Яка атмосфера марсу. Атмосфера стародавнього марсу

Марс четверта планета від Сонця та остання із планет земної групи. Як та інші планети у Сонячній системі (крім Землі) названо честь міфологічної постаті — римського бога війни. На додаток до його офіційної назви, Марс іноді називають Червоною планетою, що пов'язано з коричнево-червоним кольором його поверхні. При цьому Марс є другою найменшою планетою в Сонячній системі після .

Протягом майже дев'ятнадцятого століття вважалося, що у Марсі існує життя. Причина такої віри полягає частково у помилці, а частково у людській уяві. В 1877 астроном Джованні Скіапареллі зміг спостерігати те, що, на його думку, було прямими лініями на поверхні Марса. Подібно до інших астрономів, коли він помітив ці смуги, то припустив, що подібна прямота пов'язана з існуванням на планеті розумного життя. Популярною на той час версією про природу цих ліній було припущення, що це були зрошувальні канали. Тим не менш, з розвитком більш потужних телескопів на початку ХХ століття астрономи змогли побачити марсіанську поверхню більш чітко і визначити, що ці прямі лінії були лише оптичною ілюзією. В результаті все більш ранні припущення про життя на Марсі залишилися без доказів.

Багато наукової фантастики написаної протягом ХХ століття було прямим наслідком переконання, що у Марсі існує життя. Починаючи від невеликих зелених чоловічків, закінчуючи високі загарбники з лазерною зброєю, марсіани були в центрі уваги багатьох теле- і радіопрограм, коміксів, фільмів і романів.

Незважаючи на те, що відкриття марсіанського життя у вісімнадцятому столітті в результаті виявилося хибним, Марс залишався для наукових кіл найбільш доброзичливою для життя (не рахуючи Землі) планетою в Сонячній системі. Наступні планетарні місії були присвячені пошуку будь-якої форми життя на Марсі. Так місія під назвою Viking, здійснена в 1970-і роки, проводила експерименти на марсіанському ґрунті, сподіваючись виявити в ній саме мікроорганізмів. У той час вважалося, що утворення сполук в ході експериментів може бути результатом біологічних агентів, проте пізніше було встановлено, що сполуки хімічних елементів можуть бути створені без біологічних процесів.

Проте, навіть ці дані не позбавили вчених надії. Не знайшовши ознак життя на поверхні Марса, вони припустили, що всі необхідні умови можуть існувати під поверхнею планети. Ця версія є актуальною і сьогодні. Принаймні, такі планетарні місії сьогодення, як ExoMars і Mars Science, передбачають перевірку всіх можливих варіантів існування життя на Марсі в минулому чи теперішньому, на поверхні та під нею.

Атмосфера Марсу

За своїм складом атмосфера Марса дуже схожа на атмосферу, однією з найменш гостинних атмосфер у всій Сонячній системі. Основним компонентом в обох середовищах є двоокис вуглецю (95% для Марса, 97% для Венери), але є велика відмінність - парниковий ефект на Марсі відсутня, тому температура на планеті не перевищує 20 ° C, на відміну від 480 ° С на поверхні Венери . Така велика різниця пов'язана з різною щільністю атмосфер цих планет. При порівнянній щільності, атмосфера Венери надзвичайно товста, тоді як Марс має досить тонкий атмосферний шар. Простіше кажучи, якби товщина атмосфери Марса була значною, то він нагадував би Венеру.

Крім того Марс має дуже розріджену атмосферу, — атмосферний тиск становить лише близько 1% від тиску на . Це еквівалентно тиску 35 кілометрів над поверхнею Землі.

Одним із найперших напрямків у дослідженні марсіанської атмосфери є її вплив на присутність води на поверхні. Незважаючи на те, що полярні шапки містять воду в твердому стані, а повітря містить водяну пару, що утворюється в результаті морозів і низького тиску, сьогодні всі дослідження вказують на те, що «слабка» атмосфера Марса не сприяє існуванню води в рідкому стані на поверхні планети.

Тим не менш, покладаючись на останні дані марсіанських місій, вчені впевнені, що вода в рідкому вигляді на Марсі існує і знаходиться вона на один метр нижче поверхні планети.

Вода на Марсі: припущення / wikipedia.org

Однак не дивлячись на тонкий атмосферний шар Марс має досить прийнятні за земними мірками погодні умови. Найбільш екстремальними формами цієї погоди є вітри, курні бурі, морози та тумани. Як результат такої погодної діяльності в деяких районах Червоної планети було помічено значні сліди ерозії.

Ще одним цікавим пунктом про марсіанську атмосферу можна вказати те, що, як стверджує відразу кілька сучасних наукових досліджень, у далекому минулому вона була досить щільною для існування на поверхні планети океанів із води в рідкому стані. Однак, згідно з тими ж дослідженнями, атмосфера Марса була різко змінена. Провідною версією такої зміни на даний момент є гіпотеза про зіткнення планети з іншим досить об'ємним космічним тілом, що призвело до втрати Марсом більшої частини своєї атмосфери.

Поверхня Марса має дві значні особливості, які, за цікавим збігом обставин, пов'язані з відмінностями у півкулях планети. Справа в тому, що північна півкуля має досить гладкий рельєф і всього кілька кратерів, тоді як південна півкуля буквально поцяткована височинами і кратерами різної величини. Крім топографічних відмінностей, що позначають різницю в рельєфі півкуль, є і геологічні, - дослідження вказують на те, що області в північній півкулі набагато активніші, ніж у південній.

На поверхні Марса знаходиться найбільший із відомих на сьогоднішній день вулканів - Olympus Mons (Гора Олімп) і найбільший з відомих каньйонів - Mariner (долина Марінер). У Сонячній системі поки що не знайдено нічого грандіознішого. Висота Гори Олімп складає 25 кілометрів (це втричі вище за Еверест, найвищу гору на Землі), а діаметр основи 600 кілометрів. Довжина долини Марінер складає 4000 км, ширина 200 км, а глибина майже 7 км.

На сьогоднішній день найзначнішим відкриттям щодо марсіанської поверхні було виявлення каналів. Особливістю цих каналів є те, що вони, на думку експертів NASA, були створені проточною водою, і, таким чином, є достовірним доказом теорії про те, що в далекому минулому поверхня Марса значно нагадувала земну.

Найбільш відомою перейдолією пов'язаною з поверхнею Червоної планети є так зване «Обличчя на Марсі». Рельєф справді дуже нагадував людське обличчя тоді, коли було отримано перший знімок певної місцевості космічним апаратом Viking I 1976 року. Багато людей тоді порахували цей знімок справжнім доказом того, що на Марсі існувало розумне життя. Наступні знімки показали, що це лише гра висвітлення та людська фантазія.

Подібно до інших планет земної групи, в інтер'єрі Марса виділяють три шари: кора, мантія та ядро.
Незважаючи на те, що точних вимірів ще не зроблено, вчені зробили певні прогнози про товщину кори Марса на підставі даних про глибину долини Марінер. Глибока, велика система долини, розташованої в південній півкулі, не могла б існувати якби кора Марса не була значно товщі за земну. Попередні оцінки вказують на те, що товщина кори Марса у північній півкулі становить близько 35 кілометрів та близько 80 кілометрів у південній.

Досить багато досліджень було присвячено ядру Марса, зокрема з'ясування того, чи воно є твердим чи рідким. Деякі теорії вказали відсутність досить потужного магнітного поля як ознаки твердого ядра. Тим не менш, в останнє десятиліття все більшу популярність набирає гіпотеза про те, що ядро ​​Марса рідке, принаймні частково. На це вказало відкриття намагнічених порід на поверхні планети, що може бути ознакою того, що Марс володіє або володів рідкою серцевиною.

Орбіта та обертання

Орбіта Марса примітна з трьох причин. По-перше, її ексцентриситет є другим за величиною серед усіх планет, меншим лише у Меркурія. За такої еліптичної орбіти перигелій Марса становить 2.07 х 108 кілометрів, що набагато далі, ніж його афелій — 2,49 х 108 кілометрів.

По-друге, наукові дані свідчать про те, що такий високий ступінь ексцентричності був присутній далеко не завжди, і, можливо, був меншим за Земну в якийсь момент історії існування Марса. Причиною такої зміни вчені називають гравітаційні сили сусідніх планет, що впливають на Марс.

По-третє, з усіх планет земної групи Марс є єдиною, де рік триває довше, ніж Землі. Природно це пов'язано з його орбітальною відстанню від Сонця. Один марсіанський рік дорівнює майже 686 земним дням. Марсіанський день триває приблизно 24 години 40 хвилин, саме такий час потрібен планеті, щоб завершити один повний оберт навколо своєї осі.

Ще однією примітною схожістю планети із Землею є її нахил осі, який становить приблизно 25°. Така особливість вказує на те, що сезони на Червоній планеті змінюють один одного таким же чином, як і на Землі. Проте півкулі Марса переживають абсолютно інші, відмінні від земних, температурні режими для кожного сезону. Це пов'язано знову ж таки зі значно більшим ексцентриситетом орбіти планети.

SpaceX І плани з колонізації Марса

Отже, ми знаємо, що SpaceX хоче відправити людей на Марс у 2024 році, але їхньою першою марсіанською місією буде запуск капсули «Червоного Дракона» у 2018 році. Які кроки збирається зробити компанія задля досягнення цієї мети?

• 2018 рік. Запуск космічного зонда «Червоний Дракон» для демонстрації технологій. Мета місії — досягти Марса і зробити деякі дослідження на місці посадки в невеликому масштабі. Можливо, постачання додаткової інформації для НАСА чи космічних агенцій інших держав.
• 2020 рік. Запуск космічного корабля Mars Colonial Transporter MCT1 (безпілотний). Мета місії – відправлення вантажу та повернення зразків. Масштабні демонстрації технології існування, життєзабезпечення, енергетики.
• 2022 рік. Запуск космічного корабля Mars Colonial Transporter MCT2 (безпілотний). Друга ітерація MCT. У цей час MCT1 буде по дорозі назад до Землі, несучи марсіанські зразки. MCT2 здійснює постачання обладнання для першого пілотованого польоту. Корабель MCT2 буде готовий до запуску, коли екіпаж прибуде на Червону планету через 2 роки. У разі виникнення неприємностей (як у фільмі «Марсіанін») команда зможе скористатися ним, щоб залишити планету.
• 2024 рік. Третя ітерація Mars Colonial Transporter MCT3 та перший пілотований політ. На той момент усі технології доведуть свою працездатність, MCT1 здійснить подорож на Марс і назад, а MCT2 готовий та протестований на Марсі.

Марс є четвертою планетою від Сонця та останньою з планет земної групи. Відстань від Сонця становить близько 227 940 000 кілометрів.

Планету названо на честь Марса — римського бога війни. У стародавніх греків він був відомий як Арес. Вважається, що таку асоціацію Марс отримав через криваво-червоний колір планети. Завдяки кольору планета також була відома і в інших стародавніх культур. Перші китайські астрономи називали Марс "Зіркою Вогню", а давньоєгипетські жерці позначали його як "Її Desher", що означає "червоний".

Масив суші на Марсі та на Землі дуже схожий. Незважаючи на те, що Марс займає лише 15% обсягу та 10% маси Землі, він має порівнянний з нашою планетою масив суші як наслідок того, що вода покриває близько 70% поверхні Землі. У цьому поверхнева сила тяжкості Марса становить близько 37% тяжкості Землі. Це означає, що теоретично на Марсі можна стрибати втричі вище, ніж Землі.

Лише 16 із 39 місій на Марс були успішними. Починаючи з місії «Марс 1960А», запущеної в СРСР у 1960 році, на Марс було відправлено загалом 39 орбітальних апаратів і марсоходів, що спускалися, але тільки 16 з цих місій були успішними. У 2016 році було запущено зонд у рамках російсько-європейської місії «ЕкзоМарс», основною метою якого буде пошук ознак життя на Марсі, вивчення поверхні та рельєфу планети та складання картки потенційних небезпек від навколишнього середовища для майбутніх пілотованих польотів на Марс.

Уламки з Марса знайшли на Землі. Вважається, що сліди деякої кількості марсіанської атмосфери знайшли в метеоритах, що відскочили від планети. Після того, як Марс покинули ці метеорити довгий час, протягом мільйонів років, літали по Сонячній системі серед інших об'єктів і космічного сміття, але були захоплені гравітацією нашої планети, потрапили в її атмосферу і впали на поверхню. Вивчення цих матеріалів дозволило вченим дізнатися багато про Марсі ще до початку космічних польотів.

Нещодавно люди були впевнені, що Марс є домом для розумного життя. Багато в чому це вплинуло виявлення прямих ліній і канав лежить на поверхні Червоної планети італійським астрономом Джованні Скіапареллі. Він вважав, що такі прямі лінії не можуть бути створені природою та є результатом розумної діяльності. Однак пізніше було доведено, що це не більш ніж оптична ілюзія.

Найвища планетарна гора, відома в Сонячній системі, знаходиться на Марсі. Вона має назву Olympus Mons (Гора Олімп) і височить на 21 кілометр у висоту. Вважається, що це вулкан, який було сформовано мільярди років тому. Вчені виявили досить багато свідчень того, що вік вулканічної лави об'єкта досить невеликий, що може бути доказом того, що Олімп все ще може бути активним. Тим не менш, є гора в Сонячній системі, якій Олімп поступається по висоті, - це центральний пік Реясильвія, розташований на астероїді Веста, висота якого 22 кілометри.

На Марсі відбуваються пилові бурі - найбільші в Сонячній системі. Це з еліптичної формою траєкторії орбіти планети навколо Сонця. Шлях орбіти більш витягнутий, ніж у багатьох інших планет, і ця овальна форма орбіти призводить до лютих пилових шторм, які охоплюють всю планету і можуть тривати багато місяців.

Сонце виглядає приблизно половину свого візуального земного розміру, якщо дивитися на нього з Марса. Коли Марс знаходиться ближче до Сонця за своєю орбітою, а його південна півкуля звернена до Сонця, на планеті настає дуже коротке, але неймовірно спекотне літо. При цьому на північній півкулі настає коротка, але холодна зима. Коли планета знаходиться далі від Сонця, і спрямований до нього північною півкулею Марс переживає довге та м'яке літо. На південній півкулі при цьому настає тривала зима.

За винятком Землі, вчені вважають Марс найпридатнішою для життя планетою. Провідні космічні агентства планують здійснити цілу низку космічних польотів протягом наступного десятиліття для того, що з'ясувати, чи існує на Марсі потенціал для існування життя і чи можливо побудувати на ньому колонію.

Марсіани та інопланетяни з Марса досить довгий час були основними кандидатами на роль позаземних прибульців, що зробило Марс однією з найпопулярніших планет Сонячної системи.

Марс це єдина у системі планета, крім Землі, де є полярні льоди. Під полярними шапками Марса було виявлено воду у твердому стані.

Так само як і на Землі на Марсі є сезони, але тривають вони вдвічі довше. Це відбувається тому, що Марс нахилений по осі приблизно на 25,19 градусів, що близько до значення нахилу осі Землі (22,5 градуса).

Марс немає магнітного поля. Деякі вчені вважають, що воно існувало на планеті близько 4 мільярдів років тому.

Два місяці Марса, Фобос і Деймос, було описано у книзі «Подорожі Гулівера» автором Джонатаном Свіфтом. Це було за 151 рік до того, як вони були відчинені.

Атмосфера Марса становить менше ніж 1% від Земної, тому вона не захищає планету від випромінювання Сонця і не зберігає тепло на поверхні. Так коротко можна її описати, але давайте докладніше її розглянемо.

Атмосфера Марса була відкрита ще до польоту автоматичних міжпланетних станцій до планети. Завдяки протистоянням планети, які трапляються раз на три роки та спектральному аналізу, астрономи вже в 19 столітті знали, що вона має досить однорідний склад, понад 95% якого складає CO2.

Колір марсіанського неба з посадкового модуля Viking Lander 1. На 1742 сол (марсіанський день) видно пилову бурю.

У 20 столітті завдяки міжпланетним зондам ми дізналися, що атмосфера Марса і його температура сильно взаємопов'язані, адже завдяки перенесенню найдрібніших частинок оксиду заліза виникають величезні пилові бурі, які можуть охопити половину планети, попутно піднявши її температуру.

Зразковий склад

Газова оболонка планети складається з 95% вуглекислого газу, 3% азоту, 1,6% аргону, і слідових кількостей кисню, водяної пари та інших газів. Крім того, вона дуже сильно наповнена дрібними частинками пилу (в основному з оксиду заліза), які надають їй червоного відтінку. Завдяки відомостям про частинки оксиду заліза, відповісти на питання якого кольору атмосфера, зовсім не важко.

Вуглекислий газ

Темні дюни - результат сублімації замерзлої вуглекислоти, яка навесні розтанула і вирвалася в розряджену атмосферу, залишивши після себе такі сліди.

Чому атмосфера червоної планети складається із вуглекислого газу? На планеті немає тектоніки плит вже протягом мільярдів років. Відсутність руху плит дозволило вулканічним точкам викидати магму на поверхню мільйони років поспіль. Вуглекислий газ також є продуктом виверження і це єдиний газ, яким постійно поповнюється атмосфера, це фактично єдина причина, чому вона існує. До того ж планета втратила своє магнітне поле, що сприяло тому, що легші гази неслися сонячним вітром. Через безперервні виверження, з'явилося безліч великих вулканічних гір. Гора Олімп є найбільшою горою в Сонячній системі.

Вчені вважають, що Марс втратив всю свою атмосферу через те, що втратив свою магнітосферу близько 4 мільярдів років тому. Колись газова оболонка планети була щільнішою і магнітосфера захищала від сонячного вітру планету. Сонячний вітер, атмосфера та магнітосфера сильно взаємопов'язані. Сонячні частки взаємодіє з іоносферою і забирає з неї молекули, знижуючи щільність. Це і є розгадкою на питання, куди поділася атмосфера. Ці іонізовані частинки виявили космічними апаратами, у просторі позаду Марса. Це призводить до того, що на поверхні тиск у середньому 600 Па порівняно із середнім тиском на Землі 101300 Па.

Метан

Відносно велика кількість метану виявили порівняно недавно. Ця несподівана знахідка показала, що атмосфера містить метан у пропорції 30 частин на мільярд. Цей газ утворюється з різних районів планети. Дані дозволяють припустити, що є два основних джерела метану.

Захід сонця, блакитний колір неба обумовлений, частково, наявністю метану

Вважається, що Марс виробляє близько 270 тонн метану на рік. Відповідно до умов на планеті метан руйнується швидко, приблизно за 6 місяців. Щоб метан існував у виявлених кількостях, повинні бути активні джерела під поверхнею. Вулканічна активність та серпентинізація є найімовірнішими причинами утворення метану.

До речі, метан це одна з причин, чому атмосфера планети блакитна на заході сонця. Метан краще розсіює блакитний колір, ніж інші кольори.

Метан є побічним продуктом життя, а також є результатом вулканізму, геотермальних процесів та гідротермальної діяльності. Метан є нестійким газом, тому на планеті має бути джерело, яке постійно поповнює його. Він має бути дуже активним, тому що дослідження показали, що метан руйнується менше ніж за рік.

Кількісний склад

Хімічний склад атмосфери: вона складається з більш ніж 95% вуглекислого газу, 95,32%, якщо бути точним. Гази розподілені так:

Діоксид вуглецю 95,32%
Азот 2,7%
Аргон 1,6%
Кисень 0,13%
Окис вуглецю 0,07%
Водяна пара 0,03%
Оксид азоту 0,0013%

Будова

Атмосфера ділиться на чотири основні шари: нижній, середній, верхній та екзосфера. Нижні шари – це тепла область (температура близько 210 К). Вона нагрівається від пилу повітря (пил 1,5 мкм у поперечнику) і теплового випромінювання від поверхні.

Слід врахувати, що, незважаючи на дуже велику розрідженість, концентрація вуглекислого газу в газовій оболонці планети приблизно в 23 рази більше, ніж у нашій. Тому не така вже й доброзичлива атмосфера Марса не можна дихати в ній не тільки людям, а й іншим земним організмам.

Середня схожа на Земну. Верхні шари атмосфери нагріваються від сонячного вітру і там температура набагато вища, ніж на поверхні. Це тепло змушує газ залишати газову оболонку. Екзосфера починається приблизно за 200 км від поверхні і не має чіткого кордону. Як бачите, розподіл температури по висоті досить передбачуваний для планети земної групи.

Погода на Марсі

Прогноз на Марсі, як правило, дуже поганий. Подивитися прогноз погоди на Марсі можна . Погода міняється щодня і іноді навіть щогодини. Це здається незвичайним для планети, яка має атмосферу, що становить лише 1% від Земної. Незважаючи на це, клімат Марса і загальна температура планети так само сильно впливають одна на одну, як і на Землі.

Температура

Влітку денна температура на екваторі може сягати 20 °С. Вночі температура може опускатися до -90 С. 110 градусів різниці в один день, може створити пилові смерчі та пилові бурі, які охоплюють собою всю планету на кілька тижнів. Зимові температури вкрай низькі -140 C. Вуглекислий газ замерзає і перетворюється на сухий лід. Марсіанський Північний полюс має метровий шар сухого льоду в зимовий час, тоді як Південний полюс покритий вісімма метрами сухого льоду.

Хмари

Так як випромінювання Сонця та сонячного вітру постійно бомбардують планету, рідка вода не може існувати, тому дощу на Марсі немає. Іноді з'являються хмари і починає падати сніг. Хмари на Марсі дуже маленькі та тонкі.

Вчені вважають, деякі з них складаються з дрібних частинок води. Атмосфера містить водяну пару у незначних кількостях. З першого погляду може здатися, що хмари не можуть існувати на планеті.

І все ж таки на Марсі, є умови для формування хмар. На планеті так холодно, що вода у цих хмарах ніколи не випадає у вигляді дощу, але йде у вигляді снігу у верхніх шарах атмосфери. Вчені спостерігали це кілька разів, і немає жодних доказів, що сніг не сягає поверхні.

Пил

Як впливає атмосфера на температурний режим, побачити досить легко. Найбільш показовою подією є пилові бурі, які локально нагрівають планету. Вони відбуваються через перепад температур на планеті, а поверхня вкрита легким пилом, який піднімає навіть такий слабкий вітер.

Ці бурі запилюють панелі сонячних батарей, що унеможливлює довгострокове дослідження планети. На щастя, бурі чергуються з вітром, який здуває накопичений пил із панелей. Але атмосфера Куріосіті перешкодити не в змозі, передовий американський марсохід оснащений ядерним термогенератором і йому перебої з сонячним світлом не страшні, на відміну від іншого марсохода Opportunity, що працює на сонячних батареях.

Такому марсоходу не страшні жодні пилові бурі.

Вуглекислий газ

Як мовилося раніше, газова оболонка червоної планети на 95 складається з вуглекислого газу. Він може замерзати та випадати на поверхню. Приблизно 25% атмосферного вуглекислого газу конденсується у полярних шапках у вигляді твердого льоду (сухий лід). Це відбувається через те, що Марсіанські полюси не зазнають впливу сонячного світла протягом зимового періоду.

Коли на полюси знову падає сонячне світло, крига переходить у газоподібну форму і випаровується назад. Таким чином відбувається значна зміна тиску за рік.

Пилові смерчі

Пиловий смерч висотою 12 кілометрів та 200 метрів у діаметрі

Якщо ви коли-небудь були в пустельній місцевості, то бачили крихітні пилові смерчі, які начебто виникають з нізвідки. Пилові смерчі на Марсі трохи зловісніші, ніж на Землі. У порівнянні з нашою, атмосфера червоної планети має щільність у 100 разів меншу. Тому смерчі більше схожі на торнадо, що височіють на кілька кілометрів у повітрі і мають сотні метрів у поперечнику. Це частково пояснює те, що в порівнянні з нашою планетою, атмосфера червона – пилові бурі та дрібнодисперсний пил із оксиду заліза. Також колір газової оболонки планети може змінювати і на заході сонця, коли сідає Сонце, метан розсіює блакитну частину світу сильніше ніж інші, тому захід сонця на планеті блакитний.

Знайомство з будь-якою планетою починається з її атмосфери. Вона обволікає космічне тіло та захищає його від зовнішніх впливів. Якщо атмосфера сильно розріджена, то такий захист надзвичайно слабкий, а якщо він щільний, то планета знаходиться в ній як у коконі – прикладом тут може служити Земля. Однак такий приклад у Сонячній системі одиничний і не поширюється на інші планети земної групи.

Тому атмосфера Марса (червона планета) надзвичайно розріджена. Її приблизна товщина вбирається у 110 км, а щільність проти земної атмосферою дорівнює лише 1%. На додаток до цього у червоної планети надзвичайно слабке і нестійке магнітне поле. Як наслідок, сонячний вітер вторгається на Марс і розсіює атмосферні гази. Внаслідок цього за добу планета втрачає від 200 до 300 тонн газів. Все залежить від сонячної активності та від відстані до світила.

Звідси не важко зрозуміти, чому атмосферний тиск дуже низький. На рівні моря воно менше земного у 160 разів. На вулканічних вершинах воно становить 1 мм рт. ст. А в глибоких западинах його величина сягає 6 мм рт. ст. Середня величина лежить на поверхні дорівнює 4,6 мм рт. ст. Такий тиск фіксується в земній атмосфері на висоті 30 км від поверхні Землі. З такими величинами вода не може в рідкому стані бути на червоній планеті.

В атмосфері Марсу вуглекислого газу міститься 95%. Тобто можна говорити, що він займає панівне становище. На другому місці знаходиться азот. Його налічується майже 2,7%. Третє місце посідає аргон – 1,6%. А кисень знаходиться на четвертому місці – 0,16%. Є також у невеликій кількості чадний газ, водяна пара, неон, криптон, ксенон, озон.

Склад атмосфери такий, що дихати на Марсі людям неможливо. Пересуватися планетою можна тільки в скафандрі. У той самий час слід зазначити, що це гази хімічно інертні і серед них немає жодного отруйного. Якби тиск на поверхні був хоча б 260 мм рт. ст., то нею можна було б пересуватися без скафандра у звичайному одязі, маючи лише дихальний апарат.

Деякі фахівці вважають, що кілька мільярдів років тому атмосфера Марса була значно щільнішою і з більшим вмістом кисню. На поверхні були річки та озера з води. На це вказують численні природні утворення, що нагадують висохлі русла річок. Вік їх оцінюється приблизно 4 млрд. років.

Через високу розрідженість атмосфери температура на червоній планеті характеризується високою нестійкістю. Спостерігаються різкі добові коливання, і навіть висока температурна різниця залежно від широт. Середня температура дорівнює -53 градуси за Цельсієм.. Влітку на екваторі середня температура становить 0 градусів за Цельсієм. У той же час вона може коливатися вдень від +30 до -60 вночі. А ось на полюсах спостерігаються температурні рекорди. Там температура може падати до -150 градусів за Цельсієм.

Незважаючи на низьку густину, в атмосфері Марса часто спостерігаються вітри, смерчі, бурі. Швидкість вітру сягає 400 км/год. Вона піднімає вгору рожевий марсіанський пил, і той закриває поверхню планети від цікавих поглядів людей.

Треба сказати, що хоча марсіанська атмосфера і слабка, але в неї вистачає сил протистояти метеоритам. Непрохані гості з космосу, падаючи на поверхню, частково згоряють, а тому на Марсі не так вже й багато кратерів. Дрібні метеорити згоряють в атмосфері повністю і не завдають сусідові Землі жодної шкоди.

Владислав Іванов

Доктор геолого-мінералогічних наук, професор О. ПОРТНОВ

"Чи є життя на Марсі, чи немає життя на Марсі - науці невідомо" - це не просто вдалий афоризм із популярної кінокомедії "Карнавальна ніч", який широко увійшов до нашої розмовної мови і став ходячим жартом. Головне тут у тому, що ця фраза дуже довгий час відбивала наш дійсний рівень знань про життя на Червоній планеті. І ось тільки тепер, в останні роки, коли зібрані та опрацьовані новітні наукові спостереження, дослідження, факти, все це дозволяє сказати: "Життя на Марсі було!"

Чому Марс червоний?

Марс з давніх-давен називають "Червоною планетою". Яскравий червоний диск, що висить у нічному небі у роки Великих протистоянь, коли ця планета максимально наближена до Землі, завжди викликав у людей якесь тривожне почуття. Невипадково ще вавилоняни, та був древні греки і древні римляни асоціювали планету Марс з богом війни Аресом чи Марсом і вірили у те, що час Великих протистоянь буває пов'язані з найбільш жорстокими війнами. Ця похмура прикмета, як не дивно, іноді збувається і в наш час: так, наприклад, Велике протистояння Марса в 1940-1941 збіглося з першими роками Другої світової війни.

Але чому ж Марс червоний? Звідки цей колір крові? Як не дивно, подібність забарвлення планети і крові пояснюється однією і тією самою причиною: великою кількістю оксиду заліза. Оксиди заліза забарвлюють гемоглобін крові; оксиди тривалентного заліза, з'єднані з піском та пилом, покривають поверхню Марса. Радянські та американські космічні станції, що здійснювали м'яку посадку в марсіанських пустелях, передали на Землю кольорові зображення кам'янистих рівнин, засипаних червоним піском. Хоча марсіанська атмосфера дуже розріджена (за щільністю вона відповідає атмосфері Землі на висоті 30 кілометрів), пилові бурі тут надзвичайно сильні. Іноді трапляється, що через пил астрономи місяцями не можуть побачити поверхню цієї планети.

Американські станції передали відомості про хімічний склад марсіанського ґрунту та корінних гірських порід: на Марсі переважають глибинні темні породи – андезити та базальти з високим вмістом закису заліза (близько 10 відсотків), що входить до складу силікатів; ці породи перекриті ґрунтом – продуктом вивітрювання глибинних порід. У ґрунті різко підвищено вміст сірки та оксидів заліза – до 20 відсотків. Це вказує на те, що червоний марсіанський ґрунт складається з оксидів та гідроксидів заліза з домішкою залізистих глин та сульфатів кальцію та магнію. На Землі ґрунти такого типу теж трапляються досить часто. Їх називають червонокольоровими корами вивітрювання. Утворюються вони в умовах теплого клімату, великої кількості води та вільного кисню атмосфери.

Ймовірно, і на Марсі червонокольорові кори вивітрювання виникали у подібних умовах. Марс червоний тому, що його поверхня покрита потужним шаром "іржі", що роз'їдає темні глибинні породи. Тут можна лише здивуватись проникливості середньовічних алхіміків, які зробили астрономічний знак Марса символом заліза.

А взагалі "іржа" - оксидна плівка на поверхні планети - рідкісне явище в Сонячній системі. Вона існує лише Землі і Марсі. На решті планет і численних великих супутників планет, навіть на тих, на яких, як вважають, є вода (у формі льоду), глибинні породи практично мільярди років зберігаються незміненими.

Червоні піски Марса, що розвіюють урагани, - це частинки кори вивітрювання глибинних порід. На Землі в наш час такий пил проклинають водії на ґрунтових дорогах Африки, Індії. А в минулі епохи, коли на нашій планеті був оранжерейний клімат, червоні кори, як лишайники, покривали поверхню всіх континентів. Тому червонокольорові піски та глини зустрічаються у відкладах усіх геологічних епох. Сумарна маса червоноцвітів Землі дуже велика.

Червонокольорові кори породжені життям

Червонокольорові кори вивітрювання Землі з'явилися дуже давно, але тільки після того, як в атмосфері з'явився вільний кисень. Підраховано, що весь кисень земної атмосфери (1200 трильйонів тонн) зелені рослини виробляють за геологічними мірками майже миттєво – за 3700 років! Але якщо земна рослинність загине – вільний кисень дуже швидко зникне: він знову з'єднається з органічною речовиною, увійде до складу вуглекислоти, а також окислить залізо у гірських породах. У атмосфері Марса зараз лише 0,1 відсотка кисню, але 95 відсотків вуглекислого газу; інше - азот та аргон. Для перетворення Марса на "Червону планету" нинішньої кількості кисню в його атмосфері було б недостатньо. Отже, "іржа" у таких великих кількостях виникла там не зараз, а набагато раніше.

Спробуймо підрахувати, скільки вільного кисню мало бути вилучено з атмосфери Марса для утворення марсіанських червоноцвітів? Поверхня Марса становить 28 відсотків поверхні Землі. Для утворення кори вивітрювання сумарною потужністю 1 кілометр із атмосфери Марса було вилучено близько 5000 трильйонів тонн вільного кисню. Це дає підстави припускати, що колись у атмосфері Марса вільного кисню було менше, ніж Землі. Значить, було й життя!

Змерзлі річки Марса

Води на Марсі було багато. Про це свідчать отримані космічними апаратами фотографії розгалуженої річкової мережі та грандіозних річкових долин, схожих на знаменитий каньйон Колорадо у США. Замерзлі моря та озера Марса зараз, ймовірно, засипані червоними пісками. Схоже, що Марс пережив разом із Землею епохи Великих заледенінь. На Землі останнє грандіозне заледеніння завершилося лише 12-13 тисяч років тому. І зараз ми живемо за доби глобального потепління. Фото Марса показують, що там теж відбувається відтавання багатокілометрового шару вічної мерзлоти. Про це свідчать гігантські зсуви красноцветного грунту по схилах річкових долин. Оскільки клімат Марса набагато холодніший за земний, то з епохи останнього заледеніння він виходить суттєво пізніше за нас.

Отже, спільний вплив води та кисню атмосфери та ще тепліший, ніж нині, клімат могли призвести до того, що Марс покрився таким потужним шаром "іржі", а тепер за багато сотень мільйонів кілометрів видно як "червоне око". І ще одна умова: ця "іржа" могла виникнути лише в тому випадку, якщо на "Червоній планеті" колись була пишна рослинність.

Чи є якісь докази того, що так воно й було? Американці виявили у льодах Антарктиди метеорит, занедбаний якимсь страшним вибухом із поверхні Марса. У цьому камені збереглося щось подібне до залишків примітивних бактерій. Їхній вік - близько трьох мільярдів років. Крижаний панцир Антарктиди почав формуватися лише 16 мільйонів років тому. Але ж невідомо, скільки часу крутився у Космосі уламок марсіанської породи, перш ніж упав на Землю. Сильні вибухи на Марсі, на думку багатьох фахівців, відбувалися не так давно - 30-35 мільйонів років тому.

Історія розвитку життя на Землі показує, що всього за 200 мільйонів років примітивні синьо-зелені водорості докембрія перетворилися на могутні ліси кам'яновугільного періоду. Значить, і на Марсі часу для розвитку складних форм життя (від тих примітивних бактерій, що надрукувалися на камені, до пишних непрохідних лісів) було більш ніж достатньо.

Ось чому на запитання: "Чи є життя на Марсі?.." - мені здається, треба відповідати: "Життя на Марсі БУЛО!" Нині вона, мабуть, практично відсутня, тому що вміст кисню в марсіанській атмосфері мізерний.

Що ж могло занапастити життя на цій планеті? Навряд чи це сталося через Великі заледеніння. Історія Землі досить переконливо показує, що до зледеніння життя все-таки примудряється пристосуватися. Найімовірніше, життя на "Червоній планеті" було знищено ударами гігантських астероїдів. А свідчить про ці удари червоний магнітний окис заліза, що становить більше половини залізистих оксидів у червоноцвітах Марса.

Маггеміт на Марсі та на Землі

Аналіз червоних пісків Марса виявив дивовижну їхню особливість: вони магнітні! Червоноцвіти Землі, що мають такий самий хімічний склад, немагнітні. Ця різка різниця у фізичних властивостях пояснюється тим, що як "барвник" у земних червоноцвітах виступає оксид заліза - мінерал гематит (від грецького "гематос" - кров) з домішкою лимоніту (гідроксід заліза), а на Марсі основним барвником служить мінерал маггеміт. Це червоний магнітний окис заліза, що має структуру магнітного мінералу магнетиту.

Гематит і лимонит - поширені Землі руди заліза, а маггеміт серед земних гірських порід зустрічається рідко. Він утворюється іноді при окисненні магнетиту. Маггеміт - мінерал нестійкий, при нагріванні вище 220 о С він втрачає свої магнітні властивості і перетворюється на гематит.

Сучасна промисловість у великих кількостях виробляє синтетичний маггеміт - магнітний окис заліза. Її використовують, наприклад, як звуконосій у магнітофонних стрічках. Червоно-бурий колір магнітофонних стрічок обумовлений домішкою найтоншого порошку магнітного окису заліза, яку одержують, прожарюючи гідроксид заліза (аналог мінералу лімоніту) до 800-1000 про С. Такий магнітний окис заліза стабільна і не втрачає своїх магнітних властивостей при повторному проканні.

Маггеміт вважався на Землі мінералом рідкісним доти, доки геологи не виявили, що територія Якутії буквально засипана величезною кількістю магнітного окису заліза. Це несподіване відкриття було зроблено нашою геологічною групою, коли при пошуках алмазоносних кімберлітових трубок виявилося безліч "хибних аномалій". Вони дуже схожі з кимберлитовыми трубками, але відрізнялися підвищеної концентрацією магнітного окису заліза. Це був важкий червоно-бурий пісок, який після прожарювання залишався магнітним, подібно до свого синтетичного аналога. Я описав його як новий мінеральний різновид і назвав "стабільним маггемітом". Але виникало багато питань: чому він відрізняється за властивостями від "звичайного" маггеміту, чому схожий на синтетичний магнітний окис заліза, чому його так багато саме в Якутії, але немає серед численних червоноцвітів стародавніх відкладень або в екваторіальному поясі Землі? це якийсь могутній потік енергії прожарив колись поверхню північного сходу Сибіру?

Відповідь мені бачиться в сенсаційній знахідці гігантського метеоритного кратера у басейні сибірської річки Попігай. Діаметр Попігайського кратера - 130 км, а на південний схід є ще й сліди інших "зоряних ран", теж чималих - діаметром у десятки кілометрів. Ця страшна катастрофа сталася близько 35 мільйонів років тому. Можливо, вона визначила кордон двох геологічних епох - еоцену та олігоцену, на межі яких археологи знаходять сліди різкої зміни типів життя.

Енергія космічного удару була справді жахливою. Діаметр астероїда 8-10 км, маса – близько трьох трильйонів тонн, швидкість – 20-30 км/с. Він пробив атмосферу, як куля аркуш паперу. Енергія удару розплавила 4-5 тисяч кубічних кілометрів гірських порід, змішавши воєдино базальти, граніти, осадові породи. У радіусі кількох тисяч кілометрів загинуло все живе, випарувалася вода річок та озер, а поверхня Землі була прожарена космічним полум'ям.

Про те, що температура і тиск у момент удару були жахливими, свідчать особливі мінерали, які зараз зустрічаються в гірських породах кратеру Попігайського. Вони могли виникнути лише за "неземних" тисків у сотні тисяч атмосфер. Це важкі модифікації кремнезему – коесит та стихошіт, а також гексагональна модифікація алмазу – лонсдейліт. Попігайський кратер - найбільше у світі родовище алмазів, але тільки не кубічних, як у кімберлітових трубках, а гексагональних. На жаль, якість цих кристалів така низька, що їх не можна використовувати навіть у техніці. І, нарешті, ще один результат потужного прожарювання. Червоні лімонітові кори, що виходили на поверхню, отримали такий опік, що гідроксиди заліза перетворилися на червоний магнітний окис заліза - стабільний маггеміт.

Знахідка в Якутії величезних кількостей червоного магнітного окису заліза - ключ до розгадки магнітності червоних кор на Марсі. Адже на цій планеті понад сотня метеоритних кратерів, кожен з яких більший за Попігайського, а дрібніших - і не злічити.

Марсу "міцно дісталося" від метеоритних бомбардувань. Причому багато кратерів - порівняно молоді. Оскільки поверхня Марса майже вчетверо менша за земну, то ясно, що вона зазнала потужного прожарювання, космічного опіку, при якому сталося обмагнічування залізистих кор вивітрювання. Зміст маггеміту в ґрунті Марса – 5-8 відсотків. Нинішня розріджена атмосфера цієї планети теж може бути пояснена астероїдною атакою: гази за високих температур перетворювалися на плазму і назавжди були викинуті в Космос. Кисень атмосфери Марса, схоже, реліктовий: це нікчемний залишок того кисню, який породило знищене астероїдами життя.

Третій супутник Марса?

Чому астероїди так люто атакували "Червону планету"? Чи тільки тому, що вона ближче за інших розташована до "поясу астероїдів" - уламків загадкової планети Фаетон, яка, можливо, колись існувала на цій орбіті? Астрономи припускають, що супутники Марса Фобос і Деймос були захоплені гравітаційним полем планети з поясу астероїдів.

Фобос обертається навколо Марса по кільцевій орбіті на відстані лише 5920 км від поверхні планети. За марсіанську добу (24 години 37 хвилин) він встигає тричі облетіти планету. За деякими розрахунками, Фобос майже впритул наблизився до так званої межі Роша, тобто до тієї критичної відстані, на якій гравітаційні сили розривають супутник на частини. За формою Фобос схожий на картоплину. Його довжина – 27 км, ширина – 19 км. Розвал і падіння уламків такої гігантської "картоплини" викличуть страшні удари по Марсу та нове прожарювання його поверхні. Залишки атмосфери, звичайно, будуть зірвані та підуть у космос у вигляді потоку розжареної плазми.

Виникає думка, що в минулому Марс вже відчув щось подібне. Цілком можливо, що він мав, принаймні, ще одного супутника. Найкращою назвою для нього була б Танатос - Смерть. Танатос пройшов через межу Роша, випередивши Фобос, що гинув зараз. Цілком можливо, що саме ці уламки знищили на Марсі все живе. Вони стерли з поверхні Марса рослинне життя, знищили щільну кисневу атмосферу. При їхньому падінні сталося обмагнічування червонокольорової кори Марса.

Кілька наступних мільйонів років виявилося достатньо для того, щоб Марс перетворився на мляву пустелю з замерзлими морями і річками, засипаними червоним магнітним піском. Подібні чи менші катаклізми – зовсім не диво у світі планет. Хіба хтось на Землі зараз пам'ятає, що на місці гігантської пустелі Сахари всього лише 6 тисяч років тому текли багатоводні річки, шуміли ліси і кипіло життя?

Література

Портнов А. М., Федоткін А. Ф. Глинисті мінерали та маггеміт як причина аерогеофізичних аномалій-перешкод. Розвідка та охорона надр. "Надра" № 4, 1986.

Портнов А. М., Коровушкин Ст Ст, Якубовська Н. Ю. Стабільний маггеміт в корі вивітрювання Якутії. Доп. АН СРСР, т. 295, 1987.

Портнов А. М. Магнітні червоноцвіти – індикатор астероїдної атаки. Вісті ВНЗ. Геологічна серія. № 6, 1998.

Оскільки Марс перебуває далі від Сонця, ніж Земля, може займати на небі становище, протилежне Сонцю, тоді він видно всю ніч. Таке становище планети називається протистоянням. У Марса воно повторюється кожні два роки та два місяці. Так як орбіта Марса витягнута більше земної, то під час протистоянь відстані між Марсом і Землею можуть бути різними. Раз на 15 чи 17 років відбувається Велике протистояння, коли відстань між Землею і Марсом мінімальна і становить 55 млн км.

Канали на Марсі

На фотографії Марса, зробленої з космічного телескопа Хаббла, добре видно характерні риси планети. На червоному тлі марсіанських пустель виразно видно блакитно-зелені моря та яскраво-біла полярна шапка. Знаменитих каналівна знімку не видно. При такому збільшенні вони дійсно не видно. Після того як були отримані великомасштабні знімки Марса, загадка марсіанських каналів була остаточно дозволена: канали являють собою оптичну ілюзію.

Великий інтерес викликало питання про можливість існування життя на Марсі. Проведені в 1976 р. на американських АМС «Вікінг» дослідження дали, мабуть, остаточний негативний результат. Жодних слідів життя на Марсі не виявлено.

Однак і в даний час йде жвава дискусія з цього приводу. Обидві сторони, як прихильники, так і противники життя на Марсі, наводять аргументи, які їх опоненти спростувати не можуть. Для вирішення цього питання просто не вистачає експериментальних даних. Залишається тільки очікувати, коли здійснювані та плановані польоти до Марса дадуть матеріал, що підтверджує або спростовує існування життя на Марсі в наш час або в далекому минулому. Матеріал із сайту

У Марса є два невеликі супутника- Фобос (рис. 51) та Деймос (рис. 52). Їх розміри 18×22 і 10×16 км відповідно. Фобос розташований від поверхні планети на відстані всього 6000 км і обертається навколо неї приблизно за 7 год, що в 3 рази менше марсіанської доби. Деймос знаходиться на відстані 20 000 км.

Зі супутниками пов'язана низка загадок. Так, неясно їх походження. Більшість вчених вважають, що це порівняно недавно захоплені астероїди. Важко уявити, як уцілів Фобос після удару метеорита, який залишив у ньому кратер діаметром 8 км. Незрозуміло, чому Фобос є найчорнішим із відомих нам тіл. Його відбивна здатність в 3 рази менше, ніж сажі. На жаль, кілька польотів КА до Фобоса закінчилося невдачею. Остаточне вирішення багатьох питань як Фобоса, і Марса відкладається до експедиції на Марс, запланованої на 30-ті роки XXI в.