Марс – четвертая планета от Солнца и названа она в честь известного бога войны из римской мифологии. На ночном небе Марс отыскать достаточно просто, ведь он светится немигающим красным светом. Именно поэтому очень часто описание планеты Марс включает в себя фразу «красная планета». У Марса также есть два естественных спутника небольшого размера и неправильной формы: Деймос и Фобос. Считается, что они могут быть перехвачены из-за действия силы тяжести планеты.
Что общего у Марса и Земли?
Марс является планетой земного типа, так как имеет тонкую атмосферу и поверхность, напоминающую как кратеры Луны, так и пустыни, долины, вулканы и полярные льды Земли. На планете Марс обнаружен самый высокий вулкан Солнечной системы. Они имеет название Олимп и достигает в высоту 27 км. Марс имеет с Землей не только схожие географические особенности, но и подобные сезонные циклы и период вращения. Именно поэтому на данной планете существует самая высокая вероятность найти воду и жизнь.
Площадь Марса практически такая же, как общая площадь всех земных континентов, но масса планеты меньше Земли в 10 раз. Продолжительность дня составляет 24 часа, 39 минут, 35 244 секунды. В марсианском году – 687 дней. Установлено, что на Марсе можно наблюдать смену времени года.
Марс имеет крайне редкую атмосферу. Давление на поверхности планеты составляет 750 Па – это в 133 раза меньше, чем на уровне моря на Земле. Атмосфера состоит из углекислого газа (95 %), азота (3 %), аргона (1,6 %), метана и следов воды и кислорода. Для Марса также вполне характерен тот факт, что циркуляция водяного пара происходит от одного полюса к другому (зависит это от сезона).
По некоторым данным было установлено, что поверхность планеты состоит в основном из одного вещества – базальта. В некоторых местах толщина коры Марса достигает 125 км, но в среднем не превышает 50 км. У Земли толщина коры составляет 40 км.
Северное и южное полушария Марса значительно отличаются. На северном полушарии планеты преобладают равнины, которые были сформированы в свое время лавой извергающихся вулканов, тогда как в южном полушарии, что можно увидеть по снимкам, есть высокие плато, покрытые кратерами астероидов. На полярных шапках планеты содержится лед и углекислый газ. Марс также имеет самый крупный во всей Солнечной системе каньон под названием Долина Маринера, длина которого достигает 4000 км, а глубина – 7 км.
Подробные характеристики в описании планеты Марс
Диаметр планеты – 6785 км, масса – 0,64 х 10 ^ 24 кг. Расстояние от солнца: минимальное – 205 млн. км, максимальное – 249 млн. км. Период вращения Марса вокруг оси – 24,6 часов. Температура от -129° С до 0° С. Температура поверхности планеты: средняя – 218 К. Два спутника: Фобос и Деймос.
Если наблюдать Землю и Марс с некоторого расстояния, становиться очевидно, что они демонстрируют некоторые поразительные различия. В первом случае преобладающие цвета — это белые и синие, соответствующие облакам и океанам, с коричневыми оттенками континентов. Таким образом, существование воды на в ее различных состояниях (твердом в полярных ледниках, жидком в океанах и морях и в газообразном состоянии в атмосфере) очевидно. А присутствие воды предполагает существование жизни.
Фактически даже с орбитальных спутников можно заметить интенсивную биологическую активность планеты. Это видно по антарктическому морскому льду или сезонным изменениям цветов лесных массивов.
Земля (первая полная фотография планеты, полученная от Аполлона 17, с Антарктидой наверху) и Марс (изображение, сделанное HST). Обратите внимание, изображения приведены не в реальном масштабе, поскольку Марс значительно меньше нашей планеты (экваториальные диаметры 12 756,28 и 6 794,4 километра соответственно).
Красная планета
Марс совсем другой. На его поверхности преобладают различные оттенки оранжевого цвета, вызванные высоким содержанием оксида железа. В зависимости от сезона и положения Красной Планеты относительно Земли, один из полюсов Марса может быть виден астрономам, и в этом случае белый цвет ему придает сухой лед (твердый углекислый газ). Однако несколько исследований, проведенных в последние годы, дали ученым понять, что на есть вода и что динамика жизненного цикла этого соединения на планете довольно сложна.
Марс имеет тонкую атмосферу, состоящую в основном из двуокиси углерода (95,32%), азота (2,7%), аргона (1,4%) и следов кислорода (0,13%). Атмосфера Земли же состоит в основном из азота (78,1%), кислорода (20,94%), аргона (0,93%) и переменного количества двуокиси углерода (составляет около 0,035% и быстро растет). Средние температуры на планетах сильно различаются: -55 градусов по Цельсию (ºC) в случае с Марсом с минимумами около -133 ºC и максимумами около +27 ºC; и в среднем около +15 ºC в случае Земли с минимумами -89,4 ºC (отмечена в Антарктиде, хотя недавно была зарегистрирована температура -93,2 ºC при проведении измерений, сделанных спутником) и максимумы +58 ºC, измеренная в Эль-Азизе, Ливия.
Средняя температура Земли зависит от парникового эффекта, вызванного газами, находящимися в атмосфере, главным образом двуокисью углерода, водяным паром, озоном (молекулами кислорода с тремя атомами кислорода вместо двух, которым мы дышим) и метаном. В противном случае средняя температура на Земле была бы примерно на 33 ºC ниже, около -18 ºC, и поэтому вода находилась бы в твердом состоянии на большей территории планеты.
Внутренне строение
В случае Марса и Земли их внутренняя структура делится на три хорошо дифференцированные области: кору, мантию и ядро. Однако, в отличие от Земли, ядро Марса сплошное и не создает свое собственное магнитное поле. При этом Марс обладает локальными магнитными полями, которые являются реликтовыми остатками глобального поля, существовавшего, возможно, когда Марс обладал частично жидким ядром. Фактическое отсутствие на Красной планете тектоники плит, какой мы ее знаем на Земле, вызывающей сильную вулканическую активность и орогенез (горообразование), означает, что марсианская почва намного старше, чем океанское дно и континенты Земли. Например, великая равнинная низменность южного полушария, Равнина Эллада, была образована воздействием большого небесного тела около 3900 миллионов лет назад. В случае Земли свидетельства о событии такого возраста давно бы исчезли в ее лица.
Сравнение профилей высот обеих планет показывает, что они очень разные: в то время как большая часть континентальной сухопутной массы Земли сосредоточена в северном полушарии, где к тому же отсутствует полярный континент, в северном полушарии на Марсе доминируют великая северная равнинная низменность, находящаяся на уровне тысячи метров ниже нулевой отметки высот Марса. Она расположена на высоте, где давление атмосферы составляет 6,1 миллибар и находится тройная точка воды, при которой вещество сосуществует в твердом, жидком и газообразном одновременно. В случае воды точное значение составляет 273,16 К (0,01 °С) при давлении 6,1173 миллибар. Следовательно, ниже точки отсчета высот Марса (например, на уровне Hellas Planitia), можно было бы найти жидкую воду, если бы температура там была бы достаточно высокой.
В отличие от того, как это выглядит на Марсе, в южном полушарии Земли преобладают океаны и моря, хотя в топографическом профиле нашей планеты выделяются несколько континентальных массивов, которые поднимаются на значительные высоты над уровнем моря (например, Антарктическое плато). Ситуация на Марсе более однородная. Наибольшее различие между планетами состоит в том, что большое количество воды в твердом состоянии сосредоточено на Южном полюсе Земли. Она занимает площадь около 14 миллионов квадратных километров летом, но, включая морской лед, может увеличиться до 30 миллионов. Размер же, достигнутый марсианской Антарктидой, намного меньше — около 140 000 квадратных километров, и ее состав сильно отличается от земного. Как упоминалось ранее, в ней преобладает сухой лед.
Любопытно, что в нашей Антарктиде мы находим некоторые близкие сходства с Марсом, а именно наличие низких температур и пониженную влажность. Это относится к системе долины Мак-Мердо, расположенной очень близко к побережью, которая геологически может иметь эквиваленты на Марсе.
Есть ли жизнь на Марсе?
Существует ли жизнь на Марсе или нет, или там когда-либо была какая-либо биологическая деятельность, остается открытым вопросом. Некоторые исследования показывают, что марсианская земля слишком соленая для жизни, чтобы она могла там развиваться. Однако на нашей планете существует множество примеров живых существ, которые развиваются в явно враждебных условиях. Они известны как .
Долины Мак-Мердо в Антарктиде, недалеко от побережья. Эта система, как правило, не содержит снега и необычайно сухая. Поэтому она может быть похожа на некоторые марсианские районы.
Основные характеристики Марса
© Владимир Каланов,
сайт
"Знания-сила".
Атмосфера Марса
Состав и другие параметры атмосферы Марса к настоящему времени определены достаточно точно. Атмосфера Марса состоит из углекислого газа (96%), азота (2,7%) и аргона (1,6%). Кислород присутствует в ничтожном количестве (0,13%). Водяные пары́ представлены в виде следов (0,03%). Давление на поверхности составляет всего 0,006 (шесть тысячных) от давления на поверхности Земли. Марсианские облака́ состоят из паро́в воды и углекислого газа и выглядят примерно как перистые облака́ над Землёй.
Цвет марсианского неба красноватый из-за присутствия в воздухе пы́ли. Крайне разреженный воздух слабо переносит тепло, поэтому в разных районах планеты велика́ разница температур.
Несмотря на разреженность атмосферы, нижние её слои представляют достаточно серьёзную преграду для космических аппаратов. Так, конусные защитные оболочки спускаемых аппаратов «Маринер-9» (1971 г.) при прохождении марсианской атмосферы от самых верхних её слоёв до расстояния 5 км от поверхности планеты нагревались до температуры 1500°C . Марсианская ионосфера простирается в пределах от 110 до 130 км над поверхностью планеты.
О движении Марса
Марс можно увидеть с Земли невооружённым глазом. Его видимая звёздная величина достигает −2,9m (при максимальном сближении с Землёй), уступая по яркости лишь Венере, Луне и Солнцу, но бо́льшую часть времени Юпитер для земного наблюдателя является более ярким, чем Марс. Марс движется вокруг Солнца по эллиптической орбите, то удаляясь от светила на 249,1 млн. км, то приближаясь к нему до расстояния 206,7 млн. км.
При внимательном наблюдении за движением Марса можно заметить, что в течение года направление его движения по небосклону меняется. Кстати, это заметили ещё древние наблюдатели. В определённый момент кажется, что Марс движется в обратном направлении. Но это движение лишь кажущееся с Земли. Никакого обратного движения по своей орбите Марс, естественно, совершать не может. А видимость обратного движения создается потому, что орбита Марса по отношению к орбите Земли внешняя, а средняя скорость движения по орбите вокруг Солнца у Земли выше (29,79 км/с), чем у Марса (24,1 км/с). В момент, когда Земля начинает обгонять Марс в своём движении вокруг Солнца, и создаётся впечатление, что Марс начал обратное или, как называют астрономы, ретроградное движение. Схема обратного (ретроградного) движения хорошо иллюстрирует это явление.
Основные характеристики Марса
| Наименование параметров | Количественные показатели |
| Среднее расстояние до Солнца | 227,9 млн. км |
| Минимальное расстояние до Солнца | 206,7 млн. км |
| Максимальное расстояние до Солнца | 249,1 млн. км |
| Диаметр экватора | 6786 км (Марс почти вдвое меньше Земли по размерам - его экваториальный диаметр составляет ~53 % земного) |
| Средняя орбитальная скорость вращения вокруг Солнца | 24,1 км/с |
| Период вращения вокруг собственной оси (Сидерический экваториальный период вращения) | 24ч 37 мин 22,6 с |
| Период обращения вокруг Солнца | 687 сут |
| Известные естественные спутники | 2 |
| Масса (Земля = 1) | 0,108 (6,418×10 23 кг) |
| Объём (Земля = 1) | 0,15 |
| Средняя плотность | 3,9 г/см³ |
| Средняя температура поверхности | минус 50°С (перепад температур составляетот −153 °C на полюсе зимой и до +20 °C на экваторе в полдень) |
| Наклон оси | 25°11" |
| Наклон орбиты по отношению к эклиптике | 1°9" |
| Давление на поверхности (Земля = 1) | 0,006 |
| Состав атмосферы | СО 2 - 96%, N - 2,7%, Ar - 1,6%, O 2 - 0,13%, H 2 O (пары) - 0,03% |
| Ускорение свободного падения на экваторе | 3,711 м/с² (0,378 земного) |
| Параболическая скорость | 5,0 км/с (для Земли 11,2 км/с) |
Из таблицы видно, с какой высокой точностью определены основные параметры планеты Марс. Это не вызывает удивления, если иметь ввиду, что для астрономических наблюдений и исследований теперь используются самые современные научные методы и высокоточная аппаратура. Но совсем с другим чувством мы относимся к таким фактам из истории науки, когда учёные прошлых веков, часто не имевшие в своём распоряжении никаких астрономических приборов, кроме самых простых телескопов с небольшим увеличением (максимум в 15-20 раз), производили точные астрономические вычисления и даже открывали законы движения небесных тел.
Для примера вспомним, что итальянский астроном Джандоменико Кассини уже в 1666 году (!) определил время вращения планеты Марс вокруг своей оси. Его вычисления дали результат 24 часа 40 минут. Сравните этот результат с периодом вращения Марса вокруг своей оси, определённым с помощью современных технических средств (24 часа 37 мин. 23 секунды). Нужны ли тут наши комментарии?
Или такой пример. в самом начале XVII века открыл законы движения планет, не располагая ни точными астрономическими приборами, ни математическим аппаратом для вычисления площадей таких геометрических фигур как эллипс и овал. Страдая от дефекта зрения, он проводил точнейшие астрономические измерения.
Подобные примеры показывают большое значение активности и воодушевления в науке, а также преданности делу, которому человек служит.
© Владимир Каланов,
"Знания-сила"
Уважаемые посетители!
У вас отключена работа JavaScript . Включите пожалуйста скрипты в браузере, и вам откроется полный функционал сайта!Марс – одновременно 4-я планета по удаленности от Солнца и 7-я по размерам во всей Солнечной системе. Масса равна 10,7% массы Земли, линейный средний диаметр – 0,53 д. Земли, а объем – 0,15 объема нашей планеты. Свое название получила в честь древнеримского бога Марса. Из-за красного оттенка поверхности (оксид железа) планеты ее иногда называют «красной планетой». Относится к земной группе с разреженной атмосферой. Из поверхностного рельефа особенными являются вулканы, пустыни, долины, ледниковые полярные шапки и похожие на лунные ударные кратеры.
Марс окружен двумя естественными спутниками – Деймосом и Фобосом, они обладают небольшими размерами и имеют неправильную форму.
На планете есть самая высокая гора – потухший вулкан Олимп, самый крупный каньон – долина Маринер. А в 2008 году были опубликованы доказательства наличия самого большого ударного кратера. Его длина составляет 10,6 тыс. км, а ширина превышает размеры предыдущего найденного кратера в 4 раза – 8,5 тыс. км.
Аналогично Земле Марс также вращается и обладает сменой времен года, но климат планеты значительно суше и холоднее. До полета «Маринер-4» (автоматическая межпланетная станция) в 1965 году большая часть исследователей считала, что на поверхности Марса есть вода в жидком виде. Данная мысль основывалась на наблюдениях за периодическими изменениями в темных и светлых участках, в особенности касательно полярных широт, которые имели прямое сходство с континентами и морями. Длинные темные линии обусловливались некоторыми учеными как ирригационные каналы для воды. Немного позже выявили прямые доказательства того, что это оптическая иллюзия.
Вода в жидком виде отсутствует на 70% поверхности планеты из-за низкого давления. Аппарат НАСА «Феникс» нашел воду в состоянии льда в грунте Марса. А собранные геологические данные другими марсоходами позволяют выдвинуть теорию о наличии воды в прошлом планеты. Наблюдения последних годов дали ясно понять, что в некоторых местах есть гейзерная активность.
Начиная с февраля 2009 года на орбите Марса находится 3 функционально-активных космических аппарата: «Марс-экспресс», «Марс Одиссей» и «Mars Reconnaissance Orbiter». А на поверхности планеты находятся два марсохода: «Curiosity» и «Opportunity», активно исследующих геологические особенности. В неактивном стоянии находится несколько марсоходов и посадочных модулей.
Планета отлично видна невооруженным глазом и обладает видимой звездной величиной в 2,91. По яркости Марс уступает Юпитеру и Венере. Довольно интересной особенностью считается противостояние Марса, которое можно видеть каждые два года (последний раз был в 2014 году с 9 по 14 апреля). Один раз в 15 лет оранжевая планета становится самым ярким объектом в звездном ночном небе.
Орбитальные характеристики
Максимальное расстояние между нашей планетой и Марсом – 401 млн км, а минимальное – 55,76 млн км. Среднее расстояние к Солнцу – 228 млн км, а период выражения вокруг него равен 687 суткам Земли. Орбита планеты характеризуется заметным эксцентриситетом, поэтому длина до Солнца постоянно меняется от 206,6 до 249,2 миллиона километров. Наклон орбиты равен 1,85°.
Самое близкое расстояние от Марса до нашей планеты происходит в период противостояния, а именно когда планета расположена на небе в противоположном направлении по отношению к Солнцу.
По линейному размеру Марс в 2 раза меньше, чем Земля. Экваториальный радиус составляет 3396,9 км. А площадь поверхности равна площади суши нашей планеты. Хоть период вращения у Марса и больше, чем у Земли, полярный радиус на 20 км меньше экваториального. По этому поводу выдвинута теория об изменении скорости вращения планеты со временем. Период вращения составляет 24 ч. 37 мин. 22,7 сек. Средние солнечные сутки (солы) составляют 24 ч. 39 мин. 35,24 сек., что на 2,7% длиннее, чем на Земле. Марсианский год – 668,6 суток.
Красная планета вращается вокруг собственной оси под углом 25,19°. Благодаря чему обеспечивается смена времен года. Вытянутость орбиты привела к немалым различиям в их продолжительности. Северное лето на Марсе очень долгое и холодное, а южное – жаркое и короткое.
Климат и атмосфера
Температура не постоянна и обладает большой градацией. На полюсе зимой -153°С, а на экваторе в полдень +20°С. Средняя температура -50°С. Атмосфера на планете очень разрежена поскольку состоит из углекислого газа. При этом давление в 160 раз меньше земного – 6,1 мбар. А из-за большого перепада высот сильно меняется. Примерная толщина – 110 км.
Атмосфера, по данным НАСА, распределена следующим образом: углекислый газ – 95,32%; аргон – 1,6%; азот – 2,7%; аргон – 1,6%; угарный газ – 0,08%; аргон – 1,6%; остальная часть относится к другим газам.
Просвечивая атмосферу на радиоволнах 8 и 32 см АМС «Марс-4», ученые выявили ночную ионосферу с максимумом ионизации на высоте выше 110 км. При этом концентрация электронов 4,6-103 электрон/см3, а вторичный максимум повторялся на высоте 185 км. На среднем радиусе атмосферное давление составляет 636 Па. Плотность у поверхности составляет примерно 0,020 кг/м3, а общая масса ~2,5 1016 кг.
По сравнению с Землей масса атмосферы Марса сильно поднялась в течение года из-за замораживания и таяния полярных шапок (в них присутствует углекислый газ). В зимний период на полярной шапке намораживается 20-30% всей атмосферы.
В районе посадки зонда «Марс-6», Эритрейское море, было зафиксировано давление 6,1 мбар. Именно от этого уровня решено было считать высоту и глубину на планете. Согласно данным этого аппарата, тропопауза расположена примерно на 30-километровой высоте. Очень глубокая область Эллада обладает атмосферным давлением примерно в 12,4 мбар, что превышает в три раза точку воды (около 6,1 мбар), из-за чего при очень высокой температуре вода была бы в жидком состоянии. Но подобное давление приведет к закипанию и превращению воды в пар. На верхушке Олимпа, самый большой вулкан – 27 км, давление достигает отметки от 0,5 до 1 мбар.
Еще до высадки первого посадочного модуля давление измеряли благодаря радиосигналам с АМС «Маринер 4-й, 6-й, 7-й и 9-й серии». При заходе за марсианский диск и при выходе из него давление составляло примерно 6,5 мбар, что в 160 раз меньше, чем на Земле. В расположенных ниже областях показатель менялся до 12 мбар.
Климат сезонный. Угол наклона планеты к плоскости орбиты практически такой же, как и у нас – 25,1919°. На климат также влияют два фактора: больший эксцентриситет орбиты и расстояние до Солнца. Марс проходит перигелий во время середины лета в Южном полушарии и зимы в Северном. Афелий – наоборот. Поэтому климат Северного полушария сильно отличается от Южного. На Севере более мягкая зима и относительно холодное лето, а на Юге зима очень холодная, а лето жаркое. Даже вне полярных шапок в холодный период на поверхности может появляться светлый иней. «Феникс» зафиксировал снегопад, но падающие снежинки, не достигая поверхности, испарялись.
Согласно данным зонда «Марс-6», температура тропосферы в среднем достигает отметки 228 К. Последние исследования из ЦиКС показали, что на Марсе наступил процесс потепления. По некоторым размышлениям ученых выходит, что ранее климат планеты был более влажным и теплым, что сопутствовало наличию дождей и жидкой воды. В подтверждение этой гипотезы выступил результат анализа метеорита ALH 84001, продемонстрировавший температуру Марса 4 млрд года назад – 18°С.
Главная особенность циркуляции атмосферы Марса заключается в фазовых переходах углекислого газа полярных шапок, которые приводят к сильным меридиональным потокам. Моделирование общей циркуляции указывает на значительный годовой ход давления с двумя минимумами незадолго до равноденствий, что подтверждается наблюдениями «Викингом». Анализ данных выявил полугодовой и годовой циклы.
Пылевые вихри и бури
Из-за весеннего таяния полярных шапок повышается давление атмосферы, перемещаются большие массы газа в противоположное полушарие. При этом скорость дующих ветров равна 10-40 м/с. А иногда этот показатель вырастает до 100 м/с. С поверхности поднимается много пыли, провоцируя, таким образом, появление пылевых бурь. Сильные бури полностью скрывают поверхность Марса. Они также оказывают сильное воздействие на распределение атмосферной температуры планеты.
22 сентября 1971 года в светлой области южного полушария началась огромная пылевая буря. Через неделю она охватила примерно 200° по долготе. А на следующий день полностью накрыла южную полярную шапку. Она бушевала до декабря. Советские «Марс-2» и «Марс-3», прибывшие на планету в этот период, пытались заснять ее поверхность, однако из-за пыли сделать это было невозможно. В 70-х годах «Викингом» и «Спиритом» было зафиксировано множество пылевых вихрей. Они очень похожи на земные вихри, но обладают значительно высшим показателем высоты (в 50 раз).
Поверхность
Так называемые материки занимают две трети поверхности планеты, являют собой светлые области. Треть принадлежит темным участкам, именуемым морями. В основном они находятся в южном полушарии, между 10° и 40° широтами. Северное полушарие имеет только два крупных моря – Большой Сирт и Анцидалийское.
Если насчет светлых областей все относительно понятно, то темные до сих пор являются загадкой. На Марсе постоянно происходят пылевые бури, но на темные участки они никакого влияния не оказывают. Ранее считалось, что эта область покрыта растительностью. На данный момент поддерживается теория, что из-за особенности рельефа пыль отсюда легко выдувается сильными ветрами. На крупномасштабных изображениях показано, что в действительности темные области состоят из множества групп темных пятен и полос, имеющих прямое отношение к кратерам, холмам и другим ветровым препятствиям. Скорее всего, долговременные и сезонные изменения связаны с постоянной разницей соотношения покрытых темным и светлым веществом участков поверхности. Полушария планеты имеют сильные отличия по характеру поверхности. Южное полушарие обладает поверхностью на 1-2 км над средним уровнем. Оно очень сильно усеяно кратерами, тем самым напоминая поверхность лунных материков. Северная часть расположена ниже среднего уровня и характеризуется малым количеством кратеров. Большую часть территории занимают гладкие равнины. Подобное различие до сих пор не имеет точного определения. Их граница обусловлена по большому кругу с экваториальным наклоном в 30°. Вдоль нее находятся самые эродированные участки поверхности Марса.
На данный момент установлены две возможные гипотезы возникновения подобной асимметрии. Первая касается раннего геологического этапа, на котором литосферные плиты просто «съехались» в одно полушарие и «застыли». Вторая гипотеза относится к столкновению Марса с другим космическим телом, размер которого равен диаметру планеты Плутон.
Количество кратеров на юге предполагает большую древность поверхности – 3-4 млрд лет. По типу выделяются несколько кратеров: с плоским дном большие кратеры, молодые небольшие чашеобразные кратеры, окруженные валом (чем схожи на лунные) и возвышенные. Два последних типа кратеров довольно-таки уникальны для Марса. С валом образовывались в тех местах, где текли жидкие выбросы, в местах, где покрывало выбросов защищало поверхность от эрозии, образовались возвышенные кратеры. Самым крупным ударным кратером считается равнина Эланда, в поперечине 2100 км.
В тех местах, где присутствует хаотичность ландшафта, поверхность испытала сжатия больших участков и разломы, а иногда и затопление жидкой лавой. В основном такие ландшафты расположены возле истоков прорезанных водой больших каналов. Одна из самых популярных теорий их образования является быстрое таяние подповерхностного льда.
Северное полушарие, помимо больших вулканических равнин, обладает двумя областями крупных вулканов – Элизий и Фарсида. Первая является шестикилометровой возвышенностью над средним уровнем с комплектом из трех вулканов: гора Элизий, купола Гекаты и Альбор. Вторая – это обширная вулканическая равнина (2000 км), достигающая отметки в 10 км над средним уровнем.
Полярные шапки и лед
Изменчивость внешнего вида Марса довольно высока и зависит от времени года. Первое, что меняется – это полярные шапки. Постоянно уменьшаясь и разрастаясь, они создают сезонные атмосферные явления на поверхности планеты. В максимуме расстояние может достигать 50° широты с диаметром в 1000 км. Весной полярная шапка одного из полушарий отступает, тем самым заставляя детали поверхности темнеть.
Южная и Северная полярные шапки состоят из углекислого газа и водяного льда. Спутник «Марс Экспресс» передал данные, согласно которым толщина шапок может достигать отметки в 3,7 км. «Марс Одиссей» на южной полярной шапке обнаружил действующие гейзеры.
На планете находится множество геологических образований, которые сильно напоминают водную эрозию, а именно высохшие русла рек. Одна из гипотез гласит, что эти русла сформировались в результате катастрофических кратковременных событий и не относятся к доказательствам существования речной системы. Но, согласно последним данным, реки текли на протяжении геологически значимых частей времени. Непосредственно найдены инвертированные русла. Помимо этого, присутствуют свидетельства передвижения русел в дельте реки при долгом поднятии поверхности.
В кратере Эберсвальде, юго-западное полушарие, находится самая длинная дельта реки – 115 км. Марсоходы НАСА «Оппортьюнити» и «Спирит» выявили наличие воды в прошлом, а аппарат «Феникс» нашел залежи льда в грунте. Помимо этого, обнаружены темные полосы, свидетельствующие о появлении соленой воды в жидком виде на поверхности. Их появление характеризуется в послелетний период. А к зиме все исчезает. Специалисты НАСА 28 сентября 2012 года заявили о следах пересохшего водного потока. Данное заявление было объявлено после получения фотографий с марсохода «Кьюриосити».
Грунт
Посадочные аппараты определили неодинаковый элементный состав марсианской почвы. Основа – кремнезем, содержащий примеси гидратов оксидов железа, из-за чего у Марса красноватый оттенок. Также обнаружены примеси серы, кальция, натрия, алюминия и магния. Согласно данным зонда «Феникс», соотношение рН марсианской почвы близко к земному, что теоретически позволило бы выращивать растения.
В прошлом на Марсе происходили движения литосферных плит, что подтверждается некоторыми особенностями магнитного поля и расположением вулканов. На данный момент большинство наблюдателей уверены, что такое движение отсутствует из-за большого размера и длительного существования вулканов. Возможно, на Марсе присутствует слабая тектоническая активность, в результате приводящая к появлению пологих каньонов.
Состав грунта
Жизнь на Марсе
Научные гипотезы о жизни на Марсе существуют давно. В атмосфере был найден метан благодаря наблюдениям аппарата «Марс Экспресс». Марсоход «Curiosity» обнаружил всплеск метана в атмосфере планеты и зафиксировал органические молекулы из скалы Камберленд. Условия Марса таковы, что подобный газ быстро разлагается, что свидетельствует о наличии постоянного источника. Их может быть несколько – геологическая активность или жизнедеятельность бактерий. Первый случай маловероятен из-за отсутствия действующих вулканов, а вот второй более интересен. Анализ некоторых метеоритов марсианского происхождения показал образования, похожие на простейшие бактерии. Один из этих метеоритов (ALH 84001) нашли в Антарктиде в 1984 году.
В декабре 2012 года марсоход «Curiosity» передал данные о наличии органических веществ и перхлоратов. Также были выявлены водяные пары. Интересный факт заключается в том, что марсоход опустился на дно высохшего озера.
Определенные анализы и исследования подтверждают, что ранее Марс был лучше приспособлен для жизни. Программа «Викинг» в 70-х годах проводила ряд экспериментов, направленных на обнаружение микроорганизмов. Результат был положительным. До сих пор ведутся ярые споры на этот счет.
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).