L'atmosfera dell'antico Marte. Atmosfera di Marte - composizione chimica, condizioni meteorologiche e clima passato
Marte è il quarto pianeta dal Sole e l'ultimo dei pianeti terrestri. Come il resto dei pianeti del sistema solare (senza contare la Terra), prende il nome da una figura mitologica: il dio romano della guerra. Oltre al suo nome ufficiale, Marte è a volte indicato come il Pianeta Rosso a causa del colore rosso-brunastro della sua superficie. Con tutto questo, Marte è il secondo pianeta più piccolo del sistema solare dopo.
Per quasi tutto il diciannovesimo secolo si credeva che la vita esistesse su Marte. La ragione di questa credenza risiede in parte nell'errore e in parte nell'immaginazione umana. Nel 1877, l'astronomo Giovanni Schiaparelli fu in grado di osservare quelle che credeva fossero linee rette sulla superficie di Marte. Come altri astronomi, quando notò queste strisce, suggerì che tale immediatezza fosse associata all'esistenza di vita intelligente sul pianeta. Una versione popolare della natura di queste linee all'epoca era l'ipotesi che fossero canali di irrigazione. Tuttavia, con lo sviluppo di telescopi più potenti all'inizio del ventesimo secolo, gli astronomi furono in grado di vedere la superficie marziana in modo più chiaro e determinare che queste linee rette erano solo un'illusione ottica. Di conseguenza, tutte le ipotesi precedenti sulla vita su Marte sono rimaste senza prove.
Una grande quantità di fantascienza scritta nel corso del ventesimo secolo è stata una diretta conseguenza della convinzione che la vita esista su Marte. Da piccoli uomini verdi ad alti invasori con armi laser, i marziani sono stati al centro di molti programmi televisivi e radiofonici, fumetti, film e romanzi.
Nonostante il fatto che la scoperta della vita marziana nel diciottesimo secolo si sia rivelata falsa, Marte è rimasto per i circoli scientifici il pianeta più favorevole alla vita (a parte la Terra) nel sistema solare. Le successive missioni planetarie furono senza dubbio dedicate alla ricerca di almeno qualche forma di vita su Marte. Quindi una missione chiamata Viking, condotta negli anni '70, ha condotto esperimenti sul suolo marziano nella speranza di trovare dei microrganismi al suo interno. A quel tempo, si credeva che la formazione di composti durante gli esperimenti potesse essere il risultato di agenti biologici, ma in seguito si è scoperto che i composti di elementi chimici possono essere creati senza processi biologici.
Tuttavia, anche questi dati non hanno privato gli scienziati della speranza. Non trovando segni di vita sulla superficie di Marte, presumevano che tutte le condizioni necessarie potessero esistere sotto la superficie del pianeta. Questa versione è ancora attuale oggi. Almeno tali missioni planetarie del presente come ExoMars e Mars Science comportano la verifica di tutte le possibili opzioni per l'esistenza della vita su Marte nel passato o nel presente, sulla superficie e al di sotto di essa.
Atmosfera di Marte
Nella sua composizione, l'atmosfera di Marte è molto simile a quella di una delle atmosfere meno ospitali dell'intero sistema solare. Il componente principale in entrambi gli ambienti è l'anidride carbonica (95% per Marte, 97% per Venere), ma c'è una grande differenza: non c'è effetto serra su Marte, quindi la temperatura del pianeta non supera i 20 ° C, in contrasto a 480°C sulla superficie di Venere... Una differenza così enorme è dovuta alla diversa densità delle atmosfere di questi pianeti. A una densità comparabile, l'atmosfera di Venere è estremamente spessa, mentre Marte ha uno strato atmosferico abbastanza sottile. In poche parole, se lo spessore dell'atmosfera di Marte fosse più significativo, allora assomiglierebbe a Venere.
Inoltre, Marte ha un'atmosfera molto rarefatta: la pressione atmosferica è solo circa l'1% della pressione. Ciò equivale a 35 chilometri di pressione sopra la superficie terrestre.
Una delle prime tendenze nello studio dell'atmosfera marziana è la sua influenza sulla presenza di acqua in superficie. Nonostante il fatto che le calotte polari contengano acqua allo stato solido e l'aria contenga vapore acqueo, formatosi a causa del gelo e della bassa pressione, oggi tutti gli studi indicano che l'atmosfera "debole" di Marte non contribuisce all'esistenza di acqua liquida sui pianeti di superficie.
Tuttavia, basandosi sugli ultimi dati delle missioni marziane, gli scienziati sono fiduciosi che l'acqua liquida esiste su Marte e si trova a un metro sotto la superficie del pianeta.
Acqua su Marte: speculazione / wikipedia.org
Tuttavia, nonostante il sottile strato atmosferico, Marte ha condizioni meteorologiche abbastanza accettabili per gli standard terrestri. Le forme più estreme di questo tempo sono i venti, le tempeste di polvere, il gelo e la nebbia. A seguito di tale attività meteorologica, sono state osservate significative tracce di erosione in alcune aree del Pianeta Rosso.
Un altro punto interessante sull'atmosfera marziana è che, come affermano subito diversi studi scientifici moderni, in un lontano passato era abbastanza densa da consentire l'esistenza di oceani dall'acqua allo stato liquido sulla superficie del pianeta. Tuttavia, secondo gli stessi studi, l'atmosfera di Marte è stata drasticamente modificata. La versione principale di un tale cambiamento al momento è l'ipotesi di una collisione di un pianeta con un altro corpo spaziale sufficientemente voluminoso, che ha portato alla perdita della maggior parte della sua atmosfera da parte di Marte.
La superficie di Marte ha due caratteristiche significative, che, per un'interessante coincidenza, sono associate a differenze negli emisferi del pianeta. Il fatto è che l'emisfero nord ha una topografia abbastanza liscia e solo pochi crateri, mentre l'emisfero sud è letteralmente costellato di colline e crateri di varie dimensioni. Oltre alle differenze topografiche che indicano differenze nella topografia degli emisferi, ce ne sono anche di geologiche: gli studi indicano che le aree nell'emisfero settentrionale sono molto più attive che in quello meridionale.
Sulla superficie di Marte si trova il più grande vulcano conosciuto fino ad oggi - Olympus Mons (Monte Olimpo) e il più grande canyon conosciuto - Mariner (Mariner Valley). Nulla di più grandioso è stato ancora trovato nel sistema solare. Il Monte Olimpo è alto 25 chilometri (tre volte l'altezza del Monte Everest, la montagna più alta della Terra) e il suo diametro di base è di 600 chilometri. La Mariner Valley è lunga 4.000 chilometri, larga 200 chilometri e profonda quasi 7 chilometri.
La scoperta più significativa fino ad oggi sulla superficie marziana è stata il rilevamento di canali. Una caratteristica di questi canali è che, secondo gli esperti della NASA, sono stati creati dall'acqua corrente e, quindi, sono la prova più attendibile della teoria che in un lontano passato la superficie di Marte fosse molto simile a quella della Terra.
La transizione più famosa associata alla superficie del Pianeta Rosso è la cosiddetta "Faccia su Marte". Il rilievo ricordava davvero molto un volto umano quando la prima immagine di una certa area fu scattata dalla navicella spaziale Viking I nel 1976. Molte persone all'epoca consideravano questa immagine una vera prova dell'esistenza di vita intelligente su Marte. Gli scatti successivi hanno mostrato che questo è solo un gioco di luci e fantasia umana.
Come altri pianeti terrestri, all'interno di Marte si distinguono tre strati: crosta, mantello e nucleo.
Nonostante non siano state ancora effettuate misurazioni accurate, gli scienziati hanno fatto alcune previsioni sullo spessore della crosta di Marte sulla base dei dati sulla profondità della Mariner Valley. Un profondo e vasto sistema di valli situato nell'emisfero australe non potrebbe esistere se la crosta di Marte non fosse significativamente più spessa della terra. Stime preliminari indicano che lo spessore della crosta di Marte nell'emisfero settentrionale è di circa 35 chilometri e di circa 80 chilometri in quello meridionale.
Molte ricerche sono state dedicate al nucleo di Marte, in particolare, scoprendo se è solido o liquido. Alcune teorie hanno indicato l'assenza di un campo magnetico sufficientemente forte come segno di un nucleo solido. Tuttavia, nell'ultimo decennio, l'ipotesi che il nucleo di Marte sia liquido, almeno in parte, sta guadagnando sempre più popolarità. Ciò è stato indicato dalla scoperta di rocce magnetizzate sulla superficie del pianeta, che potrebbero essere un segno che Marte ha o aveva un nucleo liquido.
Orbita e rotazione
L'orbita di Marte è notevole per tre ragioni. Innanzitutto, la sua eccentricità è la seconda più grande tra tutti i pianeti, solo Mercurio è inferiore. In un'orbita così ellittica, il perielio di Marte è 2,07 x 108 chilometri, che è molto più lontano del suo afelio - 2,49 x 108 chilometri.
In secondo luogo, le prove scientifiche suggeriscono che un grado così elevato di eccentricità era tutt'altro che sempre presente e, forse, era inferiore a quello della Terra ad un certo punto della storia dell'esistenza di Marte. Gli scienziati affermano che la ragione di questo cambiamento sono le forze gravitazionali dei pianeti vicini che colpiscono Marte.
In terzo luogo, di tutti i pianeti terrestri, Marte è l'unico in cui l'anno dura più a lungo che sulla Terra. Questo è naturalmente correlato alla sua distanza orbitale dal Sole. Un anno marziano equivale a quasi 686 giorni terrestri. Un giorno marziano dura circa 24 ore e 40 minuti, che è il tempo impiegato dal pianeta per completare una rivoluzione completa sul proprio asse.
Un'altra notevole somiglianza del pianeta con la Terra è la sua inclinazione dell'asse, che è di circa 25 °. Questa caratteristica indica che le stagioni sul Pianeta Rosso si sostituiscono a vicenda esattamente come sulla Terra. Tuttavia, gli emisferi di Marte sperimentano regimi di temperatura completamente diversi, diversi da quelli terrestri, per ogni stagione. Ciò è dovuto ancora alla maggiore eccentricità dell'orbita del pianeta.
SpaceX e piani per colonizzare Marte
Quindi, sappiamo che SpaceX vuole inviare umani su Marte nel 2024, ma la loro prima missione su Marte sarà il lancio della capsula Red Dragon nel 2018. Quali misure intende intraprendere l'azienda per raggiungere questo obiettivo?
- anno 2018. Lancio della sonda spaziale Red Dragon per dimostrare la tecnologia. L'obiettivo della missione è raggiungere Marte e fare alcune ricerche sul sito di atterraggio su piccola scala. Forse la fornitura di informazioni aggiuntive per la NASA o le agenzie spaziali di altri stati.
- anno 2020. Lancio della navicella spaziale Mars Colonial Transporter MCT1 (senza equipaggio). Lo scopo della missione è spedire il carico e restituire i campioni. Dimostrazioni su larga scala di tecnologie per l'abitazione, il supporto vitale, l'energia.
- 2022 anno. Lancio della navicella spaziale Mars Colonial Transporter MCT2 (senza equipaggio). Seconda iterazione di MCT. A questo punto, MCT1 sarà sulla via del ritorno sulla Terra portando i campioni marziani. MCT2 fornisce l'equipaggiamento per il primo volo con equipaggio. La nave MCT2 sarà pronta per il lancio non appena l'equipaggio arriverà sul Pianeta Rosso tra 2 anni. In caso di problemi (come nel film "The Martian") la squadra può usarlo per lasciare il pianeta.
- 2024 anno. La terza iterazione del Mars Colonial Transporter MCT3 e il primo volo con equipaggio. A quel punto, tutte le tecnologie dimostreranno la loro fattibilità, MCT1 viaggerà su Marte e ritorno e MCT2 è pronto e testato su Marte.
Marte è il quarto pianeta dal Sole e l'ultimo dei pianeti terrestri. La distanza dal Sole è di circa 227.940.000 chilometri.
Il pianeta prende il nome da Marte, il dio romano della guerra. Era noto agli antichi greci come Ares. Si ritiene che Marte abbia ricevuto una tale associazione a causa del colore rosso sangue del pianeta. A causa del suo colore, il pianeta era conosciuto anche da altre culture antiche. I primi astronomi cinesi chiamavano Marte la "Stella di fuoco" e gli antichi sacerdoti egizi la chiamavano "Her Desher", che significa "rosso".
La massa terrestre su Marte e sulla Terra è molto simile. Nonostante Marte occupi solo il 15% del volume e il 10% della massa della Terra, ha una massa terrestre paragonabile al nostro pianeta come conseguenza del fatto che l'acqua copre circa il 70% della superficie terrestre. In questo caso, la gravità superficiale di Marte è circa il 37% della gravità terrestre. Ciò significa che teoricamente su Marte puoi saltare tre volte più in alto che sulla Terra.
Solo 16 delle 39 missioni su Marte hanno avuto successo. Dalla missione Mars 1960A lanciata in URSS nel 1960, sono stati inviati su Marte un totale di 39 lander e rover, ma solo 16 di queste missioni hanno avuto successo. Nel 2016 è stata lanciata una sonda nell'ambito della missione russo-europea ExoMars, i cui obiettivi principali saranno la ricerca di segni di vita su Marte, lo studio della superficie e la topografia del pianeta e la mappatura dei potenziali rischi ambientali per i futuri uomini. missioni su Marte.
Sulla Terra sono stati trovati detriti provenienti da Marte. Si ritiene che tracce di parte dell'atmosfera marziana siano state trovate in meteoriti rimbalzati sul pianeta. Dopo aver lasciato Marte, questi meteoriti per lungo tempo, per milioni di anni, hanno attraversato il sistema solare tra altri oggetti e detriti spaziali, ma sono stati catturati dalla gravità del nostro pianeta, sono caduti nella sua atmosfera e sono crollati in superficie. Lo studio di questi materiali ha permesso agli scienziati di imparare molto su Marte anche prima dell'inizio dei voli spaziali.
Nel recente passato, le persone erano convinte che Marte fosse la patria della vita intelligente. Ciò è stato ampiamente influenzato dalla scoperta di linee rette e fossati sulla superficie del Pianeta Rosso da parte dell'astronomo italiano Giovanni Schiaparelli. Credeva che tali linee rette non potessero essere create dalla natura e fossero il risultato di un'attività intelligente. Tuttavia, è stato successivamente dimostrato che questa non è altro che un'illusione ottica.
La montagna planetaria più alta conosciuta nel sistema solare è su Marte. Si chiama Olympus Mons (Monte Olimpo) e si erge per 21 chilometri di altezza. Si ritiene che sia un vulcano formatosi miliardi di anni fa. Gli scienziati hanno trovato prove sufficienti che la lava vulcanica dell'oggetto non è abbastanza vecchia, il che potrebbe essere la prova che l'Olimpo potrebbe essere ancora attivo. Tuttavia, c'è una montagna nel sistema solare, che l'Olimpo è di altezza inferiore: questo è il picco centrale di Rheyasilvia, situato sull'asteroide Vesta, che è alto 22 chilometri.
Marte sta vivendo tempeste di polvere, le più estese del sistema solare. Ciò è dovuto alla forma ellittica della traiettoria dell'orbita del pianeta attorno al Sole. Il percorso orbitale è più allungato di quello di molti altri pianeti, e questa forma orbitale ovale provoca feroci tempeste di polvere che spazzano l'intero pianeta e possono durare mesi.
Il sole sembra essere circa la metà della sua dimensione visiva terrestre se visto da Marte. Quando Marte è più vicino al Sole nella sua orbita e il suo emisfero meridionale è rivolto verso il Sole, il pianeta ha un'estate molto breve ma incredibilmente calda. Allo stesso tempo, nell'emisfero settentrionale arriva un inverno breve ma freddo. Quando il pianeta è più lontano dal Sole, e diretto verso di esso dall'emisfero settentrionale, Marte vive un'estate lunga e mite. Nell'emisfero australe, questo è accompagnato da un lungo inverno.
Ad eccezione della Terra, gli scienziati considerano Marte il pianeta più adatto alla vita. Le principali agenzie spaziali pianificano di svolgere una serie di missioni spaziali nel prossimo decennio per scoprire se esiste un potenziale per l'esistenza della vita su Marte e se è possibile costruirvi una colonia.
I marziani e gli alieni di Marte sono stati a lungo i principali candidati per il ruolo di alieni extraterrestri, che hanno reso Marte uno dei pianeti più popolari del sistema solare.
Marte è l'unico pianeta del sistema oltre alla Terra che ha calotte polari. L'acqua solida è stata scoperta sotto le calotte polari di Marte.
Proprio come sulla Terra, ci sono stagioni su Marte, ma durano il doppio. Questo perché Marte è inclinato sul suo asse di circa 25,19 gradi, che è vicino all'inclinazione dell'asse terrestre (22,5 gradi).
Marte non ha campo magnetico. Alcuni scienziati ritengono che esistesse sul pianeta circa 4 miliardi di anni fa.
Le due lune di Marte, Phobos e Deimos, sono state descritte nel libro I viaggi di Gulliver dell'autore Jonathan Swift. Questo è stato 151 anni prima che fossero aperti.
Caratteristiche: L'atmosfera di Marte è più rarefatta del guscio d'aria della Terra. Nella composizione, ricorda l'atmosfera di Venere ed è composta al 95% di anidride carbonica. Circa il 4% è rappresentato da azoto e argon. L'ossigeno e il vapore acqueo nell'atmosfera marziana sono inferiori all'1% (vedi composizione esatta). La pressione atmosferica media a livello della superficie è di circa 6,1 mbar. Questo è 15.000 volte inferiore a quello di Venere e 160 volte inferiore rispetto alla superficie della Terra. Nelle depressioni più profonde la pressione raggiunge i 10 mbar.
La temperatura media su Marte è molto più bassa che sulla Terra - circa -40 ° C. Nelle condizioni più favorevoli in estate, nella metà diurna del pianeta, l'aria si riscalda fino a 20 ° C - una temperatura perfettamente accettabile per gli abitanti della Terra. Ma in una notte invernale, il gelo può raggiungere i -125 ° C. A temperature invernali, anche l'anidride carbonica si congela, trasformandosi in ghiaccio secco. Tali drastici cambiamenti di temperatura sono causati dal fatto che l'atmosfera rarefatta di Marte non è in grado di trattenere il calore per lungo tempo. Le prime misurazioni della temperatura di Marte con un termometro posto al centro di un telescopio riflettore furono effettuate nei primi anni '20. Le misurazioni di V. Lampland nel 1922 hanno dato la temperatura superficiale media di Marte -28 ° C, E. Pettit e S. Nicholson ottenuta nel 1924 -13 ° C. Un valore più basso è stato ottenuto nel 1960. W. Synton e J. Strong: -43°C. Più tardi, negli anni '50 e '60. hanno accumulato e riassunto numerose misurazioni della temperatura in vari punti della superficie di Marte, in diverse stagioni e ore del giorno. Da queste misurazioni è derivato che durante il giorno all'equatore la temperatura può raggiungere + 27 ° , ma al mattino fino a -50 ° .
Ci sono oasi di temperatura anche su Marte, nelle regioni del Lago della Fenice (l'altopiano del Sole) e terra di Noè la differenza di temperatura va da -53°C a +22°C in estate e da -103°C a -43°C in inverno. Quindi Marte è un mondo molto freddo, ma il clima non è molto più rigido che in Antartide. Quando le prime fotografie della superficie di Marte, scattate da "Viking", sono state trasmesse sulla Terra, gli scienziati sono rimasti molto sorpresi nel vedere che il cielo marziano non è nero, come si supponeva, ma rosa. Si è scoperto che la polvere sospesa nell'aria assorbe il 40% della luce solare in arrivo, creando un effetto cromatico.
Tempeste di polvere: I venti sono una delle manifestazioni delle differenze di temperatura. I forti venti soffiano spesso sulla superficie del pianeta, la cui velocità raggiunge i 100 m / s. La bassa gravità consente anche alle correnti d'aria rarefatte di sollevare enormi nuvole di polvere. A volte aree abbastanza grandi su Marte sono coperte da grandiose tempeste di polvere. Molto spesso, si verificano vicino alle calotte polari. Una tempesta di polvere globale su Marte ha impedito la fotografia di superficie dalla sonda Mariner 9. Ha imperversato dal settembre 1971 al gennaio 1972, sollevando nell'atmosfera circa un miliardo di tonnellate di polvere ad un'altitudine di oltre 10 km. Le tempeste di polvere si verificano più spesso durante i periodi di grande opposizione, quando l'estate nell'emisfero australe coincide con il passaggio di Marte attraverso il perielio. La durata delle tempeste può raggiungere i 50-100 giorni. (In precedenza, il cambiamento di colore della superficie era dovuto alla crescita delle piante marziane.)
Diavoli di polvere: I tornado di polvere sono un altro esempio di processi legati alla temperatura su Marte. Tali tornado sono molto comuni su Marte. Sollevano polvere nell'atmosfera e sono causati dalle differenze di temperatura. Il motivo: durante il giorno, la superficie di Marte si riscalda abbastanza (a volte fino a temperature positive), ma a un'altitudine fino a 2 metri dalla superficie, l'atmosfera rimane la stessa fredda. Una tale caduta provoca instabilità, sollevando polvere nell'aria - si formano diavoli di polvere.
Vapore acqueo: C'è pochissimo vapore acqueo nell'atmosfera marziana, ma a basse pressioni e temperature, è in uno stato vicino alla saturazione e spesso si raccoglie nelle nuvole. Le nuvole marziane sono piuttosto inespressive rispetto a quelle terrestri. Solo i più grandi sono visibili attraverso un telescopio, ma osservazioni da astronavi hanno mostrato che su Marte si trovano nubi di un'ampia varietà di forme e tipi: cirri, ondulati, sottovento (vicino a grandi montagne e sotto le pendici di grandi crateri, in luoghi protetti dal vento). Sopra le pianure - canyon, valli - e sul fondo dei crateri, spesso nella stagione fredda si trovano le nebbie. Nell'inverno del 1979, un sottile strato di neve cadde nell'area di atterraggio del Viking-2, che rimase per diversi mesi.
Le stagioni: Al momento, è noto che di tutti i pianeti del sistema solare, Marte è il più simile alla Terra. Si è formato circa 4,5 miliardi di anni fa. L'asse di rotazione di Marte è inclinato rispetto al suo piano orbitale di circa 23,9 °, che è paragonabile all'inclinazione dell'asse terrestre, che è 23,4 °, e quindi, lì, come sulla Terra, c'è un cambio di stagione. I cambiamenti stagionali sono più pronunciati nelle regioni polari. In inverno, le calotte polari occupano un'area significativa. Il confine della calotta polare settentrionale può allontanarsi dal polo di un terzo della distanza dall'equatore e il confine della calotta meridionale copre metà di questa distanza. Questa differenza è dovuta al fatto che nell'emisfero settentrionale, l'inverno si verifica quando Marte passa attraverso il perielio della sua orbita, e nel sud - quando attraversa l'afelio. Per questo motivo, gli inverni nell'emisfero meridionale sono più freddi che nel nord. E la durata di ciascuna delle quattro stagioni marziane differisce a seconda della sua distanza dal Sole. Pertanto, nell'emisfero settentrionale marziano, gli inverni sono brevi e relativamente "miti", mentre le estati sono lunghe ma fresche. Al sud, invece, l'estate è breve e relativamente calda, e l'inverno è lungo e freddo.
Con l'inizio della primavera, la calotta polare inizia a "restringersi", lasciandosi dietro isole di ghiaccio che gradualmente scompaiono. Allo stesso tempo, la cosiddetta onda oscurante si propaga dai poli all'equatore. Le teorie moderne lo spiegano con il fatto che i venti primaverili trasportano grandi masse di terreno con diverse proprietà riflettenti lungo i meridiani.
Apparentemente, nessuno dei cappucci scompare completamente. Prima dell'inizio dell'esplorazione di Marte con l'aiuto di sonde interplanetarie, si presumeva che le sue regioni polari fossero ricoperte di acqua ghiacciata. Misure moderne più accurate del suolo e dello spazio hanno anche trovato anidride carbonica congelata nella composizione del ghiaccio marziano. In estate evapora ed entra nell'atmosfera. I venti lo portano alla calotta polare opposta, dove gela di nuovo. Questo ciclo dell'anidride carbonica e le diverse dimensioni delle calotte polari spiegano la volatilità della pressione nell'atmosfera marziana.
Il giorno marziano, chiamato sol, è di 24,6 ore e il suo anno è 669 sol.
Influenza del clima: I primi tentativi di trovare prove dirette delle basi della vita - acqua liquida ed elementi come azoto e zolfo - nel suolo marziano, non ebbero successo. Un esperimento esobiologico condotto su Marte nel 1976 dopo l'atterraggio della stazione interplanetaria americana Viking, che trasportava a bordo un laboratorio biologico automatico (ABL), non ha fornito prove dell'esistenza della vita. L'assenza di molecole organiche sulla superficie studiata potrebbe essere causata dall'intensa radiazione ultravioletta del Sole, poiché Marte non ha uno strato protettivo di ozono, e dalla composizione ossidante del suolo. Pertanto, lo strato superiore della superficie marziana (spessore di circa pochi centimetri) è sterile, sebbene si presuma che negli strati più profondi, sotto la superficie, siano state preservate condizioni che erano miliardi di anni fa. I microrganismi recentemente scoperti sulla Terra a una profondità di 200 m - metanogeni, che si nutrono di idrogeno e respirano anidride carbonica - sono diventati una certa conferma di queste ipotesi. Un esperimento appositamente condotto dagli scienziati ha dimostrato che tali microrganismi potrebbero sopravvivere nelle dure condizioni marziane. L'ipotesi di un Marte antico più caldo con serbatoi aperti - fiumi, laghi e forse mari, nonché un'atmosfera più densa - è stata discussa per più di due decenni, poiché sarebbe molto difficile. Affinché l'acqua liquida possa esistere su Marte, la sua atmosfera dovrebbe essere molto diversa da quella attuale.
Clima marziano mutevole Marte moderno è un mondo molto inospitale. L'atmosfera sottile, che è anche inadatta alla respirazione, terribili tempeste di polvere, mancanza di acqua e sbalzi di temperatura durante il giorno e l'anno - tutto ciò indica che non sarà così facile popolare Marte. Ma una volta vi scorrevano i fiumi. Questo significa che Marte aveva un clima diverso in passato? |
Marte è il quarto in termini di distanza dal Sole e il settimo (penultimo) pianeta del sistema solare per dimensioni; la massa del pianeta è il 10,7% della massa della Terra. Prende il nome da Marte - l'antico dio della guerra romano, corrispondente all'antico greco Ares. Marte è a volte indicato come il "pianeta rosso" a causa della sfumatura rossastra della superficie data dall'ossido di ferro.
Marte è un pianeta terrestre con un'atmosfera rarefatta (la pressione superficiale è 160 volte inferiore a quella della Terra). Le caratteristiche del rilievo superficiale di Marte possono essere considerate crateri da impatto come quelli lunari, così come vulcani, valli, deserti e calotte polari come quelli terrestri.
Marte ha due satelliti naturali - Phobos e Deimos (tradotto dal greco antico - "paura" e "orrore" - i nomi dei due figli di Ares che lo accompagnarono in battaglia), che sono relativamente piccoli (Phobos - 26x21 km, Deimos - 13 km di diametro) e hanno una forma irregolare.
Grandi opposizioni di Marte, 1830-2035
| Anno | Data | Distanza, A. e. |
|---|---|---|
| 1830 | 19 settembre | 0,388 |
| 1845 | 18 agosto | 0,373 |
| 1860 | 17 luglio | 0,393 |
| 1877 | 5 settembre | 0,377 |
| 1892 | 4 agosto | 0,378 |
| 1909 | 24 settembre | 0,392 |
| 1924 | 23 agosto | 0,373 |
| 1939 | 23 luglio | 0,390 |
| 1956 | 10 settembre | 0,379 |
| 1971 | 10 agosto | 0,378 |
| 1988 | 22 settembre | 0,394 |
| 2003 | 28 agosto | 0,373 |
| 2018 | 27 luglio | 0,386 |
| 2035 | 15 settembre | 0,382 |
Marte è il quarto pianeta del Sistema Solare in termini di distanza dal Sole (dopo Mercurio, Venere e Terra) e il settimo per dimensioni (supera solo Mercurio in massa e diametro). La massa di Marte è il 10,7% della massa della Terra (6,423 × 1023 kg contro 5,9736 × 1024 kg per la Terra), il volume è 0,15 del volume della Terra e il diametro lineare medio è 0,53 del diametro della Terra (6800 km).
Il rilievo di Marte ha molte caratteristiche uniche. Il vulcano spento di Marte, il Monte Olimpo, è la montagna più alta del sistema solare e la Mariner Valley è il canyon più grande. Inoltre, nel giugno 2008, tre articoli pubblicati sulla rivista Nature hanno fornito prove del più grande cratere da impatto conosciuto nel sistema solare nell'emisfero settentrionale di Marte. È lungo 10.600 km e largo 8.500 km, circa quattro volte il più grande cratere da impatto precedentemente trovato anche su Marte, vicino al suo polo sud.
Oltre alla somiglianza nel rilievo superficiale, Marte ha un periodo di rotazione e stagioni simili a quelle della Terra, ma il suo clima è molto più freddo e secco della Terra.
Fino al primo sorvolo della navicella spaziale Mariner 4 nel 1965, molti ricercatori credevano che ci fosse acqua liquida sulla sua superficie. Questa opinione si basava su osservazioni di cambiamenti periodici nelle aree chiare e scure, specialmente alle latitudini polari, che erano simili ai continenti e ai mari. I solchi scuri sulla superficie di Marte sono stati interpretati da alcuni osservatori come canali di irrigazione per l'acqua liquida. In seguito è stato dimostrato che questi solchi erano un'illusione ottica.
A causa della bassa pressione, l'acqua non può esistere allo stato liquido sulla superficie di Marte, ma è probabile che le condizioni fossero diverse in passato, e quindi non si può escludere la presenza di vita primitiva sul pianeta. Il 31 luglio 2008, l'acqua in uno stato di ghiaccio è stata scoperta su Marte dalla navicella spaziale Phoenix della NASA.
Nel febbraio 2009, il Mars Orbiting Research Orbiter consisteva di tre veicoli spaziali funzionanti: Mars Odysseus, Mars Express e Mars Reconnaissance Satellite, più di qualsiasi altro pianeta diverso dalla Terra.
La superficie di Marte è attualmente esplorata da due rover: Spirit e Opportunity. Ci sono anche diversi moduli di atterraggio inattivi e rover sulla superficie di Marte che hanno completato i loro studi.
I dati geologici che hanno raccolto suggeriscono che la maggior parte della superficie di Marte fosse precedentemente coperta dall'acqua. Le osservazioni dell'ultimo decennio hanno rivelato una debole attività di geyser in alcuni punti della superficie di Marte. Secondo le osservazioni della sonda spaziale Mars Global Surveyor, parti della calotta polare sud di Marte si stanno gradualmente ritirando.
Marte può essere visto dalla Terra ad occhio nudo. La sua magnitudine stellare apparente raggiunge i 2,91 m (al massimo avvicinamento alla Terra), cedendo in luminosità solo a Giove (e anche allora non sempre durante la grande opposizione) e Venere (ma solo al mattino o alla sera). Tipicamente, durante la grande opposizione, Marte arancione è l'oggetto più luminoso nel cielo notturno terrestre, ma questo accade solo una volta ogni 15-17 anni per una o due settimane.
Caratteristiche orbitali
La distanza minima da Marte alla Terra è di 55,76 milioni di km (quando la Terra è esattamente tra il Sole e Marte), la massima è di circa 401 milioni di km (quando il Sole è esattamente tra la Terra e Marte).
La distanza media da Marte al Sole è di 228 milioni di km (1,52 UA), il periodo di rivoluzione attorno al Sole è di 687 giorni terrestri. L'orbita di Marte ha un'eccentricità piuttosto evidente (0,0934), quindi la distanza dal Sole varia da 206,6 a 249,2 milioni di km. L'inclinazione dell'orbita di Marte è di 1,85°.
Marte è il più vicino alla Terra durante l'opposizione, quando il pianeta è nella direzione opposta al Sole. Gli scontri si ripetono ogni 26 mesi in diversi punti delle orbite di Marte e della Terra. Ma una volta ogni 15-17 anni, l'opposizione cade in un momento in cui Marte è vicino al suo perielio; in queste cosiddette grandi opposizioni (l'ultima è stata nell'agosto 2003), la distanza dal pianeta è minima e Marte raggiunge la sua dimensione angolare massima di 25,1" e una luminosità di 2,88 m.
caratteristiche fisiche
Confronto tra le dimensioni della Terra (raggio medio 6371 km) e Marte (raggio medio 3386,2 km)
In dimensione lineare, Marte è quasi la metà delle dimensioni della Terra: il suo raggio equatoriale è 3396.9 km (53,2% di quello terrestre). La superficie di Marte è approssimativamente uguale all'area terrestre sulla Terra.
Il raggio polare di Marte è di circa 20 km inferiore a quello equatoriale, sebbene il periodo di rotazione del pianeta sia più lungo di quello della Terra, il che suggerisce un cambiamento della velocità di rotazione di Marte nel tempo.
La massa del pianeta è di 6,418 1023 kg (11% della massa terrestre). L'accelerazione di gravità all'equatore è pari a 3,711 m/s (0,378 Terra); la prima velocità spaziale è 3,6 km / se la seconda - 5,027 km / s.
Il periodo di rotazione del pianeta è di 24 ore 37 minuti 22,7 secondi. Pertanto, l'anno marziano consiste di 668,6 giorni solari marziani (chiamati sol).
Marte ruota attorno al proprio asse, inclinato rispetto alla perpendicolare al piano orbitale con un angolo di 24°56°. L'inclinazione dell'asse di rotazione di Marte assicura il cambio delle stagioni. Allo stesso tempo, l'allungamento dell'orbita porta a grandi differenze nella loro durata - ad esempio, la primavera e l'estate settentrionali, prese insieme, l'ultimo Sol 371, cioè notevolmente più della metà dell'anno marziano. Allo stesso tempo, cadono dalla parte dell'orbita di Marte, che è lontana dal Sole. Pertanto, su Marte, le estati settentrionali sono lunghe e fresche, mentre le estati meridionali sono brevi e calde.
Atmosfera e clima
Atmosfera di Marte, foto dell'orbita Viking, 1976. Il cratere sorridente di Halle è visibile a sinistra
La temperatura del pianeta varia da -153 al polo in inverno e fino a oltre +20°C all'equatore a mezzogiorno. La temperatura media è di -50°C.
L'atmosfera di Marte, composta principalmente da anidride carbonica, è molto rarefatta. La pressione vicino alla superficie di Marte è 160 volte inferiore a quella della Terra - 6,1 mbar al livello medio della superficie. A causa della grande differenza di altitudine su Marte, la pressione in superficie varia notevolmente. Lo spessore approssimativo dell'atmosfera è di 110 km.
Secondo la NASA (2004), l'atmosfera di Marte è composta per il 95,32% di anidride carbonica; contiene inoltre 2,7% di azoto, 1,6% di argon, 0,13% di ossigeno, 210 ppm di vapore acqueo, 0,08% di monossido di carbonio, ossido di azoto (NO) - 100 ppm, neon (Ne) - 2,5 ppm, acqua leggera idrogeno-deuterio- ossigeno (HDO) 0,85 ppm, cripto (Kr) 0,3 ppm, xeno (Xe) - 0,08 ppm.
Secondo i dati del lander Viking (1976), nell'atmosfera marziana sono stati determinati circa l'1-2% di argon, il 2-3% di azoto e il 95% di anidride carbonica. Secondo i dati dell'AMS Mars-2 e Mars-3, il limite inferiore della ionosfera si trova a un'altitudine di 80 km, la concentrazione massima di elettroni di 1,7 · 105 elettroni / cm3 si trova a un'altitudine di 138 km, l'altro due massimi sono ad altezze di 85 e 107 km.
La scansione radio dell'atmosfera a onde radio di 8 e 32 cm da parte dell'AMS Mars-4 il 10 febbraio 1974 ha mostrato la presenza di una ionosfera notturna di Marte con un massimo di ionizzazione principale a un'altitudine di 110 km e una concentrazione di elettroni di 4,6 × 103 elettroni/cm3, nonché massimi secondari ad un'altitudine di 65 e 185 km.
Pressione atmosferica
Secondo i dati della NASA per il 2004, la pressione atmosferica al raggio medio è di 6,36 mb. La densità in superficie è ~ 0,020 kg / m3, la massa totale dell'atmosfera è ~ 2,5 · 1016 kg.
La variazione della pressione atmosferica su Marte, a seconda dell'ora del giorno, registrata dal lander Mars Pathfinder nel 1997.
A differenza della Terra, la massa dell'atmosfera marziana varia notevolmente durante l'anno a causa dello scioglimento e del congelamento delle calotte polari contenenti anidride carbonica. Durante l'inverno, il 20-30 percento dell'intera atmosfera è ghiacciato sulla calotta polare, che è costituita da anidride carbonica. Le perdite di carico stagionali, secondo varie fonti, sono le seguenti:
NASA (2004): da 4,0 a 8,7 mbar a medio raggio;
Secondo Encarta (2000): da 6 a 10 mbar;
Secondo Zubrin e Wagner (1996): da 7 a 10 mbar;
Secondo il lander Viking-1: da 6,9 a 9 mbar;
Secondo il lander Mars Pathfinder: da 6,7 mbar.
Hellas Impact Basin - il luogo più profondo per trovare la più alta pressione atmosferica su Marte
Nel sito di atterraggio della sonda AMS Mars-6 nel Mare Eritreo, è stata registrata una pressione alla superficie di 6,1 millibar, che a quel tempo era considerata la pressione media sul pianeta, e da questo livello si è deciso di misurare la altezze e profondità su Marte. Secondo i dati di questo apparato ottenuti durante la discesa, la tropopausa si trova ad un'altitudine di circa 30 km, dove la pressione è 5 · 10-7 g / cm3 (come sulla Terra a un'altitudine di 57 km).
La regione dell'Hellas (Marte) è così profonda che la pressione atmosferica raggiunge circa 12,4 millibar, che è al di sopra del punto triplo dell'acqua (~ 6,1 mb) e al di sotto del punto di ebollizione. Ad una temperatura sufficientemente alta, l'acqua potrebbe esistere lì allo stato liquido; a questa pressione però l'acqua bolle e si trasforma in vapore già a +10°C.
Sulla sommità del vulcano più alto di 27 km, l'Olimpo, la pressione può variare da 0,5 a 1 mbar (Zurek 1992).
Prima che i moduli di atterraggio atterrassero sulla superficie di Marte, la pressione è stata misurata a causa dell'indebolimento dei segnali radio dall'AMS Mariner-4, Mariner-6 e Mariner-7 quando sono andati dietro il disco marziano - 6,5 ± 2,0 mb al livello medio della superficie, che è 160 volte inferiore a quello terrestre; lo stesso risultato è stato mostrato dalle osservazioni spettrali del Mars-3 AMS. Allo stesso tempo, nelle aree situate al di sotto del livello medio (ad esempio, nell'Amazzonia marziana), la pressione, secondo queste misurazioni, raggiunge i 12 mb.
Dagli anni '30. Gli astronomi sovietici hanno cercato di determinare la pressione dell'atmosfera usando metodi di fotometria fotografica, dalla distribuzione della luminosità lungo il diametro del disco in diverse gamme di onde luminose. A questo scopo, gli scienziati francesi B. Lyot e O. Dolphus hanno osservato la polarizzazione della luce diffusa dall'atmosfera di Marte. Un riassunto delle osservazioni ottiche è stato pubblicato dall'astronomo americano J.-de Vaucouleurs nel 1951 e hanno ottenuto una pressione di 85 mb, che è stata sovrastimata di quasi 15 volte a causa dell'interferenza della polvere atmosferica.
Clima
Una foto microscopica di un nodulo di ematite di 1,3 cm scattata dal rover Opportunity il 2 marzo 2004 mostra la presenza di acqua liquida in passato.
Il clima, come sulla Terra, è stagionale. Nella stagione fredda, anche al di fuori delle calotte polari, si può formare una leggera brina in superficie. La navicella spaziale Phoenix ha registrato nevicate, ma i fiocchi di neve sono evaporati prima di raggiungere la superficie.
Secondo la NASA (2004), la temperatura media è di ~ 210 K (-63 ° C). Secondo il lander Viking, l'intervallo di temperatura giornaliero va da 184 K a 242 K (da -89 a -31 ° C) (Viking-1) e la velocità del vento è 2-7 m / s (estate), 5-10 m / s (autunno), 17-30 m / s (tempesta di polvere).
Secondo il lander Mars 6, la temperatura media della troposfera di Marte è di 228 K, la temperatura nella troposfera diminuisce in media di 2,5 gradi per chilometro e la stratosfera sopra la tropopausa (30 km) ha una temperatura quasi costante di 144 K.
Secondo i ricercatori del Carl Sagan Center, negli ultimi decenni Marte si è riscaldato. Altri esperti ritengono che sia troppo presto per trarre tali conclusioni.
Ci sono prove che in passato l'atmosfera avrebbe potuto essere più densa, e il clima caldo e umido, e l'acqua liquida esisteva sulla superficie di Marte e pioveva. La prova di questa ipotesi è l'analisi del meteorite ALH 84001, che ha mostrato che circa 4 miliardi di anni fa, la temperatura di Marte era di 18 ± 4 ° C.
Turbine di polvere
Turbine di polvere fotografate dal rover Opportunity il 15 maggio 2005. I numeri nell'angolo in basso a sinistra rappresentano il tempo in secondi dal primo fotogramma.
Dagli anni '70. nell'ambito del programma Viking, oltre al rover Opportunity e ad altri veicoli, sono stati registrati numerosi vortici di polvere. Queste sono turbolenze d'aria che sorgono sulla superficie del pianeta e sollevano grandi quantità di sabbia e polvere nell'aria. I vortici sono spesso osservati sulla Terra (nei paesi di lingua inglese sono chiamati demoni di polvere - diavolo di polvere), ma su Marte possono raggiungere dimensioni molto più grandi: 10 volte più alte e 50 volte più larghe di quelle terrestri. Nel marzo 2005, un vortice ha cancellato i pannelli solari del rover Spirit.
Superficie
Due terzi della superficie di Marte è occupata da aree chiare, chiamate continenti, circa un terzo da aree scure chiamate mari. I mari sono concentrati principalmente nell'emisfero sud del pianeta, tra i 10 ei 40° di latitudine. Nell'emisfero settentrionale ci sono solo due grandi mari: Acidali e Bolshoi Syrt.
La natura delle aree oscure è ancora oggetto di controversia. Persistono nonostante le tempeste di polvere che infuriano su Marte. Un tempo, questo serviva da argomento a favore dell'ipotesi che le aree scure fossero coperte di vegetazione. Ora si ritiene che queste siano semplicemente aree da cui, a causa del loro rilievo, la polvere viene facilmente espulsa. Le immagini su larga scala mostrano che, infatti, le aree scure sono costituite da gruppi di striature e macchie scure associate a crateri, colline e altri ostacoli nel percorso dei venti. I cambiamenti stagionali ea lungo termine nelle loro dimensioni e forma sono apparentemente associati a un cambiamento nel rapporto tra le aree superficiali coperte di materia chiara e oscura.
Gli emisferi di Marte sono molto diversi in termini di natura della superficie. Nell'emisfero australe, la superficie è di 1-2 km sopra la media ed è densamente craterizzata. Questa parte di Marte assomiglia ai continenti lunari. Nel nord, la maggior parte della superficie è al di sotto della media, ci sono pochi crateri e la maggior parte è costituita da pianure relativamente lisce, probabilmente dovute a inondazioni di lava ed erosione. Questa differenza emisferica rimane oggetto di dibattito. Il confine tra gli emisferi segue un cerchio approssimativamente grande inclinato di 30° rispetto all'equatore. Il confine è ampio e irregolare e digrada verso nord. Lungo di essa si trovano le aree più erose della superficie marziana.
Sono state avanzate due ipotesi alternative per spiegare l'asimmetria degli emisferi. Secondo uno di loro, in una prima fase geologica, le placche litosferiche "collassavano" (forse per caso) in un emisfero, come il continente di Pangea sulla Terra, e poi si "congelavano" in questa posizione. Un'altra ipotesi suggerisce una collisione di Marte con un corpo spaziale delle dimensioni di Plutone.
Mappa topografica di Marte, secondo il Mars Global Surveyor, 1999.
Il gran numero di crateri nell'emisfero meridionale suggerisce che la superficie sia antica - 3-4 miliardi di anni. Esistono diversi tipi di crateri: grandi crateri a fondo piatto, crateri a forma di ciotola lunari più piccoli e più giovani, crateri bastioni e crateri elevati. Gli ultimi due tipi sono unici per Marte: crateri sul bordo formati dove espulsioni di liquidi scorrevano attraverso la superficie e crateri elevati formati dove una coltre di espulsione del cratere proteggeva la superficie dall'erosione del vento. Il più grande dettaglio dell'origine dell'impatto è la pianura dell'Hellas (circa 2.100 km di diametro).
In un'area di paesaggio caotico vicino al confine emisferico, la superficie ha sperimentato ampie aree di frattura e compressione, a volte seguite da erosione (dovuta a frane o rilascio catastrofico di falde acquifere) e inondazioni di lava liquida. I paesaggi caotici si trovano spesso alla sorgente di grandi canali tagliati dall'acqua. L'ipotesi più accettabile per la loro formazione congiunta è l'improvviso scioglimento del ghiaccio sotto la superficie.
Mariner Valley su Marte
Nell'emisfero settentrionale, oltre alle vaste pianure vulcaniche, ci sono due aree di grandi vulcani: Tharsis ed Elysium. Farsis è una vasta pianura vulcanica con una lunghezza di 2000 km, che raggiunge un'altitudine di 10 km sopra la media. Ci sono tre grandi vulcani a scudo su di esso: il Monte Arsia, il Monte Pavone e il Monte Askriyskaya. Ai margini di Tarsis si trova la montagna più alta su Marte e nel sistema solare, il Monte Olimpo. L'Olimpo raggiunge i 27 km di altezza rispetto alla sua base e 25 km rispetto al livello medio della superficie di Marte, e copre un'area di 550 km di diametro, circondata da scogliere, in luoghi che raggiungono i 7 km di altezza. Il volume dell'Olimpo è 10 volte il volume del più grande vulcano sulla Terra, Mauna Kea. Qui si trovano anche diversi vulcani più piccoli. Elysium è un'elevazione fino a sei chilometri sopra il livello medio, con tre vulcani: la cupola di Ecate, il monte Elysium e la cupola di Albor.
Secondo altre fonti (Faure e Mensing, 2007), l'Olimpo si trova a 21.287 metri sopra il livello del suolo ea 18 chilometri sopra il terreno circostante, e il diametro di base è di circa 600 km. La base copre un'area di 282.600 km2. La caldera (una depressione al centro del vulcano) è larga 70 km e profonda 3 km.
L'altopiano di Tarsis è inoltre attraversato da numerose faglie tettoniche, spesso molto complesse ed estese. La più grande di esse - la Mariner Valley - si estende in direzione latitudinale per quasi 4000 km (un quarto della circonferenza del pianeta), raggiungendo una larghezza di 600 e una profondità di 7-10 km; questa faglia è di dimensioni paragonabili al Rift dell'Africa orientale sulla Terra. Le maggiori frane del sistema solare si verificano sui suoi ripidi pendii. La Mariner Valley è il più grande canyon conosciuto del sistema solare. Il canyon, scoperto dalla navicella spaziale Mariner 9 nel 1971, potrebbe coprire l'intero territorio degli Stati Uniti, da oceano a oceano.
Un panorama del cratere Victoria ripreso dal rover Opportunity. È stato girato in tre settimane, dal 16 ottobre al 6 novembre 2006.
Un panorama della superficie di Marte nella regione di Husband Hill, catturato dal rover Spirit 23-28 novembre 2005.
Ghiaccio e calotte polari
Calotta polare nord in estate, foto Mars Global Surveyor. Rift lungo e largo che taglia il cappuccio a sinistra - Severny rift
L'aspetto di Marte varia notevolmente con le stagioni. Prima di tutto, i cambiamenti nelle calotte polari sono sorprendenti. Crescono e si restringono, creando fenomeni stagionali nell'atmosfera e sulla superficie di Marte. La calotta polare meridionale può raggiungere i 50° di latitudine e quella settentrionale anche i 50°. Il diametro della parte permanente della calotta polare settentrionale è di 1000 km. Quando la calotta polare si ritira in uno degli emisferi in primavera, i dettagli della superficie del pianeta iniziano a scurirsi.
Le calotte polari sono composte da due componenti: stagionale - anidride carbonica e secolare - ghiaccio d'acqua. Secondo i dati del satellite Mars Express, lo spessore dei cappucci può variare da 1 m a 3,7 km. La sonda spaziale Mars Odyssey ha scoperto geyser attivi sulla calotta polare sud di Marte. Secondo gli esperti della NASA, i getti di anidride carbonica con il riscaldamento primaverile esplodono verso l'alto a grandi altezze, portando con sé polvere e sabbia.
Foto di Marte che mostrano una tempesta di polvere. giugno - settembre 2001
Lo scioglimento primaverile delle calotte polari porta ad un forte aumento della pressione atmosferica e al movimento di grandi masse di gas nell'emisfero opposto. La velocità dei venti che soffiano in questo caso è di 10-40 m / s, a volte fino a 100 m / s. Il vento solleva grandi quantità di polvere dalla superficie, provocando tempeste di polvere. Forti tempeste di polvere nascondono quasi completamente la superficie del pianeta. Le tempeste di polvere hanno un notevole effetto sulla distribuzione della temperatura nell'atmosfera di Marte.
Nel 1784, l'astronomo W. Herschel attirò l'attenzione sui cambiamenti stagionali nelle dimensioni delle calotte polari, per analogia con lo scioglimento e il congelamento del ghiaccio nelle regioni polari della terra. Nel 1860. L'astronomo francese E. Lee ha osservato un'ondata di oscuramento intorno alla calotta polare primaverile in fusione, che è stata poi interpretata dall'ipotesi della diffusione dell'acqua di fusione e della crescita della vegetazione. Misure spettrometriche eseguite all'inizio del XX secolo. al Lovell Observatory di Flagstaff di W. Slipher, invece, non hanno mostrato la presenza di una linea di clorofilla, il pigmento verde delle piante terrestri.
Dalle fotografie di Mariner 7, è stato possibile determinare che le calotte polari hanno uno spessore di diversi metri e la temperatura misurata di 115 K (-158 ° C) ha confermato la possibilità che sia costituita da anidride carbonica congelata - "ghiaccio secco".
La collina, che si chiama Mitchell Mountains, situata vicino al polo sud di Marte, quando la calotta polare si scioglie, sembra un'isola bianca, poiché i ghiacciai si sciolgono più tardi nelle montagne, anche sulla Terra.
I dati del Mars Reconnaissance Satellite hanno permesso di rilevare un significativo strato di ghiaccio sotto i ghiaioni ai piedi delle montagne. Il ghiacciaio spesso centinaia di metri copre un'area di migliaia di chilometri quadrati e il suo ulteriore studio può fornire informazioni sulla storia del clima marziano.
Canali fluviali e altre caratteristiche
Marte ha molte formazioni geologiche che ricordano l'erosione dell'acqua, in particolare i letti dei fiumi prosciugati. Secondo un'ipotesi, questi canali potrebbero essersi formati a seguito di eventi catastrofici a breve termine e non sono prove dell'esistenza a lungo termine del sistema fluviale. Tuttavia, prove recenti suggeriscono che i fiumi scorrevano per periodi di tempo geologicamente significativi. In particolare sono stati individuati canali invertiti (cioè canali rialzati rispetto al terreno circostante). Sulla Terra, tali formazioni si formano a causa dell'accumulo a lungo termine di densi sedimenti sul fondo, seguito dall'essiccazione e dall'erosione delle rocce circostanti. Inoltre, vi è evidenza di uno spostamento di canali nel delta del fiume con un graduale sollevamento della superficie.
Nell'emisfero sud-occidentale, nel cratere Eberswalde, è stato scoperto un delta fluviale con un'area di circa 115 km2. Il fiume che ha dilavato il delta era lungo più di 60 km.
I dati dei rover marziani Spirit e Opportunity della NASA indicano anche la presenza di acqua in passato (sono stati trovati minerali che potrebbero essersi formati solo a seguito di un'esposizione prolungata all'acqua). La sonda Phoenix ha trovato depositi di ghiaccio direttamente nel terreno.
Inoltre, sui pendii delle colline sono state trovate strisce scure, che indicano la comparsa di acqua salata liquida in superficie in epoca moderna. Appaiono poco dopo l'inizio del periodo estivo e scompaiono entro l'inverno, "fluiscono intorno" a vari ostacoli, si fondono e divergono. "È difficile immaginare che tali strutture possano essersi formate non da flussi liquidi, ma da qualcos'altro", ha affermato il dipendente della NASA Richard Zurek.
Diversi insoliti pozzi profondi sono stati scoperti nell'altopiano vulcanico di Tarsis. A giudicare dall'immagine del Mars Reconnaissance Satellite, scattata nel 2007, uno di questi ha un diametro di 150 metri e la parte illuminata del muro raggiunge una profondità di non meno di 178 metri. È stata avanzata un'ipotesi sull'origine vulcanica di queste formazioni.
adescamento
La composizione elementare dello strato superficiale del suolo marziano secondo i dati del lander non è la stessa in luoghi diversi. Il costituente principale del terreno è la silice (20-25%), contenente una miscela di idrati di ossido di ferro (fino al 15%), che conferisce al terreno un colore rossastro. Ci sono impurità significative di composti di zolfo, calcio, alluminio, magnesio, sodio (unità di percentuale per ciascuno).
Secondo la sonda Phoenix della NASA (atterrata su Marte il 25 maggio 2008), il rapporto del pH e alcuni altri parametri dei suoli marziani sono vicini a quelli della Terra, e teoricamente sarebbe possibile coltivare piante su di essi. "In effetti, abbiamo scoperto che il suolo su Marte soddisfa i requisiti e contiene gli elementi necessari per creare e sostenere la vita nel passato, nel presente e nel futuro", ha affermato il chimico capo del progetto Sam Coonaves. Inoltre, secondo lui, molti possono trovare questo tipo di terreno alcalino nel loro "cortile di casa", ed è abbastanza adatto per la coltivazione degli asparagi.
C'è anche una quantità significativa di ghiaccio d'acqua nel terreno nel luogo di atterraggio. La sonda orbitante Mars Odysseus ha anche scoperto che ci sono depositi di ghiaccio d'acqua sotto la superficie del pianeta rosso. Successivamente, questa ipotesi è stata confermata da altri dispositivi, ma la questione della presenza di acqua su Marte è stata finalmente risolta nel 2008, quando la sonda Phoenix, atterrata vicino al polo nord del pianeta, ha ricevuto acqua dal suolo marziano.
Geologia e struttura interna
In passato, su Marte, così come sulla Terra, avveniva il movimento delle placche litosferiche. Ciò è confermato dalle peculiarità del campo magnetico di Marte, dalle posizioni di alcuni vulcani, ad esempio, nella provincia di Farsis, nonché dalla forma della Mariner Valley. Lo stato attuale delle cose, quando i vulcani possono esistere per un tempo molto più lungo che sulla Terra e raggiungere proporzioni gigantesche, suggerisce che ora questo movimento è piuttosto assente. Ciò è supportato dal fatto che i vulcani a scudo crescono a seguito di ripetute eruzioni dalla stessa bocca per lungo tempo. Sulla Terra, a causa del movimento delle placche litosferiche, i punti vulcanici hanno costantemente cambiato la loro posizione, il che ha limitato la crescita dei vulcani a scudo e forse non ha permesso loro di raggiungere l'altezza, come su Marte. D'altra parte, la differenza nell'altezza massima dei vulcani può essere spiegata dal fatto che, a causa della gravità inferiore su Marte, è possibile costruire strutture più alte che non crollerebbero sotto il loro stesso peso.
Confronto della struttura di Marte e di altri pianeti terrestri
I modelli moderni della struttura interna di Marte suggeriscono che Marte sia costituito da una crosta con uno spessore medio di 50 km (e massimo fino a 130 km), un mantello di silicato con uno spessore di 1800 km e un nucleo con un raggio di 1480 km. La densità al centro del pianeta dovrebbe raggiungere 8,5 g / cm2. Il nucleo è parzialmente liquido ed è costituito principalmente da ferro con una miscela del 14-17% (in massa) di zolfo e il contenuto di elementi leggeri è il doppio rispetto al nucleo della Terra. Secondo stime moderne, la formazione del nucleo ha coinciso con il periodo del primo vulcanismo ed è durata circa un miliardo di anni. La fusione parziale dei silicati del mantello ha richiesto circa lo stesso tempo. A causa della gravità inferiore su Marte, la gamma di pressioni nel mantello di Marte è molto più piccola che sulla Terra, il che significa che ci sono meno transizioni di fase. Si presume che la transizione di fase dall'olivina alla modifica dello spinello inizi a profondità piuttosto grandi - 800 km (400 km sulla Terra). La natura del rilievo e altri segni suggeriscono la presenza di un'astenosfera, costituita da zone di materia parzialmente fusa. Per alcune regioni di Marte è stata compilata una carta geologica dettagliata.
Secondo le osservazioni dall'orbita e l'analisi della collezione di meteoriti marziani, la superficie di Marte è composta principalmente da basalto. C'è qualche motivo per credere che su una parte della superficie marziana il materiale contenga più quarzo del normale basalto e possa essere simile alle rocce di andesite sulla Terra. Tuttavia, queste stesse osservazioni possono essere interpretate a favore della presenza del vetro al quarzo. Gran parte dello strato più profondo è costituito da polvere granulosa di ossido di ferro.
Campo magnetico di Marte
Marte aveva un debole campo magnetico.
Secondo le letture dei magnetometri delle stazioni Mars-2 e Mars-3, l'intensità del campo magnetico all'equatore è di circa 60 gamma, al polo 120 gamma, che è 500 volte più debole di quella terrestre. Secondo i dati di AMS Mars-5, l'intensità del campo magnetico all'equatore era 64 gamma e il momento magnetico era 2,4 · 1022 oersted · cm2.
Il campo magnetico di Marte è estremamente instabile, in diversi punti del pianeta la sua forza può variare da 1,5 a 2 volte e i poli magnetici non coincidono con quelli fisici. Ciò suggerisce che il nucleo di ferro di Marte è in relativa immobilità rispetto alla sua crosta, cioè il meccanismo della dinamo planetaria responsabile del campo magnetico terrestre non funziona su Marte. Sebbene Marte non abbia un campo magnetico planetario stabile, le osservazioni hanno mostrato che parti della crosta del pianeta sono magnetizzate e che in passato c'è stata un'inversione dei poli magnetici di queste parti. La magnetizzazione di queste parti si è rivelata simile alle anomalie magnetiche delle strisce negli oceani.
Una teoria, pubblicata nel 1999 e riesaminata nel 2005 (usando la stazione senza equipaggio di Mars Global Surveyor), mostra che queste strisce mostrano la tettonica delle placche 4 miliardi di anni fa prima che la dinamo del pianeta smettesse di funzionare, causando un forte indebolimento del campo magnetico. Le ragioni di questo forte calo non sono chiare. Si presume che il funzionamento della dinamo sia di 4 mldr. anni fa si spiega con la presenza di un asteroide che orbitava a una distanza di 50-75 mila chilometri intorno a Marte e causava instabilità nel suo nucleo. Quindi l'asteroide è sceso al limite di Roche ed è collassato. Tuttavia, questa stessa spiegazione contiene ambiguità ed è contestata nella comunità scientifica.
Storia geologica
Un mosaico globale di 102 immagini dell'orbiter Viking 1 del 22 febbraio 1980.
Forse in un lontano passato, a seguito di una collisione con un grande corpo celeste, la rotazione del nucleo si è fermata, così come la perdita del volume principale dell'atmosfera. Si ritiene che la perdita del campo magnetico sia avvenuta circa 4 miliardi di anni fa. A causa della debolezza del campo magnetico, il vento solare penetra quasi senza ostacoli nell'atmosfera di Marte e molte delle reazioni fotochimiche sotto l'influenza della radiazione solare, che si verificano sulla Terra nella ionosfera e oltre, su Marte possono essere osservate praticamente alla sua stessa superficie.
La storia geologica di Marte comprende le seguenti tre ere:
Era Noachiana (dal nome della "terra di Noachi", la regione di Marte): la formazione della più antica superficie di Marte superstite. Continuò nel periodo 4,5 miliardi - 3,5 miliardi di anni fa. Durante questa era, la superficie era segnata da numerosi crateri da impatto. L'altopiano della provincia di Tarsis si formò probabilmente in questo periodo con intensi flussi d'acqua successivi.
L'Era Esperiana: da 3,5 miliardi di anni fa a 2,9 - 3,3 miliardi di anni fa. Questa era è segnata dalla formazione di enormi campi di lava.
Era amazzonica (dal nome della "Pianura amazzonica" su Marte): 2,9-3,3 miliardi di anni fa fino ai giorni nostri. Le regioni formate durante questa era hanno pochissimi crateri di meteoriti, ma per il resto sono completamente diverse. In questo periodo si formò il Monte Olimpo. In questo momento, i flussi di lava sono stati versati in altre parti di Marte.
Satelliti di Marte
I satelliti naturali di Marte sono Phobos e Deimos. Entrambi furono scoperti dall'astronomo americano Asaf Hall nel 1877. Phobos e Deimos sono di forma irregolare e di dimensioni molto piccole. Secondo un'ipotesi, potrebbero essere asteroidi catturati dal campo gravitazionale di Marte, come (5261) Eureka del gruppo di asteroidi troiani. I compagni prendono il nome dai personaggi che accompagnano il dio Ares (cioè Marte) - Phobos e Deimos, che personificano la paura e l'orrore che hanno aiutato il dio della guerra nelle battaglie.
Entrambi i satelliti ruotano attorno al proprio asse con lo stesso periodo di Marte, quindi sono sempre rivolti verso il pianeta dallo stesso lato. L'effetto marea di Marte rallenta gradualmente il movimento di Phobos, e alla fine porterà alla caduta del satellite su Marte (mantenendo la tendenza attuale), o alla sua disintegrazione. Al contrario, Deimos si sta allontanando da Marte.
Entrambi i satelliti hanno una forma che si avvicina ad un ellissoide triassiale, Phobos (26,6x22,2x18,6 km) è leggermente più grande di Deimos (15x12,2x10,4 km). La superficie di Deimos sembra molto più liscia a causa del fatto che la maggior parte dei crateri è ricoperta di materia a grana fine. Ovviamente su Phobos, che è più vicino al pianeta e più massiccio, la sostanza espulsa dagli impatti di meteoriti o ha inflitto ripetuti impatti sulla superficie o è caduta su Marte, mentre su Deimos è rimasta a lungo in orbita attorno al satellite, precipitando gradualmente e nascondendo l'irregolarità del rilievo.
Vita su Marte
L'idea popolare che Marte sia abitato da marziani intelligenti si diffuse ampiamente alla fine del XIX secolo.
Le osservazioni di Schiaparelli dei cosiddetti canali, unite al libro di Percival Lowell sullo stesso argomento, resero popolare l'idea di un pianeta il cui clima si stava facendo sempre più secco, più freddo, che stava morendo e in cui esisteva un'antica civiltà che produceva opere di irrigazione .
Numerosi altri avvistamenti e annunci di personaggi famosi hanno generato la cosiddetta "Febbre di Marte" attorno a questo argomento. Nel 1899, mentre studiava l'interferenza atmosferica in un segnale radio utilizzando ricevitori presso l'Osservatorio del Colorado, l'inventore Nikola Tesla osservò un segnale ripetuto. Quindi ha suggerito che potrebbe essere un segnale radio proveniente da altri pianeti, come Marte. In un'intervista del 1901, Tesla disse che aveva l'idea che l'interferenza potesse essere causata artificialmente. Sebbene non potesse decifrare il loro significato, era impossibile per lui che fossero sorti completamente per caso. Secondo lui, era un saluto da un pianeta all'altro.
La teoria di Tesla fu caldamente supportata dal famoso fisico britannico William Thomson (Lord Kelvin), il quale, visitando gli Stati Uniti nel 1902, disse di ritenere che Tesla avesse colto un segnale dai marziani inviato negli Stati Uniti. Tuttavia, poi Kelvin ha negato con forza questa affermazione prima di lasciare l'America: "In effetti, ho detto che gli abitanti di Marte, se esistono, possono certamente vedere New York, in particolare la luce dell'elettricità".
Oggi la presenza di acqua liquida sulla sua superficie è considerata una condizione per lo sviluppo e il mantenimento della vita sul pianeta. C'è anche il requisito che l'orbita del pianeta sia nella cosiddetta zona abitabile, che per il sistema solare inizia dietro Venere e termina con il semiasse maggiore dell'orbita di Marte. Durante il perielio, Marte si trova all'interno di questa zona, tuttavia, una sottile atmosfera a bassa pressione impedisce la comparsa di acqua liquida su una vasta area per un lungo periodo. Prove recenti suggeriscono che l'acqua sulla superficie di Marte è troppo salata e acida per sostenere una vita permanente simile alla Terra.
L'assenza di una magnetosfera e l'atmosfera estremamente sottile di Marte sono anche problemi per il mantenimento della vita. Sulla superficie del pianeta c'è un movimento molto debole di flussi di calore, è scarsamente isolato dal bombardamento di particelle del vento solare, inoltre, quando riscaldato, l'acqua evapora istantaneamente, bypassando lo stato liquido a causa della bassa pressione. Marte è anche alle porte del cosiddetto. "Morte geologica". La fine dell'attività vulcanica sembra aver interrotto la circolazione di minerali ed elementi chimici tra la superficie e l'interno del pianeta.
L'evidenza suggerisce che il pianeta era in precedenza significativamente più predisposto alla presenza della vita di quanto non lo sia ora. Tuttavia, ad oggi, non sono stati trovati organismi su di esso. Nell'ambito del programma Viking a metà degli anni '70, sono stati condotti una serie di esperimenti per rilevare i microrganismi nel suolo marziano. Ha mostrato risultati positivi, come un aumento temporaneo dell'emissione di CO2 quando le particelle del suolo vengono poste nell'acqua e nei terreni di crescita. Tuttavia, questa prova della vita su Marte è stata contestata da alcuni scienziati [da chi?]. Ciò ha portato alla loro lunga disputa con lo scienziato della NASA Gilbert Levin, che ha affermato che il vichingo aveva scoperto la vita. Dopo aver rivalutato i dati Viking alla luce delle moderne conoscenze scientifiche sugli estremofili, si è scoperto che gli esperimenti effettuati non erano sufficientemente perfetti per rilevare queste forme di vita. Inoltre, questi test potrebbero persino uccidere gli organismi, anche se fossero contenuti nei campioni. I test effettuati nell'ambito del programma Phoenix hanno dimostrato che il terreno ha un pH molto alcalino e contiene magnesio, sodio, potassio e cloruro. Ci sono abbastanza nutrienti nel terreno per sostenere la vita, ma le forme di vita devono essere protette dall'intensa luce ultravioletta.
È interessante notare che in alcuni meteoriti di origine marziana sono state trovate formazioni che assomigliano alla forma dei batteri più semplici, sebbene siano di dimensioni inferiori ai più piccoli organismi terrestri. Uno di questi meteoriti è ALH 84001, trovato in Antartide nel 1984.
Secondo i risultati delle osservazioni dalla Terra e i dati della navicella spaziale Mars Express, il metano è stato trovato nell'atmosfera di Marte. In condizioni di Marte, questo gas si decompone piuttosto rapidamente, quindi deve esserci una fonte costante del suo rifornimento. Tale fonte può essere sia l'attività geologica (ma non sono stati trovati vulcani attivi su Marte), sia l'attività vitale dei batteri.
Osservazioni astronomiche dalla superficie di Marte
Dopo l'atterraggio di veicoli automatici sulla superficie di Marte, è diventato possibile condurre osservazioni astronomiche direttamente dalla superficie del pianeta. A causa della posizione astronomica di Marte nel sistema solare, delle caratteristiche dell'atmosfera, del periodo orbitale di Marte e dei suoi satelliti, l'immagine del cielo notturno di Marte (e dei fenomeni astronomici osservati dal pianeta) differisce da quella terrestre e è per molti versi insolito e interessante.
Il colore del cielo su Marte
Durante l'alba e il tramonto, il cielo marziano allo zenit ha un colore rosa-rossastro e nelle immediate vicinanze del disco solare - dal blu al viola, che è completamente opposto all'immagine dell'alba terrestre.
A mezzogiorno, il cielo di Marte è giallo-arancio. La ragione di tali differenze dalla scala cromatica del cielo terrestre sono le proprietà della sottile e rarefatta atmosfera di Marte contenente polvere sospesa. Su Marte, la diffusione dei raggi Rayleigh (che sulla Terra è la causa del cielo blu) gioca un ruolo insignificante, il suo effetto è debole. Presumibilmente, il colore giallo-arancio del cielo è dovuto anche alla presenza dell'1% di magnetite nelle particelle di polvere costantemente sospese nell'atmosfera marziana e sollevate da tempeste di polvere stagionali. Il crepuscolo inizia molto prima del sorgere del sole e dura molto dopo il tramonto. A volte il colore del cielo marziano assume una tonalità viola a causa della diffusione della luce da parte di microparticelle di ghiaccio d'acqua nelle nuvole (quest'ultimo è un fenomeno piuttosto raro).
Sole e pianeti
La dimensione angolare del Sole, osservata da Marte, è inferiore a quella vista dalla Terra ed è 2/3 di quest'ultima. Mercurio da Marte sarà praticamente inaccessibile per osservazioni ad occhio nudo a causa della sua estrema vicinanza al Sole. Il pianeta più luminoso nel cielo di Marte è Venere, al secondo posto c'è Giove (i suoi quattro satelliti più grandi possono essere osservati senza un telescopio), al terzo - la Terra.
La Terra è un pianeta interno in relazione a Marte, proprio come Venere lo è alla Terra. Di conseguenza, da Marte, la Terra viene osservata come una stella mattutina o serale, che sorge prima dell'alba o è visibile nel cielo serale dopo il tramonto.
L'allungamento massimo della Terra nel cielo di Marte sarà di 38 gradi. Ad occhio nudo, la Terra sarà visibile come una stella verdastra luminosa (massima magnitudine apparente di circa -2,5), accanto alla quale sarà facilmente distinguibile una stella della Luna giallastra e più debole (circa 0,9). Attraverso il telescopio, entrambi gli oggetti mostreranno la stessa fase. La rotazione della Luna attorno alla Terra si osserverà da Marte come segue: alla massima distanza angolare della Luna dalla Terra, l'occhio nudo separerà facilmente la Luna e la Terra: in una settimana, le "stelle" del Luna e Terra si fonderanno in un'unica stella inseparabile dall'occhio, e tra una settimana la Luna sarà di nuovo visibile alla massima distanza, ma già dall'altra parte della Terra. Periodicamente, un osservatore su Marte potrà vedere il passaggio (transito) della Luna sul disco terrestre, o, al contrario, la copertura della Luna da parte del disco terrestre. La massima distanza apparente della Luna dalla Terra (e la loro luminosità apparente) se vista da Marte varierà in modo significativo a seconda della posizione relativa della Terra e di Marte e, di conseguenza, della distanza tra i pianeti. Nell'epoca delle opposizioni, sarà di circa 17 minuti d'arco, alla massima distanza tra Terra e Marte - 3,5 minuti d'arco. La Terra, come altri pianeti, sarà osservata nella fascia della costellazione dello Zodiaco. Un astronomo su Marte potrà anche osservare il passaggio della Terra attraverso il disco del Sole, quello più vicino avverrà il 10 novembre 2084.
Satelliti - Phobos e Deimos
Il passaggio di Phobos attraverso il disco del Sole. Immagini di opportunità
Phobos, visto dalla superficie di Marte, ha un diametro apparente di circa 1/3 del disco della Luna nel cielo terrestre e una magnitudine apparente dell'ordine di -9 (approssimativamente come la Luna nel primo quarto di fase) . Phobos sorge a ovest e tramonta a est, per poi risalire di nuovo in 11 ore, attraversando così il cielo di Marte due volte al giorno. Il movimento di questa veloce luna nel cielo sarà facilmente percepibile durante la notte, così come il cambiamento di fase. L'occhio nudo distinguerà il più grande dettaglio del rilievo di Phobos: Stickney Crater. Deimos sorge a est e tramonta a ovest, sembra una stella luminosa senza un disco visibile evidente, con una magnitudine di circa -5 (leggermente più luminosa di Venere nel cielo terrestre), attraversando lentamente il cielo per 2,7 giorni marziani. Entrambi i satelliti possono essere osservati contemporaneamente nel cielo notturno, in questo caso Phobos si sposterà verso Deimos.
La luminosità sia di Phobos che di Deimos è sufficiente affinché gli oggetti sulla superficie di Marte proiettino ombre chiare di notte. Entrambi i satelliti hanno un'inclinazione orbitale relativamente piccola rispetto all'equatore di Marte, il che esclude la loro osservazione alle alte latitudini nord e sud del pianeta: ad esempio, Phobos non si eleva mai al di sopra dell'orizzonte a nord di 70,4°N. sh. o a sud di 70,4°S. w.; per Deimos, questi valori sono 82,7°N. sh. e 82,7°S. sh. Su Marte si può osservare un'eclissi di Phobos e Deimos quando entrano nell'ombra di Marte, così come un'eclissi di Sole, che è solo anulare a causa delle piccole dimensioni angolari di Phobos rispetto al disco solare.
Sfera celeste
Il Polo Nord su Marte, a causa dell'inclinazione dell'asse del pianeta, si trova nella costellazione del Cigno (coordinate equatoriali: ascensione retta 21h 10m 42s, declinazione + 52° 53.0? E non è segnato da una stella luminosa: la più vicina al polo è una debole stella di sesta magnitudine BD +52 2880 (altre sue designazioni sono HR 8106, HD 201834, SAO 33185) Il Polo Sud del mondo (coordinate 9h 10m 42s e -52 ° 53.0) si trova a un paio di gradi da la stella Kappa Parusov (magnitudine apparente 2,5) - è, in linea di principio, può essere considerata la stella del Polo Sud di Marte.
Le costellazioni zodiacali dell'eclittica marziana sono simili a quelle osservate dalla Terra, con una differenza: osservando il movimento annuale del Sole tra le costellazioni, esso (come altri pianeti, compresa la Terra), lascia la parte orientale della costellazione dei Pesci , passerà per 6 giorni attraverso la parte settentrionale della costellazione dei Ceti davanti a come rientrare nella parte occidentale dei Pesci.
Storia dell'esplorazione di Marte
L'esplorazione di Marte è iniziata molto tempo fa, 3,5 mila anni fa, nell'Antico Egitto. I primi rapporti dettagliati sulla posizione di Marte furono compilati da astronomi babilonesi, che svilupparono una serie di metodi matematici per prevedere la posizione del pianeta. Utilizzando i dati degli egizi e dei babilonesi, gli antichi filosofi e astronomi greci (ellenistici) svilupparono un modello geocentrico dettagliato per spiegare il movimento dei pianeti. Diversi secoli dopo, gli astronomi indiani e islamici stimarono le dimensioni di Marte e la sua distanza dalla Terra. Nel XVI secolo, Niccolò Copernico propose un modello eliocentrico per descrivere il sistema solare con orbite planetarie circolari. I suoi risultati furono rivisti da Johannes Kepler, che introdusse un'orbita ellittica di Marte più accurata, coincidente con quella osservata.
Nel 1659 Francesco Fontana, esaminando Marte al telescopio, eseguì il primo disegno del pianeta. Ha raffigurato una macchia nera al centro di una sfera ben definita.
Nel 1660 furono aggiunte due calotte polari alla macchia nera, aggiunte da Jean Dominique Cassini.
Nel 1888 Giovanni Schiaparelli, che studiò in Russia, diede i primi nomi a singoli particolari della superficie: i mari Afrodite, Eritreo, Adriatico, Cimmero; laghi del Sole, della Luna e della Fenice.
Il periodo di massimo splendore delle osservazioni telescopiche di Marte arrivò tra la fine del XIX e la metà del XX secolo. Gran parte di ciò è dovuto all'interesse pubblico e alla nota controversia scientifica sui canali marziani osservati. Tra gli astronomi dell'era prespaziale che hanno condotto osservazioni telescopiche di Marte durante questo periodo, i più famosi sono Schiaparelli, Percival Lovell, Slipher, Antoniadi, Barnard, Jarry-Deloge, L. Eddy, Tychov, Vaucouleur. Furono loro a gettare le basi dell'areografia ea compilare le prime mappe dettagliate della superficie di Marte, sebbene si siano rivelate quasi completamente errate dopo i voli su Marte di sonde automatiche.
Colonizzazione di Marte
Vista stimata di Marte dopo la terraformazione
Relativamente vicino alle condizioni naturali terrestri in qualche modo facilitano l'attuazione di questo compito. In particolare, ci sono luoghi sulla Terra in cui le condizioni naturali sono simili a quelle di Marte. Le temperature estremamente basse nell'Artico e nell'Antartide sono paragonabili anche alle temperature più fredde su Marte, e l'equatore di Marte nei mesi estivi è caldo (+20 ° C) come sulla Terra. Anche sulla Terra ci sono deserti simili nell'aspetto al paesaggio marziano.
Ma ci sono differenze significative tra la Terra e Marte. In particolare, il campo magnetico di Marte è circa 800 volte più debole di quello terrestre. Insieme all'atmosfera rarefatta (centinaia di volte rispetto alla Terra), questo aumenta la quantità di radiazioni ionizzanti che raggiungono la sua superficie. Le misurazioni effettuate dal velivolo senza pilota americano The Mars Odyssey hanno mostrato che la radiazione di fondo nell'orbita di Marte è 2,2 volte superiore alla radiazione di fondo della Stazione Spaziale Internazionale. La dose media era di circa 220 milligrammi al giorno (2,2 milligrammi al giorno o 0,8 riscalda all'anno). La quantità di radiazioni ricevuta a seguito di un tale sfondo per tre anni si sta avvicinando ai limiti di sicurezza stabiliti per gli astronauti. Sulla superficie di Marte, la radiazione di fondo è leggermente inferiore e la dose è di 0,2-0,3 Gy all'anno, cambiando significativamente a seconda del terreno, dell'altitudine e dei campi magnetici locali.
La composizione chimica dei minerali comuni su Marte è più diversificata di quella di altri corpi celesti vicini alla Terra. Secondo la società 4Frontiers, sono sufficienti per rifornire non solo Marte stesso, ma anche la Luna, la Terra e la cintura di asteroidi.
Il tempo di volo dalla Terra a Marte (con le tecnologie attuali) è di 259 giorni in semiellisse e 70 giorni in parabola. Per comunicare con potenziali colonie si può utilizzare la comunicazione radio, che ha un ritardo di 3-4 minuti in ogni direzione durante il massimo avvicinamento dei pianeti (che si ripete ogni 780 giorni) e di circa 20 minuti. alla massima distanza dei pianeti; vedere Configurazione (astronomia).
Ad oggi, non sono stati presi provvedimenti pratici per colonizzare Marte, tuttavia, lo sviluppo della colonizzazione è in corso, ad esempio il progetto Centennial Spacecraft, lo sviluppo di un modulo vivente per rimanere sul pianeta Deep Space Habitat.
Caratteristiche principali di Marte
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Atmosfera di Marte
La composizione e altri parametri dell'atmosfera marziana sono stati ormai determinati in modo abbastanza accurato. L'atmosfera di Marte è composta da anidride carbonica (96%), azoto (2,7%) e argon (1,6%). L'ossigeno è presente in quantità insignificante (0,13%). Il vapore acqueo si presenta sotto forma di tracce (0,03%). La pressione sulla superficie è solo 0,006 (sei millesimi) della pressione sulla superficie terrestre. Le nuvole marziane sono costituite da vapore acqueo e anidride carbonica e assomigliano grosso modo ai cirri sopra la Terra.
Il colore del cielo marziano è rossastro per la presenza di polvere nell'aria. L'aria estremamente rarefatta non trasferisce bene il calore, quindi c'è una grande differenza di temperatura in diverse parti del pianeta.
Nonostante la rarefazione dell'atmosfera, i suoi strati inferiori rappresentano un ostacolo piuttosto serio per i veicoli spaziali. Quindi, i gusci protettivi conici dei veicoli di discesa "Marinaio-9"(1971) durante il passaggio dell'atmosfera marziana dai suoi strati più alti ad una distanza di 5 km dalla superficie del pianeta, si sono riscaldati fino ad una temperatura di 1500°C. La ionosfera marziana si estende da 110 a 130 km sopra la superficie del pianeta.
Sul movimento di Marte
Marte può essere visto dalla Terra ad occhio nudo. La sua magnitudine stellare apparente raggiunge -2,9 m (all'avvicinamento più vicino alla Terra), seconda solo a Venere, alla Luna e al Sole, ma la maggior parte delle volte Giove è più luminoso per un osservatore terrestre rispetto a Marte. Marte si muove intorno al Sole in un'orbita ellittica, allontanandosi poi dalla stella di 249,1 milioni di km, per poi avvicinarsi ad una distanza di 206,7 milioni di km.
Se osservi attentamente il movimento di Marte, noterai che durante l'anno la direzione del suo movimento nel cielo cambia. A proposito, questo è stato notato da antichi osservatori. Ad un certo punto, Marte sembra muoversi nella direzione opposta. Ma questo movimento è solo apparente dalla Terra. Naturalmente, Marte non può compiere alcun movimento inverso nella sua orbita. E la visibilità del moto inverso viene creata perché l'orbita di Marte è esterna rispetto all'orbita terrestre e la velocità media di movimento in orbita attorno al Sole alla Terra è maggiore (29,79 km / s) di quella di Marte (24,1 km/s). Nel momento in cui la Terra inizia a sorpassare Marte nel suo moto attorno al Sole, e sembra che Marte abbia iniziato il moto opposto, o, come chiamano gli astronomi, il moto retrogrado. Il diagramma del movimento inverso (retrogrado) illustra bene questo fenomeno.
Caratteristiche principali di Marte
| Nome parametro | Indicatori quantitativi |
| Distanza media dal Sole | 227,9 milioni di km |
| Distanza minima dal Sole | 206,7 milioni di km |
| Distanza massima dal Sole | 249,1 milioni di km |
| Diametro dell'equatore | 6786 km (Marte è quasi la metà delle dimensioni della Terra - il suo diametro equatoriale è ~ 53% di quello terrestre) |
| Velocità orbitale media di rotazione attorno al Sole | 24,1 km/sec |
| Periodo di rotazione attorno al proprio asse (periodo di rotazione equatoriale siderale) | 24 ore 37 minuti 22,6 secondi |
| Periodo di rivoluzione intorno al sole | 687 giorni |
| Satelliti naturali conosciuti | 2 |
| Massa (Terra = 1) | 0,108 (6,418 x 10 23 kg) |
| Volume (Terra = 1) | 0,15 |
| Media densità | 3,9 g/cm³ |
| Temperatura superficiale media | meno 50 ° С (la differenza di temperatura è da -153 ° C al polo in inverno e fino a +20 ° C all'equatore a mezzogiorno) |
| Inclinazione dell'asse | 25° 11" |
| Inclinazione orbitale rispetto all'eclittica | 1°9" |
| Pressione superficiale (Terra = 1) | 0,006 |
| Composizione dell'atmosfera | CO 2 - 96%, N - 2,7%, Ar - 1,6%, O 2 - 0,13%, H 2 O (vapore) - 0,03% |
| Accelerazione in caduta libera all'equatore | 3.711 m/s² (0.378 terrestre) |
| Velocità parabolica | 5,0 km/s (per la Terra 11,2 km/s) |
La tabella mostra l'elevata precisione con cui vengono determinati i parametri principali del pianeta Marte. Ciò non sorprende se teniamo presente che i metodi scientifici più moderni e le apparecchiature di alta precisione sono ora utilizzati per le osservazioni e le ricerche astronomiche. Ma con un sentimento completamente diverso trattiamo tali fatti dalla storia della scienza, quando gli scienziati dei secoli passati, che spesso non avevano a disposizione strumenti astronomici, ad eccezione dei più semplici telescopi con un piccolo ingrandimento (massimo 15-20 volte) , eseguì calcoli astronomici accurati e scoprì persino le leggi del moto dei corpi celesti.
Ricordiamo ad esempio che l'astronomo italiano Giandomenico Cassini già nel 1666 (!) determinò il tempo di rotazione del pianeta Marte attorno al proprio asse. I suoi calcoli hanno dato il risultato 24 ore e 40 minuti. Confronta questo risultato con il periodo di rotazione di Marte attorno al suo asse, determinato con l'aiuto dei moderni mezzi tecnici (24 ore 37 minuti 23 secondi). Abbiamo bisogno dei nostri commenti qui?
O un esempio del genere. all'inizio del XVII secolo scoprì le leggi del moto planetario, non avendo né strumenti astronomici precisi, né un apparato matematico per calcolare le aree di figure geometriche come un'ellisse e un ovale. Soffrendo di una disabilità visiva, ha effettuato le misurazioni astronomiche più accurate.
Esempi come questi mostrano la grande importanza di essere attivi ed entusiasti nella scienza, così come la dedizione alla causa che una persona serve.
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Il tuo lavoro è disabilitato JavaScript... Attiva gli script nel tuo browser e vedrai tutte le funzionalità del sito!modellazione matematica e confrontato i risultati con la composizione dell'antica atmosfera marziana intrappolata in un vecchio meteorite. Hanno concluso che 4 miliardi di anni fa aveva un'atmosfera densa con una pressione superficiale superiore a 0,5 bar (50.000 Pa).
Ciò suggerisce che il processo di scomparsa dell'atmosfera di Marte sia stato molto probabilmente causato dal vento solare. È lui che è responsabile di aver trasformato Marte nel mondo dei deserti freddi che lo conosciamo oggi.
Studiando i dati ottenuti a seguito del lavoro delle spedizioni di ricerca sul Pianeta Rosso, gli scienziati hanno suggerito che Marte un tempo aveva un clima caldo che sosteneva l'esistenza degli oceani sulla sua superficie. Ciò richiede un'atmosfera densa con un effetto serra abbastanza pronunciato. Tuttavia, il moderno Marte ha un'atmosfera sottile con una pressione superficiale di soli 0,006 bar. Ciò causa l'esistenza di un clima molto freddo sul pianeta in questo momento rispetto a. È rimasto un grande mistero: quando e come Marte ha perso la sua densa atmosfera.
Metodo di ricerca
Un vecchio meteorite in possesso degli scienziati contiene particelle dell'antica atmosfera marziana. I ricercatori hanno modellato i processi di cambiamento nell'atmosfera marziana nel corso della sua storia in varie condizioni. Confrontando i risultati con la composizione isotopica del gas ottenuto dal meteorite, i ricercatori hanno calcolato quanto fosse densa l'atmosfera di Marte nel momento in cui il gas è stato intrappolato nel meteorite.
Revisione dei risultati della ricerca
Il team di ricerca ha concluso che Marte aveva un'atmosfera densa circa 4 miliardi di anni fa. La pressione dell'aria vicino alla superficie del pianeta in quel momento era di almeno 0,5 bar e forse anche superiore. Marte aveva il suo campo magnetico, ma lo ha perso circa 4 miliardi di anni fa. Il risultato dello studio mostra che è responsabile la trasformazione di Marte da un mondo caldo e umido in un freddo mondo desertico, che ha iniziato a distruggere l'atmosfera del pianeta.
Prospettive di ricerca
La navicella spaziale MAVEN della NASA è in orbita attorno a Marte e continua a indagare sui processi che hanno distrutto l'atmosfera del Pianeta Rosso. La Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) prevede di continuare a monitorare questi processi utilizzando il veicolo spaziale Martian Moons eXploration (MMX). Queste missioni saranno in grado di spiegare come la densa atmosfera dell'antico Marte, prevista in questo, si sia persa nel tempo.
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