наполовину состоит из окислов железа. Планета как бы «проржавела».
Небо над Марсом темно-фиолетовое, и яркие звезды видны даже днем в спокойную тихую погоду. Атмосфера имеет следующий состав (рис. 46): углекислый газ — 95 %, азот — 2,5, атомарный водород, аргон — 1,6 %, остальное — водяные пары, кислород. Зимой углекислота замерзает, превращаясь в сухой лед. В атмосфере встречаются редкие облака, над низинами и на дне кратеров в холодное время суток стоят туманы.
Рис. 46. Состав атмосферы Марса
Среднее давление атмосферы на уровне поверхности около 6,1 мбар. Это в 15 000 раз меньше, чем на , и в 160 раз меньше, чем у поверхности Земли. В самых глубоких впадинах давление достигает 12 мбар. Атмосфера Марса сильно разряжена. Марс — холодная планета. Самая низкая зарегистрированная температура Марса -139 °С. Для планеты характерен резкий перепад температур. Амплитуда температур может составлять 75-60 °С. На Марсе есть климатические пояса, подобные земным. В экваториальном поясе в полдень температура поднимается до +20-25 °С, а ночью падает до -40 °С. В умеренном поясе утром температура составляет 50-80 °С.
Предполагают, что несколько миллиардов лет назад на Марсе была атмосфера плотностью 1-3 бар. При таком давлении вода должна находиться в жидком состоянии, а углекислый газ — испаряться, и мог возникнуть парниковый эффект (как на Венере). Однако Марс постепенно терял атмосферу из-за своей малой массы. Парниковый эффект уменьшался, появились вечная мерзлота и полярные шапки, которые наблюдаются и поныне.
На Марсе находится самый высокий вулкан Солнечной системы — Олимп. Его высота 27 400 м, а диаметр основания вулкана достигает 600 км. Это потухший вулкан, который, вероятнее всего, около 1,5 млрд лет назад извергал лаву.
Общие характеристики планеты Марс
В настоящее время на Марсе не найдено ни одного действующего вулкана. Около Олимпа есть и другие гигантские вулканы: гора Аскрийская, гора Павлина и гора Арсия, высота которых превышает 20 км. Вытекшая из них лава, прежде чем застыть, растеклась во все стороны, поэтому вулканы по форме напоминают скорее лепешки, чем конусы. Есть на Марсе и песчаные дюны, гигантские каньоны и разломы, а также метеоритные кратеры. Наиболее грандиозная система каньонов — долина Маринера длиной 4 тыс. км. В прошлом на Марсе могли протекать реки, которые и оставили русла, наблюдаемые в настоящее время.
В 1965 г. американский зонд «Маринер-4» передал первые изображения Марса. На основании этих, а также снимков с «Маринер-9», советских зондов «Марс-4» и «Марс-5» и американских «Викинг-1» и «Викинг-2», работавших в 1974 г., была составлена первая карта Марса. А в 1997 г. американский космический корабль доставил на Марс робота — шестиколесную тележку длиной 30 см и массой 11 кг. Робот находился на Марсе с 4 июля по 27 сентября 1997 г., изучая эту планету. Передачи о его передвижении транслировались по телевидению и сети Интернет.
У Марса два спутника — Деймос и Фобос.
Предположение о существовании у Марса двух спутников высказал в 1610 г. немецкий математик, астроном, физик и астролог Иоганн Кеплер (1571 — 1630), открывший законы движения планет.
Однако открыты спутники Марса были только в 1877 г. американским астрологом Асафом Холлом (1829-1907).
В пределах нашей родной Солнечной системы находятся самые разнообразные космические тела. Мы их именуем планетами, но свойства у каждой из них свои, уникальные. Так, первые четыре, расположенные наиболее близко к звезде, входят в категорию "земных планет". Они имеют ядро, мантию, твердую поверхность и атмосферу. Следующие четыре - газовые гиганты, имеющие лишь ядро, облаченное самыми разнообразными газами. Но на повестке дня у нас Марс и Земля. Сравнение этих двух планет будет увлекательным и захватывающим, особенно учитывая тот факт, что обе они являются представительницами "земной категории".
Вступление
Астрономы прошлого, после того как открыли Марс, полагали, что эта планета является ближайшим родственником Земли. Первые сравнения Марса и Земли связаны с увиденной в телескоп системой каналов, которой была опоясана красная планета. Многие были уверены в том, что там имеется вода и, как следствие, органическая жизнь. Вполне вероятно, что миллионы лет назад этот объект в пределах Солнечной системы располагал условиями, схожими на сегодняшние земные. Однако ныне более чем точно удалось установить: Марс - красная пустыня. Тем не менее сравнения Земли и Марса - любимая тема астрономов и по сей день. Изучая особенности строения и вращения нашего ближайшего соседа, они полагают, что вскоре эту планету удастся колонизировать. Но имеются нюансы, которые пока что мешают человечеству сделать этот шаг. О том, какие они и что собой представляют, мы узнаем, проводя аналогию по всем пунктам между нашей родной Землей и загадочным соседним Марсом.
Масса, размер
Эти показатели самые важные, поэтому начнем мы со Марса и Земли. Даже в детских книгах по астрономии мы все замечали, что красная планета немного меньше нашей, приблизительно в полтора раза. Давайте рассмотрим эту разницу на конкретных цифрах.
- Средний радиус Земли - 6371 км, а у Марса данный показатель равен 3396 км.
- Объем нашей родной планеты равен 1.08321 x 10 12 км 3 при это марсианский приравнивается к 1.6318 × 10¹¹ км³, то есть это 0,151 от земного объема.
Масса Марса по сравнению с Землей также меньшая, причем данный показатель отличается кардинально, в отличие от предыдущего. Земля весит 5.97 × 10 24 кг, а красная планета довольствуется лишь 15-ю процентами от данного показателя, а именно - 6.4185 х 10 23 кг.
Орбитальные особенности
Из тех же детских астрономических учебников мы знаем, что Марс, в силу того что более удален от Солнца, нежели Земля, вынужден ходить по большей орбите. Она больше земной примерно в два раза, собственно, и год на красной планете длиннее вдвое. Из этого можно сделать вывод, что данное космическое тело вращается со скоростью, сравнимой с Землей. Но важно знать эти данные в точных цифрах. Удаленность Земли от Солнца составляет 149 598 261 км, но при этом Марс находится от нашей звезды на расстоянии 249 200 000 000 км, что больше почти в два раза. Орбитальный год в царстве пыльной и красной пустыни составляет 687 дней (мы помним, что на земле год длится 365 дней).
Важно отметить, что сидерический оборот двух планет практически одинаковый. Сутки на Земле составляют 23 часа и 56 минут, а на Марсе - 24 часа и 40 минут. Нельзя оставить без внимания осевой наклон. Для Земли характерным показателем является 23 градуса, а для Марса - 25,19 градуса. Вполне вероятно, что на планете может быть сезонность.
Состав и структура
Сравнение Марса и Земли будет неполным, если оставить без внимания структуру и плотность этих двух планет. Структура у них идентичная, так как обе принадлежат к земной группе. В самом центре находится ядро. В Земле оно состоит из никеля и металла, а радиус его сферы составляет 3500 км. Марсианское ядро имеет такой же состав, но сферический радиус его равен 1800 км. Затем у обеих планет располагается силикатная мантия, а следом за ней - плотная кора. Но земная кора отличается от марсианской наличием уникального элемента - гранита, который более нигде в космосе не присутствует. При этом важно отметить, что глубина в среднем 40 км, в то время как марсианская кора в глубину достигает до 125 км. Средняя же - 5,514 грамма на метр кубический, а Марса - 3,93 грамма на метр кубический.
Температура и атмосфера
В этом пункте мы сталкиваемся с принципиальными отличиями между двумя соседствующими планетами. А все дело в том, что в Солнечной системе только одна Земля оснащена очень плотной воздушной оболочкой, которая поддерживает на планете уникальный микроклимат. Итак, сравнение атмосферы Земли и Марса стоит начать с того, что на первой воздушный слой имеет сложную, пятиступенчатую структуру. Все мы учили в школе такие термины, как стратосфера, экзосфера и т. д. Земная атмосфера состоит на 78 процентов из азота и на 21 процент из кислорода. На Марсе же слой один, весьма тонкий, который состоит из 96 процентов углекислого газа, 1,93 % аргона и 1,89 % азота.
Это стало также причиной разницы в температуре. На Земле средний показатель равен +14 градусам. Максимально поднимается он до +70 градусов, а опускается до -89,2. На Марсе же куда прохладнее. Средняя температура равна -46 градусам, при этом минимальная - 146 ниже нуля, а максимальная - 35 с отметкой +.
Гравитация
В этом слове вся суть нашего бытия на голубой планете. Именно она является единственной в Солнечной системе, которая может обеспечить силу тяжести, приемлемую для жизни людей, животных и растений. Ошибочно мы полагали, что на других планетах гравитация отсутствует, но стоит сказать, что там она есть, просто не такая сильная, как у нас. Притяжение на Марсе в сравнении с Землей практически в три раза меньше. Если у нас такой показатель, как G - то есть ускорение свободного падения равен 9,8 м/с в квадрате, то на красной пустынной планете он приравнивается к 3,711 м/с в квадрате. Да, ходить по Марсу можно, но без специального костюма с грузами, увы, не получится.
Спутники
Единственным спутником Земли является Луна. Она не просто сопровождает нашу планету на ее загадочном космическом пути, но и отвечает за многие природные процессы в жизни, например, приливы. Луна также является наиболее изученным космическим телом на данный момент, так как находится к нам ближе всего. Эскорт Марса - Спутники были открыты в 1877 году и названы в честь сыновей бога войны Ареса (в переводе звучат как «страх» и «ужас»). Наиболее вероятно, что они были притянуты гравитацией красной планеты из астероидного кольца, так как их состав идентичен всем остальным камням, вращающимся между Марсом и Юпитером.