Грунт на Марсе

Собрали о Марсе информацию, которая интересна, в первую очередь, читателям, ничего не знающим о Красной планете. Ну а если вам о космическом соседе Земли кое-что и известно, материал лишним все равно не будет.

Почему разговор именно о Марсе?

Во-первых, из всех планет Солнечной системы это наиболее изучаемый мир, такое количество роботов ученые не отправляли ни на одно другое космическое тело;

Во-вторых, по мнению NASA, ряда СМИ и влиятельных бизнесменов, из всех планет системы Марс — «наилучшее место, которое подходит для колонизации».

Чем Марс похож на Землю и чем от нее отличается

Марс — четвертая от Солнца планета. Свое название получила в честь древнеримского бога войны. Эту планету можно увидеть в небе с поверхности Земли невооруженным глазом, ярче нее только Солнце, Луна и Венера. Если заметите на небе яркую, красноватого цвета немигающую точку — это Марс.

Марс с орбиты
Фото: NASA

Диаметр Марса равен 6 779 км, Земли — 12 742 км, наша планета почти в два раза больше своего соседа. Площадь поверхности Марса — 145 млн км², Земли — 510 млн км², однако почти 71% поверхности земного шара покрыто водой, получается, что общая площадь суши Земли составляет около 150 млн км². На поверхности соседней планеты воды в жидком состоянии нет, значит, размеры суши Марса и суши нашей планеты приблизительно одинаковы.

Статья по теме: Публикуем редкие снимки Марса, сделанные учеными в 1909 году

Масса Марса примерно в 11 раз меньше массы Земли, что значительно влияет на силу тяжести. У поверхности соседней планеты сила тяжести составляет 38% от земной, то есть она в 2,5 раза слабее. Поэтому 100-килограммовый человек, вдруг оказавшийся на Марсе, будет весить там всего 38 килограммов.

Исследования, проведенные на борту МКС, показывают, что если человек длительное время подвергается влиянию силы тяжести в 1-2 раза меньшей, чем на Земле, он начинает страдать от потери костной ткани, мышечной массы, у него могут начаться проблемы со зрением. Иными словами, такие условия могут нанести непоправимый вред здоровью.

Марсианская зима
Фото: NASA / Марсианская зима

Марс совершает один оборот вокруг своей оси за 24 часа 39 минут 36 секунд, это значит, продолжительность марсианских суток, или, как их называют ученые, солов, практически равна продолжительности земных суток, что хорошо подходит для нашей физиологии.

Что касается одного витка вокруг Солнца, то Марс его делает гораздо дольше, чем Земля — за 687 земных дня, в результате марсианский год длится почти в два раза больше, чем земной.

На нашей планете главная причина смены времен года — наклон земной оси по отношению к плоскости эклиптики, который равен 23,5°. Угол наклона Марса к плоскости орбиты — 25,19°, то есть практически такой же, что и у Земли. Значит, на Марсе, как и на нашей планете, происходит смена времен года. Правда, из-за того, что марсианский год продолжительнее земного, все 4 сезона там длятся гораздо дольше.

Сравнение размеров Земли и Марса
Фото: NASA/Wikimedia Commons / Сравнение размеров Земли и Марса

Марс находится от Солнца на среднем расстоянии 230 млн км, Земля же — на 150 млн км. Поэтому на соседней планете довольно прохладно: там более холодное лето, чем на Земле.

Температура на поверхности Марса постоянно колеблется. Летом при благоприятных условиях на экваторе в дневное время она может достигать +35°C, а ночью опускаться до -73°C. Такие резкие перепады обусловлены тем, что атмосфера Марса в 100 раз менее плотная, чем атмосфера Земли, а значит, она не способна долго удерживать тепло. Из-за удаленности на поверхность Марса падает всего 43% солнечного света от того общего количества, что доходит до поверхности Земли.

Орбита Марса вокруг Солнца такая же, как и у Земли — эллиптическая. Соседняя планета ближе всего подходит к звезде (проходит перигелий) в разгар зимы в северном полушарии и лета в южном, дальше всего от светила (проходит афелий) находится во время зимы в южном полушарии и, соответственно, лета в северном. Так что климат северного и южного полушарий отличается: летом температура в южных регионах может быть выше, чем в северных, разница достигает +30°C.

Поверхность Марса и немного геологии

На Марсе встречается большое количество химических элементов, которые имеют очень низкие температуры кипения — хлор, фосфор, магний, натрий, калий, сера. Некоторые из этих веществ могут быть полезны, например, для выращивания растений.

Фото: NASA / Минерал гематит на Марсе, известен также под названием красный железняк
Фото: NASA / Минерал гематит на Марсе, известен также под названием красный железняк

В марсианском грунте содержатся примеси соединений кремния, железа, магния, алюминия, кальция и калия, а также значительное количество примесей гидратов оксида железа, которые придают марсианской почве красноватый цвет. Поэтому Марс и называют Красной планетой.

Статья по теме: Как в начале XX века люди планировали начать радиопереговоры с марсианами

Данные аппарата InSight показывают, что кора Марса состоит из двух слоев, и она намного толще земной коры. Толщина варьируется от 24 до 72 км, на Земле же от 5 до 30 км (на континентах).

На Марсе наблюдается любопытный геологический феномен — дихотомия полушарий: южное и северное полушария Красной планеты различаются по ряду физических и топографических особенностей. Так, например, средняя толщина коры северного полушария составляет 32 км, а южного — 58 км. Поверхность северного полушария относительно плоская и гладкая, в то время как поверхность южного полушария изрезана древними кратерами.

Слоистые осадочные породы, образующие гору Шарп. Снимок сделал марсоход Curiosity
Фото: NASA / Слоистые осадочные породы, образующие гору Шарп. Снимок сделал марсоход Curiosity

В 1980 году ученые предложили гипотезу, объясняющую гладкость и ровность северного полушария. Согласно этой гипотезе, в далеком прошлом, когда Красная планета была тектонически активной, на северное полушарие упал объект диаметром ⅔ диаметра нашей Луны. В результате на поверхность выплеснулись потоки лавы и заполнили углубления, постепенно поверхность начала сглаживаться.

Многие специалисты считают, что сегодня Марс не является геологически активным телом, последние излияния лавы здесь происходили 20 млн лет назад, однако приборы аппарата InSigh зарегистрировали более 170 марсотрясений, это позволяет говорить о том, что какие-то подповерхностные сейсмические процессы там все же идут.

Кратеры, горы, каньоны

У Марса хватает “недружелюбных соседей”, например, пояс астероидов — область скопления множества тел всевозможных форм, которая находится между орбитами Красной планеты и Юпитера. Иногда объекты из этой области прилетают на Марс и оставляют на его поверхности “вмятины” различных размеров. Кроме того, орбита Красной планеты порой пересекает своего рода «линию кометного огня»: ее большой сосед Юпитер захватывает своей гравитацией некоторые кометы и направляет их в сторону Марса, какие-то из них достигают цели.

В прошлом неприятные встречи Марса с «непрошенными космическими гостями» происходили довольно часто, в основном во времена Поздней тяжелой бомбардировки 4,1—3,8 млрд лет назад. Планетологи предполагают, что так называемый Северный полярный бассейн (Borealis Basin) — крупнейший ударный бассейн в северной части Красной планеты, появился в результате одного из таких ударов.

Бассейн сформировался около 4 млрд лет назад от падения тела размером с Плутон, ну или почти с Плутон (диаметр карликовой планеты 2 736 км). Ученые считают, что именно из-за этого импактного события появилась дихотомия, поверхность северного полушария заполнила высвободившаяся лава и сделала рельеф относительно гладким и плоским.

Borealis Basin занимает около 40% поверхности всей планеты, его размер составляет 10 600 на 8500 км.

На снимке ниже гора Олимп (Olympus Mons) — огромный вулкан, который сейчас считается потухшим. Относительная высота этого образования 26 км.

Гора Олимп, снимок аппарата "Викинг-1"
Фото: NASA / Гора Олимп, снимок аппарата «Викинг-1»

Как же появился такой гигант? Исследователи полагают, что причиной тому низкая гравитация и относительно статическая кора, все это позволяет формироваться структурам такого размера.

А это система каньонов, получившая название Долины Маринер (Valles Marineris); она тянется на 4500 км в длину, имеет глубину 10 км и достигает ширины в 600 км. Эта система превышает крупнейший каньон Земли — Большой каньон (находится в Гренландии) — по длине и глубине почти в 10 раз и является самым крупным известным каньоном в Солнечной системе.

Фото: NASA / Долины Маринер
Фото: NASA / Долины Маринер

Предполагается, что Долины Маринер образовались либо в результате извержения гигантских вулканов, либо от удара крупного метеорита.

Вода на Марсе

Ученые считают, что вода на Марсе есть, большая ее часть находится в приповерхностных слоях и, скорее, в виде льда, небольшое ее количество, возможно, есть в атмосфере в виде пара. Очень много льда может быть сосредоточено в полярных шапках. Например, по оценкам специалистов, если бы растаял лед южной полярной шапки, то он бы покрыл поверхность Марса слоем воды в 11 метров.

Статья по теме: Есть ли жизнь на Марсе — вопрос, на который ученые уже нашли ответ?

В 2008 году орбитальный зонд NASA Mars Reconnaissance Orbiter обнаружил на Марсе область вечной мерзлоты, которая находится недалеко от полюсов. Спустя семь лет специалисты NASA объявили, что темные полосы, которые появляются и исчезают на поверхности Марса при смене сезонов, могут образовываться на месте периодических потоков соленой воды. Правда, чуть позже, открытие американских ученых некоторые научные деятели поставили под сомнение и заявили, что эти полосы могут вовсе не иметь никакого отношения к жидкой воде.

Темные линии на Марсе
Фото: NASA / Темные полосы на Марсе, которые, как считают ученые, могут образовываться на месте периодических потоков соленой воды

В 2016 году американцы сделали очередное открытие. Исследователи заявили, что под равниной Утопия они нашли замерзшее подземное озеро, и в случае, если бы это озеро растаяло, объем воды в нем был бы равноценен объему воды озера Верхнее в США — крупнейшего по площади пресному водоема мира.

В 2018 году вышел доклад международной группы ученых, которая сообщила об открытии с помощью радара MARSIS первого известного постоянного водоема на Красной планете. Речь шла о подледном озере, обнаруженном подо льдом Южной полярной шапки на глубине 1,5 км. Ширина этого озера может составлять 20 км, предполагается, что водоем заполняет жидкая вода. Исследования, проведенные радаром MARSIS, показывают, что жидкая вода в озере могла появиться из-за высоких концентраций в ней перхлоратов, которые способствуют таянию замерзшей воды.

На снимке ниже запечатлен марсианский кратер Королев. В 2018 году орбитальный аппарат Mars Express выяснил, что в кратере может содержаться 2200 км³ водяного льда — примерно столько, сколько воды содержится в канадском Большом Медвежьем озере.

Фото: ESA / Кратер Королев, содержащий 2200 кубических километров льда
Фото: ESA / Кратер Королев, содержащий 2200 кубических километров льда

Что касается наличия жидкой воды на поверхности планеты, то в таком виде там она существовать не может. Причина — низкие температуры и низкое атмосферное давление: оно составляет 1/170 от земного. Когда подповерхностный марсианский лед оказывается на поверхности, из-за низкого давления он сразу испаряется — переходит в газообразное состояние, минуя жидкое.

Спутники Марса

Если бы гипотетический путешественник посетил Марс, в ночном небе он наблюдал бы не одну луну, а две. Марсианские спутники в 1877 году открыл американский астроном Асаф Холл, чуть позже их назовут в честь древнегреческих богов, олицетворявших страх — Фобос, и ужас — Деймос.

Фото: NASA/Wikimedia Commons / Фобос
Фото: NASA/Wikimedia Commons / Фобос

Оба спутника Марса гораздо меньше нашей Луны: диаметр Фобоса 22,5 км, Деймоса — около 12,4 км. Их форма не сферическая, как у Луны, а близкая к эллипсоиду, это натолкнуло ученых на мысль, что Фобос и Деймос — остатки расколовшегося крупного астероида, которые захватила гравитация Красной планеты.

Фото: NASA/Wikimedia Commons / Деймос
Фото: NASA/Wikimedia Commons / Деймос

Допустим, у нас есть возможность лицезреть эти спутники в марсианском небе, что бы мы увидели? — Как Фобос поднимается на западе и садится на востоке каждые 11 часов. Что касается Деймоса, то этот спутник совершает один оборот вокруг Марса за 30 земных часов, это значит, что он очень медленно пересекает марсианское небо, между его восходом и заходом проходит 2,7 земных дня.

Post Scriptum

Отметим некоторые моменты, которые в статье подробно не расписывали, но они важны. У Марса нет стабильного магнитного поля, а атмосфера очень разреженная. Это значит, что марсианская поверхность не защищена от вредоносного излучения.

Атмосфера Марса очень тонкая, основные ее компоненты:

— 95,97% углекислый газ;

— 1,93% аргон;

— 1,89% азот;

— 0,146% кислород;

— менее 0,1% — это оксид углерода, оксид азота, оксид водорода, ксенон и другие газы.

марсоход Curiosity
Фото: NASA / марсоход Curiosity

Как видите, газовая оболочка Марса для той формы жизни, что нам известна, не пригодна.

На сентябрь 2021 года на марсианской орбите находится 8 космических зондов:

— Mars Odyssey;

— Mars Express;

— Mars Reconnaissance Orbiter;

— MAVEN;

— Mars Orbiter Mission;

— ExoMars Trace Gas Orbiter;

— Hope;

— Tianwen-1.

На поверхности находится 6 роботов:

— Curiosity;

— Perseverance;

— посадочный аппарат InSight;

— беспилотный вертолет Ingenuity;

— посадочный модуль Tianwen-1;

— марсоход Zhurong.

Материал перепечатан с нашего канала.

Читайте нас в соцсетях: Twitter, Facebook, Telegram

Смотрите нас на youtube. Следите за всем новым и интересным из мира науки на нашей страничке в Google Новости, читайте в Яндекс Дзен наши материалы, не опубликованные на сайте

Нашли ошибку? Пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Если вы заметили ошибку в тексте, пожалуйста, выделите ее и нажмите Ctrl+Enter

Источник: NASA

Всего комментариев: 0

ДОБАВИТЬ КОММЕНТАРИЙ

Ваш email не будет опубликован.

4 × 4 =

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: