> > > Atmosfer Mars
Mars - atmosfer planet: lapisan atmosfer, komposisi kimia, tekanan, kepadatan, perbandingan dengan bumi, jumlah metana, planet kuno, penelitian dengan foto.
TETAPIsuasana mars hanya 1% dari bumi, jadi tidak ada perlindungan dari Planet Merah radiasi sinar matahari, serta kondisi suhu normal. Komposisi atmosfer Mars diwakili oleh karbon dioksida (95%), nitrogen (3%), argon (1,6%) dan pengotor kecil oksigen, uap air, dan gas lainnya. Itu juga dipenuhi dengan partikel debu kecil, yang membuat planet ini tampak merah.
Para peneliti percaya bahwa sebelumnya lapisan atmosfer padat, tetapi runtuh 4 miliar tahun yang lalu. Tanpa magnetosfer, angin matahari menabrak ionosfer dan mengurangi kepadatan atmosfer.
Hal ini menyebabkan indikator tekanan rendah - 30 Pa. Atmosfer membentang sejauh 10,8 km. Ini mengandung banyak metana. Selain itu, emisi yang kuat terlihat di area tertentu. Ada dua lokasi, tetapi sumbernya belum ditemukan.
270 ton metana diproduksi per tahun. Yang berarti kita sedang berbicara tentang beberapa proses bawah permukaan yang aktif. Kemungkinan besar, ini adalah aktivitas gunung berapi, tumbukan komet, atau serpentinisasi. Pilihan yang paling menarik adalah kehidupan mikroba metanogenik.
Sekarang Anda tahu tentang keberadaan atmosfer Mars, tetapi, sayangnya, itu diatur untuk memusnahkan penjajah. Ini mencegah air cair terakumulasi, terbuka untuk radiasi, dan sangat dingin. Namun dalam 30 tahun ke depan, kami masih fokus pada pembangunan.
Disipasi atmosfer planet
Ahli astrofisika Valery Shematovich tentang evolusi atmosfer planet, sistem planet ekstrasurya, dan hilangnya atmosfer Mars:
| Karbon dioksida | 95,32 % |
| Nitrogen | 2,7 % |
| Argon | 1,6 % |
| Oksigen | 0,13 % |
| Karbon monoksida | 0,07 % |
| uap air | 0,03 % |
| Oksida nitrat(II) | 0,013 % |
| Neon | 0,00025 % |
| kripton | 0,00003 % |
| Xenon | 0,000008 % |
| Ozon | 0,000003 % |
| Formaldehida | 0,0000013 % |
Suasana Mars- selubung gas yang mengelilingi planet Mars. Sangat berbeda dengan atmosfer bumi baik dalam komposisi kimia maupun parameter fisik. Tekanan di permukaan adalah 0,7-1,155 kPa (1/110 dari bumi, atau sama dengan bumi pada ketinggian lebih dari tiga puluh kilometer dari permukaan bumi). Perkiraan ketebalan atmosfer adalah 110 km. Perkiraan massa atmosfer adalah 2,5 10 16 kg. Mars memiliki medan magnet yang sangat lemah (dibandingkan dengan Bumi), dan akibatnya, angin matahari menyebabkan disipasi gas atmosfer ke luar angkasa dengan kecepatan 300 ± 200 ton per hari (tergantung pada aktivitas matahari saat ini dan jarak dari Matahari). 
Komposisi kimia
4 miliar tahun yang lalu, atmosfer Mars mengandung jumlah oksigen yang sebanding dengan bagiannya di Bumi muda.
Fluktuasi suhu
Karena atmosfer Mars sangat langka, ia tidak menghaluskan fluktuasi harian suhu permukaan. Suhu di khatulistiwa berkisar antara +30 °C pada siang hari hingga -80 °C pada malam hari. Suhu bisa turun hingga -143°C di kutub. Namun, fluktuasi suhu diurnal tidak sepenting di Bulan dan Merkurius tanpa atmosfer. Kepadatan rendah tidak mencegah atmosfer membentuk badai debu skala besar dan tornado, angin, kabut, awan, dan mempengaruhi iklim dan permukaan planet.
Pengukuran pertama suhu Mars menggunakan termometer yang ditempatkan pada fokus teleskop pemantul dilakukan pada awal 1920-an. Pengukuran oleh W. Lampland pada tahun 1922 memberikan suhu permukaan rata-rata Mars sebesar 245 (−28°C), E. Pettit dan S. Nicholson pada tahun 1924 memperoleh 260 K (−13°C). Nilai yang lebih rendah diperoleh pada tahun 1960 oleh W. Sinton dan J. Strong: 230 K (−43°C).
siklus tahunan
Massa atmosfer sepanjang tahun sangat bervariasi karena kondensasi di tutup kutub dari sejumlah besar karbon dioksida di musim dingin dan penguapan di musim panas.
Mars, planet keempat terjauh dari Matahari, telah menjadi objek perhatian ilmu pengetahuan dunia sejak lama. Planet ini sangat mirip dengan Bumi dengan satu, kecil, tetapi pengecualian yang menentukan - atmosfer Mars tidak lebih dari satu persen volume atmosfer bumi. Selubung gas dari planet mana pun adalah faktor penentu yang membentuk penampilan dan kondisinya di permukaan. Diketahui bahwa semua dunia padat tata surya terbentuk dalam kondisi yang kurang lebih sama pada jarak 240 juta kilometer dari Matahari. Jika kondisi pembentukan Bumi dan Mars hampir sama, lalu mengapa planet-planet ini sekarang sangat berbeda?
Ini semua tentang ukuran - Mars, terbentuk dari bahan yang sama dengan Bumi, pernah memiliki inti logam cair dan panas, seperti planet kita. Bukti - banyak gunung berapi yang punah di Tapi "planet merah" itu banyak lebih kecil dari bumi. Artinya, lebih cepat dingin. Ketika inti cair akhirnya mendingin dan memadat, proses konveksi berakhir, dan dengan itu perisai magnet planet, magnetosfer, juga menghilang. Akibatnya, planet ini tetap tidak berdaya melawan energi destruktif Matahari, dan atmosfer Mars hampir sepenuhnya tertiup angin matahari (aliran raksasa partikel terionisasi radioaktif). "Planet Merah" telah berubah menjadi gurun yang tak bernyawa dan membosankan...
Sekarang atmosfer di Mars adalah cangkang gas tipis yang dimurnikan, tidak mampu menahan penetrasi gas mematikan yang membakar permukaan planet ini. Relaksasi termal Mars beberapa kali lipat lebih kecil daripada Venus, misalnya, yang atmosfernya jauh lebih padat. Atmosfer Mars, yang memiliki kapasitas panas yang terlalu rendah, membentuk indikator kecepatan angin rata-rata harian yang lebih menonjol.
Komposisi atmosfer Mars ditandai dengan kandungan yang sangat tinggi (95%). Atmosfer juga mengandung nitrogen (sekitar 2,7%), argon (sekitar 1,6%) dan sejumlah kecil oksigen (tidak lebih dari 0,13%). Tekanan atmosfer Mars 160 kali lebih tinggi daripada di permukaan planet. Tidak seperti atmosfer Bumi, selubung gas di sini memiliki karakter yang dapat berubah-ubah, karena fakta bahwa tutup kutub planet mengandung jumlah yang banyak karbon dioksida, meleleh dan membeku selama satu siklus tahunan.
Menurut data yang diterima dari pesawat ruang angkasa penelitian Mars Express, atmosfer Mars mengandung sejumlah metana. Keunikan gas ini adalah dekomposisinya yang cepat. Ini berarti bahwa di suatu tempat di planet ini pasti ada sumber pengisian metana. Hanya ada dua pilihan di sini - baik aktivitas geologis, yang jejaknya belum ditemukan, atau aktivitas vital mikroorganisme, yang dapat mengubah pemahaman kita tentang keberadaan pusat kehidupan di tata surya.
Efek karakteristik atmosfer Mars adalah badai debu yang dapat mengamuk selama berbulan-bulan. Selimut udara padat planet ini terutama terdiri dari karbon dioksida dengan inklusi kecil oksigen dan uap air. Efek yang bertahan seperti itu disebabkan oleh gravitasi Mars yang sangat rendah, yang memungkinkan bahkan atmosfer yang sangat langka untuk mengangkat miliaran ton debu dari permukaan dan menahannya untuk waktu yang lama.
Ketika kita berbicara tentang perubahan iklim, kita menggelengkan kepala dengan sedih - oh, betapa planet kita telah berubah selama bertahun-tahun. baru-baru ini betapa tercemarnya atmosfernya... Namun, jika kita ingin melihat contoh nyata betapa fatalnya perubahan iklim, maka kita harus mencarinya bukan di Bumi, tapi di luar. Mars sangat cocok untuk peran ini.
Apa yang ada di sini jutaan tahun yang lalu tidak dapat dibandingkan dengan gambaran hari ini. Hari ini, Mars adalah dingin pahit di permukaan, tekanan rendah, atmosfer yang sangat tipis dan langka. Di depan kita hanya ada bayangan pucat dari dunia sebelumnya, yang suhu permukaannya tidak jauh lebih rendah dari suhu saat ini di bumi, dan melalui dataran dan ngarai mengalir deras. sungai yang dalam. Mungkin bahkan di sini kehidupan organik, siapa tahu? Semua ini di masa lalu.
Terbuat dari apakah atmosfer Mars?
Sekarang bahkan menolak kemungkinan makhluk hidup tinggal di sini. Cuaca Mars dibentuk oleh banyak faktor, termasuk siklus pertumbuhan dan pencairan lapisan es, uap air di atmosfer, dan badai debu musiman. Terkadang, badai debu raksasa menutupi seluruh planet sekaligus dan dapat berlangsung selama berbulan-bulan, mengubah langit menjadi merah tua.
Atmosfer Mars sekitar 100 kali lebih tipis dari Bumi, dan 95 persen karbon dioksida. Komposisi yang tepat dari atmosfer Mars adalah:
- Karbon dioksida: 95,32%
- Nitrogen: 2.7%
- Argon: 1,6%
- Oksigen: 0,13%
- Karbon monoksida: 0,08%
Selain itu, dalam jumlah kecil ada: air, nitrogen oksida, neon, hidrogen berat, kripton dan xenon.
Bagaimana atmosfer Mars terbentuk? Sama seperti di Bumi - sebagai akibat dari degassing - pelepasan gas dari perut planet ini. Namun, gaya gravitasi di Mars jauh lebih kecil daripada di Bumi, jadi kebanyakan gas keluar ke ruang dunia, dan hanya sebagian kecil dari mereka yang mampu bertahan di sekitar planet ini.
Apa yang terjadi dengan atmosfer Mars di masa lalu?
Pada awal keberadaan tata surya, yaitu 4,5-3,5 miliar tahun yang lalu, Mars memiliki atmosfer yang cukup padat, sehingga air dapat berbentuk cair di permukaannya. Foto orbit menunjukkan garis besar lembah sungai, garis besar samudra purba di permukaan planet merah, dan para penjelajah telah berulang kali menemukan sampel senyawa kimia yang membuktikan kepada kita bahwa mata tidak berbohong - semua ini familiar mata manusia rincian relief di Mars terbentuk dalam kondisi yang sama seperti di Bumi.
Tidak ada keraguan bahwa ada air di Mars, tidak ada pertanyaan di sini. Satu-satunya pertanyaan adalah, mengapa dia akhirnya menghilang?
Teori utama tentang hal ini terlihat seperti ini: pada suatu waktu, Mars memiliki radiasi matahari yang secara efektif mencerminkan, tetapi seiring waktu ia mulai melemah dan hampir menghilang sekitar 3,5 miliar tahun yang lalu (fokus lokal terpisah). Medan gaya, dan dalam hal kekuatan cukup sebanding dengan bumi, ada di Mars bahkan sekarang). Karena ukuran Mars hampir setengah dari Bumi, gravitasinya jauh lebih lemah daripada planet kita. Kombinasi dari dua faktor ini (kehilangan medan magnet dan gravitasi lemah) menyebabkan ini. bahwa angin matahari mulai "merobohkan" molekul-molekul ringan dari atmosfer planet, secara bertahap menipiskannya. Jadi, dalam hitungan jutaan tahun, Mars berubah menjadi peran apel, dari mana kulitnya dipotong dengan hati-hati dengan pisau.
Medan magnet yang melemah tidak dapat lagi secara efektif “memadamkan” radiasi kosmik, dan matahari berubah dari sumber kehidupan menjadi pembunuh Mars. Dan atmosfer yang menipis tidak bisa lagi menahan panas, sehingga suhu di permukaan planet turun ke nilai rata-rata -60 derajat Celcius, hanya pada hari musim panas di khatulistiwa, mencapai +20 derajat.
Meskipun atmosfer Mars sekarang sekitar 100 kali lebih tipis dari Bumi, itu masih cukup tebal untuk proses pembentukan cuaca aktif terjadi di planet merah, curah hujan turun, awan dan angin muncul.
"Debu Iblis" - tornado kecil di permukaan Mars, difoto dari orbit planet
Radiasi, badai debu, dan fitur Mars lainnya
Radiasi dekat permukaan planet itu berbahaya, namun, menurut data NASA yang diperoleh dari kumpulan analisis oleh penjelajah Curiosity, itu berarti bahwa bahkan untuk periode tinggal 500 hari di Mars (+360 hari dalam perjalanan), astronot (termasuk peralatan pelindung) akan menerima "dosis" radiasi yang setara dengan 1 sievert (~100 roentgen). Dosis ini berbahaya, tetapi tentu saja tidak akan membunuh orang dewasa "di tempat". Dipercaya bahwa 1 sievert radiasi yang diterima meningkatkan risiko astronot terkena kanker sebesar 5%. Menurut para ilmuwan, demi sains, Anda dapat mengalami kesulitan besar, terutama langkah pertama ke Mars, bahkan jika itu menjanjikan masalah kesehatan di masa depan ... Ini jelas merupakan langkah menuju keabadian!
Di permukaan Mars, secara musiman, ratusan iblis debu (tornado) mengamuk, mengangkat debu dari oksida besi (karat, dengan cara yang sederhana) ke atmosfer, yang menutupi tanah terlantar Mars secara melimpah. Debu Mars sangat halus, yang dikombinasikan dengan gravitasi rendah, mengarah pada fakta bahwa sejumlah besar selalu ada di atmosfer, mencapai konsentrasi yang sangat tinggi di musim gugur dan musim dingin di belahan bumi utara, dan di musim semi dan musim panas di belahan bumi utara. belahan selatan planet ini.
badai debu di Mars- terbesar di tata surya, mampu menutupi seluruh permukaan planet dan terkadang berlangsung berbulan-bulan. Musim badai debu utama di Mars adalah musim semi dan musim panas.
Mekanisme fenomena cuaca yang kuat seperti itu tidak sepenuhnya dipahami, tetapi dengan bagian besar probabilitas dijelaskan oleh teori berikut: ketika sejumlah besar partikel debu naik ke atmosfer, ini menyebabkan pemanasan yang tajam oleh tinggi sekali. Massa gas yang hangat bergegas menuju daerah dingin planet ini, menghasilkan angin. Debu Mars, seperti yang telah disebutkan, sangat ringan, sehingga angin kencang menimbulkan lebih banyak debu, yang pada gilirannya memanaskan atmosfer lebih banyak lagi dan menghasilkan angin yang lebih kuat, yang pada gilirannya meningkatkan lebih banyak debu ... dan seterusnya!
Tidak ada hujan di Mars, dan dari mana asalnya dalam cuaca dingin pada suhu -60 derajat? Tapi terkadang turun salju. Benar, salju seperti itu tidak terdiri dari air, tetapi kristal karbon dioksida, dan sifatnya lebih seperti kabut daripada salju ("kepingan salju" terlalu kecil), tetapi pastikan ini benar-benar salju! Hanya dengan spesifikasi lokal.
Secara umum, "salju" mengalir hampir di seluruh wilayah Mars, dan proses ini bersifat siklus - pada malam hari karbon dioksida membeku dan berubah menjadi kristal, jatuh ke permukaan, dan pada siang hari mencair dan kembali ke atmosfer lagi. Namun, di kutub utara dan selatan planet ini, di periode musim dingin, embun beku turun hingga -125 derajat, oleh karena itu, setelah jatuh dalam bentuk kristal, gas tidak lagi menguap, dan terletak di lapisan sampai musim semi. Mempertimbangkan ukuran tutupan salju di Mars, perlukah dikatakan bahwa di musim dingin konsentrasi karbon dioksida di atmosfer turun puluhan persen? Suasana menjadi lebih langka, dan akibatnya, penundaan lebih lama lagi lebih sedikit panas… Mars tenggelam ke musim dingin.
Mars adalah planet terbesar keempat dari Matahari dan planet terbesar ketujuh (dari belakang) di tata surya; massa planet adalah 10,7% dari massa bumi. Dinamakan setelah Mars - dewa perang Romawi kuno, sesuai dengan Ares Yunani kuno. Mars kadang-kadang disebut sebagai "planet merah" karena rona kemerahan permukaan yang diberikan kepadanya oleh oksida besi.
Mars adalah sebuah planet kelompok terestrial dengan atmosfer yang dijernihkan (tekanan di permukaan 160 kali lebih kecil daripada di bumi). Fitur relief permukaan Mars dapat dianggap sebagai kawah tumbukan seperti yang ada di bulan, serta gunung berapi, lembah, gurun, dan lapisan es kutub seperti yang ada di bumi.
Mars memiliki dua satelit alami - Phobos dan Deimos (diterjemahkan dari bahasa Yunani kuno - "ketakutan" dan "horor" - nama dua putra Ares yang menemaninya dalam pertempuran), yang relatif kecil (Phobos - 26x21 km, Deimos - 13 km melintasi ) dan memiliki bentuk tidak beraturan.
Oposisi besar Mars, 1830-2035
| Tahun | tanggal | Jarak a. e. |
|---|---|---|
| 1830 | 19 September | 0,388 |
| 1845 | 18 Agustus | 0,373 |
| 1860 | 17 Juli | 0,393 |
| 1877 | 5 September | 0,377 |
| 1892 | 4 Agustus | 0,378 |
| 1909 | 24 September | 0,392 |
| 1924 | 23 Agustus | 0,373 |
| 1939 | 23 Juli | 0,390 |
| 1956 | 10 September | 0,379 |
| 1971 | 10 Agustus | 0,378 |
| 1988 | 22 September | 0,394 |
| 2003 | 28 Agustus | 0,373 |
| 2018 | 27 Juli | 0,386 |
| 2035 | 15 september | 0,382 |
Mars adalah planet terjauh keempat dari Matahari (setelah Merkurius, Venus, dan Bumi) dan planet terbesar ketujuh (melebihi Merkurius dalam massa dan diameter) tata surya. Massa Mars adalah 10,7% massa Bumi (6,423 1023 kg versus 5,9736 1024 kg untuk Bumi), volumenya 0,15 volume Bumi, dan diameter linier rata-rata 0,53 diameter Bumi (6800km).
Relief Mars memiliki banyak keunikan. Gunung berapi yang punah di Mars, Gunung Olympus - yang paling banyak Gunung tinggi di tata surya, dan Lembah Marinir adalah ngarai terbesar. Selain itu, pada Juni 2008, tiga makalah yang diterbitkan dalam jurnal Nature memberikan bukti keberadaan kawah tumbukan terbesar yang diketahui di tata surya di belahan utara Mars. Panjangnya 10.600 km dan lebar 8.500 km, sekitar empat kali lebih besar dari kawah tumbukan terbesar yang sebelumnya ditemukan di Mars, dekat kutub selatannya.
Selain topografi permukaan yang serupa, Mars memiliki periode rotasi dan musim yang mirip dengan Bumi, tetapi iklimnya jauh lebih dingin dan lebih kering daripada Bumi.
Sampai penerbangan pertama Mars oleh pesawat ruang angkasa Mariner 4 pada tahun 1965, banyak peneliti percaya bahwa ada air cair di permukaannya. Pendapat ini didasarkan pada pengamatan perubahan periodik di daerah terang dan gelap, terutama di garis lintang kutub, yang mirip dengan benua dan laut. Alur gelap di permukaan Mars telah ditafsirkan oleh beberapa pengamat sebagai saluran irigasi untuk air cair. Belakangan terbukti bahwa alur-alur ini adalah ilusi optik.
Karena tekanan rendah, air tidak dapat berada dalam keadaan cair di permukaan Mars, tetapi kemungkinan kondisinya berbeda di masa lalu, dan oleh karena itu kehadirannya kehidupan primitif di planet ini tidak dapat dikesampingkan. Pada tanggal 31 Juli 2008, air dalam keadaan es ditemukan di Mars oleh pesawat ruang angkasa NASA Phoenix.
Pada bulan Februari 2009, konstelasi penelitian orbit di orbit Mars memiliki tiga pesawat ruang angkasa yang berfungsi: Mars Odyssey, Mars Express dan Mars Reconnaissance Satellite, lebih banyak daripada di sekitar planet lain selain Bumi.
Permukaan Mars saat ini menjelajahi dua rover: "Spirit" dan "Opportunity". Ada juga beberapa pendarat dan penjelajah tidak aktif di permukaan Mars yang telah menyelesaikan penelitian.
Data geologis yang mereka kumpulkan menunjukkan bahwa sebagian besar permukaan Mars sebelumnya tertutup air. Pengamatan selama dekade terakhir telah memungkinkan untuk mendeteksi aktivitas geyser yang lemah di beberapa tempat di permukaan Mars. Menurut pengamatan dari pesawat ruang angkasa Mars Global Surveyor, beberapa bagian dari tutup kutub selatan Mars secara bertahap surut.
Mars dapat dilihat dari Bumi dengan mata telanjang. Magnitudo bintang yang tampak mencapai 2,91m (pada pendekatan terdekat ke Bumi), menghasilkan kecerahan hanya untuk Jupiter (dan bahkan tidak selalu selama konfrontasi besar) dan Venus (tetapi hanya di pagi atau sore hari). Biasanya, selama oposisi besar, Mars oranye adalah objek paling terang di langit malam bumi, tetapi ini hanya terjadi sekali setiap 15-17 tahun selama satu hingga dua minggu.
Jarak minimum dari Mars ke Bumi adalah 55,76 juta km (saat Bumi persis berada di antara Matahari dan Mars), maksimum sekitar 401 juta km (saat Matahari persis berada di antara Bumi dan Mars).
Jarak rata-rata Mars ke Matahari adalah 228 juta km (1,52 SA), periode revolusi mengelilingi Matahari adalah 687 hari Bumi. Orbit Mars memiliki eksentrisitas yang agak mencolok (0,0934), sehingga jarak ke Matahari bervariasi dari 206,6 hingga 249,2 juta km. Kemiringan orbit Mars adalah 1,85 °.
Mars paling dekat dengan Bumi selama oposisi, ketika planet berada di arah yang berlawanan dari Matahari. Oposisi diulang setiap 26 bulan di berbagai titik di orbit Mars dan Bumi. Tapi sekali setiap 15-17 tahun, oposisi terjadi pada saat Mars berada di dekat perihelionnya; dalam apa yang disebut oposisi besar ini (terakhir pada Agustus 2003), jarak ke planet ini minimal, dan Mars mencapai ukuran sudut terbesarnya 25,1" dan kecerahan 2,88m.
Perbandingan ukuran Bumi (radius rata-rata 6371 km) dan Mars (radius rata-rata 3386,2 km)
Dalam hal ukuran linier, Mars hampir setengah ukuran Bumi - radius khatulistiwanya adalah 3.396,9 km (53,2% dari Bumi). Luas permukaan Mars kira-kira sama dengan luas daratan Bumi.
Jari-jari kutub Mars adalah sekitar 20 km lebih kecil dari khatulistiwa, meskipun periode rotasi planet lebih lama daripada Bumi, yang memberikan alasan untuk mengasumsikan perubahan kecepatan rotasi Mars terhadap waktu.
Massa planet adalah 6,418 1023 kg (11% massa Bumi). Percepatan jatuh bebas di ekuator adalah 3,711 m/s (0,378 Bumi); pertama kecepatan ruang adalah 3,6 km/s dan yang kedua adalah 5,027 km/s.
Periode rotasi planet adalah 24 jam 37 menit 22,7 detik. Jadi, satu tahun Mars terdiri dari 668,6 Mars hari matahari(disebut garam).
Mars berputar di sekitar porosnya, yang condong ke bidang tegak lurus orbit dengan sudut 24°56?. Kemiringan sumbu rotasi Mars menyebabkan terjadinya pergantian musim. Pada saat yang sama, pemanjangan orbit menyebabkan perbedaan besar dalam durasinya - misalnya, musim semi dan musim panas utara, secara bersama-sama, 371 sol terakhir, yaitu, terasa lebih dari setengah tahun Mars. Pada saat yang sama, mereka jatuh di bagian orbit Mars yang terjauh dari Matahari. Oleh karena itu, di Mars, musim panas utara panjang dan sejuk, sedangkan musim panas selatan pendek dan panas.
Suasana dan iklim
Atmosfer Mars, foto pengorbit Viking, 1976. "Kawah tersenyum" Halle terlihat di sebelah kiri
Suhu di planet ini berkisar dari -153 di kutub pada musim dingin hingga lebih dari +20 °C di khatulistiwa pada siang hari. Suhu rata-rata adalah -50 °C.
Atmosfer Mars, yang sebagian besar terdiri dari karbon dioksida, sangat langka. Tekanan di permukaan Mars 160 kali lebih kecil dari bumi - 6,1 mbar pada tingkat permukaan rata-rata. Karena perbedaan ketinggian yang besar di Mars, tekanan di dekat permukaan sangat bervariasi. Perkiraan ketebalan atmosfer adalah 110 km.
Menurut NASA (2004), atmosfer Mars terdiri dari 95,32% karbon dioksida; itu juga mengandung 2,7% nitrogen, 1,6% argon, 0,13% oksigen, 210 ppm uap air, 0,08% karbon monoksida, oksida nitrat (NO) - 100 ppm, neon (Ne) - 2, 5 ppm, hidrogen air semi-berat- deuterium-oksigen (HDO) 0,85 ppm, kripton (Kr) 0,3 ppm, xenon (Xe) - 0,08 ppm.
Menurut data kendaraan keturunan AMS Viking (1976), sekitar 1-2% argon, 2-3% nitrogen, dan 95% karbon dioksida ditentukan di atmosfer Mars. Menurut data AMS "Mars-2" dan "Mars-3", batas bawah ionosfer berada pada ketinggian 80 km, kerapatan elektron maksimum 1,7105 elektron/cm3 terletak pada ketinggian 138 km , dua maxima lainnya berada pada ketinggian 85 dan 107 km.
Translusensi radio atmosfer pada gelombang radio 8 dan 32 cm oleh AMS "Mars-4" pada 10 Februari 1974 menunjukkan adanya ionosfer Mars pada malam hari dengan ionisasi utama maksimum pada ketinggian 110 km dan kerapatan elektron sebesar 4,6 103 elektron/cm3, serta maxima sekunder pada ketinggian 65 dan 185 km.
Tekanan atmosfer
Menurut data NASA tahun 2004, tekanan atmosfer pada radius tengah adalah 6,36 mb. Kepadatan di permukaan adalah ~0,020 kg/m3, massa total atmosfer adalah ~2,5 1016 kg.
Perubahan tekanan atmosfer di Mars tergantung pada waktu, dicatat oleh pendarat Pathfinder Mars pada tahun 1997.
Berbeda dengan Bumi, massa atmosfer Mars sangat bervariasi sepanjang tahun karena mencair dan membekukan tutup kutub yang mengandung karbon dioksida. Selama musim dingin, 20-30 persen dari seluruh atmosfer membeku di tutup kutub, yang terdiri dari karbon dioksida. Penurunan tekanan musiman, menurut berbagai sumber, adalah nilai-nilai berikut:
Menurut NASA (2004): dari 4,0 hingga 8,7 mbar pada radius rata-rata;
Menurut Encarta (2000): 6 sampai 10 mbar;
Menurut Zubrin dan Wagner (1996): 7 sampai 10 mbar;
Menurut pendarat Viking-1: dari 6,9 hingga 9 mbar;
Menurut pendarat Pathfinder Mars: dari 6,7 mbar.
Cekungan Dampak Hellas adalah tempat terdalam untuk menemukan tekanan atmosfer tertinggi di Mars
Di lokasi pendaratan probe AMC Mars-6 di Laut Eritrea, tekanan permukaan tercatat 6,1 milibar, yang pada waktu itu dianggap sebagai tekanan rata-rata di planet ini, dan dari level ini disepakati untuk menghitung ketinggian dan kedalaman di Mars. Menurut data perangkat ini, yang diperoleh selama penurunan, tropopause terletak di ketinggian sekitar 30 km, di mana tekanannya 5·10-7 g/cm3 (seperti di Bumi pada ketinggian 57 km).
Wilayah Hellas (Mars) begitu dalam sehingga tekanan atmosfer mencapai sekitar 12,4 milibar, yang berada di atas titik tripel air (~6,1 mb) dan di bawah titik didih. Ketika cukup suhu tinggi air bisa ada di sana dalam keadaan cair; pada tekanan ini, bagaimanapun, air mendidih dan berubah menjadi uap pada +10 °C.
Di puncak gunung berapi Olympus setinggi 27 km, tekanannya bisa antara 0,5 dan 1 mbar (Zurek 1992).
Sebelum mendarat di permukaan Mars, tekanan diukur dengan melemahkan sinyal radio dari AMS Mariner-4, Mariner-6 dan Mariner-7 ketika mereka memasuki piringan Mars - 6,5 ± 2,0 mb pada tingkat permukaan rata-rata, yaitu 160 kali lebih sedikit dari duniawi; hasil yang sama ditunjukkan oleh spektral pengamatan AMC Mars-3. Pada saat yang sama, di daerah yang terletak di bawah tingkat rata-rata (misalnya, di Amazon Mars), tekanan, menurut pengukuran ini, mencapai 12 mb.
Sejak tahun 1930-an Para astronom Soviet mencoba menentukan tekanan atmosfer menggunakan fotometri fotografis - dengan distribusi kecerahan sepanjang diameter piringan dalam rentang gelombang cahaya yang berbeda. Untuk tujuan ini, ilmuwan Prancis B. Lyo dan O. Dollfus melakukan pengamatan terhadap polarisasi cahaya yang dihamburkan oleh atmosfer Mars. Ringkasan pengamatan optik diterbitkan oleh astronom Amerika J. de Vaucouleurs pada tahun 1951, dan mereka memperoleh tekanan 85 mb, ditaksir terlalu tinggi hampir 15 kali karena gangguan dari debu atmosfer.
Iklim
Foto mikroskopis dari bintil hematit berukuran 1,3 cm yang diambil oleh penjelajah Opportunity pada 2 Maret 2004 menunjukkan keberadaan air cair di masa lalu.
Iklim, seperti di Bumi, adalah musiman. Di musim dingin, bahkan di luar kutub, es ringan dapat terbentuk di permukaan. Perangkat Phoenix merekam hujan salju, tetapi kepingan salju menguap sebelum mencapai permukaan.
Menurut NASA (2004), suhu rata-rata adalah ~210 K (-63 °C). Menurut pendarat Viking, kisaran suhu harian adalah dari 184 K hingga 242 K (dari -89 hingga -31 °C) (Viking-1), dan kecepatan angin: 2-7 m/s (musim panas), 5-10 m /s (musim gugur), 17-30 m/s (badai debu).
Menurut penyelidikan pendaratan Mars-6, suhu rata-rata troposfer Mars adalah 228 K, di troposfer suhu menurun rata-rata 2,5 derajat per kilometer, dan stratosfer di atas tropopause (30 km) memiliki suhu yang hampir konstan. dari 144 K
Menurut para peneliti di Carl Sagan Center, dekade terakhir Mars sedang dalam proses pemanasan. Pakar lain percaya bahwa terlalu dini untuk menarik kesimpulan seperti itu.
Ada bukti bahwa di masa lalu atmosfer bisa saja lebih padat, dan iklimnya hangat dan lembab, dan air cair ada di permukaan Mars dan hujan turun. Bukti hipotesis ini adalah analisis meteorit ALH 84001, yang menunjukkan bahwa sekitar 4 miliar tahun yang lalu suhu Mars adalah 18 ± 4 °C.
angin puyuh debu
Pusaran debu difoto oleh penjelajah Opportunity pada 15 Mei 2005. Angka di sudut kiri bawah menunjukkan waktu dalam detik sejak bingkai pertama
Sejak tahun 1970-an sebagai bagian dari program Viking, serta penjelajah Peluang dan kendaraan lainnya, banyak angin puyuh debu dicatat. Ini adalah turbulensi udara yang terjadi di dekat permukaan planet dan terangkat ke udara sejumlah besar pasir dan debu. Vortisitas sering diamati di Bumi (dalam negara-negara berbahasa Inggris mereka disebut setan debu - setan debu), tetapi di Mars mereka dapat mencapai ukuran yang jauh lebih besar: 10 kali lebih tinggi dan 50 kali lebih lebar daripada di bumi. Pada bulan Maret 2005, sebuah pusaran membersihkan panel surya dari penjelajah Spirit.
Permukaan
Dua pertiga permukaan Mars ditempati oleh area terang, yang disebut benua, sekitar sepertiga - oleh area gelap, yang disebut lautan. Laut terkonsentrasi terutama di belahan bumi selatan planet ini, antara 10 dan 40 ° lintang. Hanya ada dua laut besar di belahan bumi utara - Acidalian dan Great Syrt.
Sifat daerah gelap masih menjadi kontroversi. Mereka bertahan meskipun fakta bahwa badai debu mengamuk di Mars. Pada suatu waktu, ini berfungsi sebagai argumen yang mendukung asumsi bahwa daerah gelap ditutupi dengan vegetasi. Sekarang diyakini bahwa ini hanyalah area yang, karena kelegaannya, debu mudah tertiup. Gambar skala besar menunjukkan bahwa sebenarnya, daerah gelap terdiri dari kelompok pita gelap dan bintik-bintik yang terkait dengan kawah, bukit, dan rintangan lain di jalur angin. Perubahan musiman dan jangka panjang dalam ukuran dan bentuknya tampaknya terkait dengan perubahan rasio luas permukaan yang tertutup cahaya dan materi gelap.
Belahan Mars sangat berbeda dalam sifat permukaannya. Di belahan bumi selatan, permukaannya 1-2 km di atas permukaan rata-rata dan padat dengan kawah. Bagian Mars ini menyerupai benua bulan. Di bagian utara, sebagian besar permukaannya di bawah rata-rata, ada sedikit kawah, dan sebagian besar ditempati oleh dataran yang relatif halus, mungkin terbentuk sebagai akibat dari banjir lahar dan erosi. Perbedaan antara belahan ini tetap menjadi bahan perdebatan. Batas antara belahan bumi mengikuti kira-kira lingkaran besar yang miring pada 30 ° ke khatulistiwa. Batasnya lebar dan tidak beraturan serta membentuk lereng ke arah utara. Di sepanjang itu ada area permukaan Mars yang paling terkikis.
Dua hipotesis alternatif telah diajukan untuk menjelaskan asimetri belahan otak. Menurut salah satu dari mereka, awal tahap geologi lempeng litosfer "bersatu" (mungkin secara tidak sengaja) menjadi satu belahan bumi, seperti benua Pangea di Bumi, dan kemudian "membeku" di posisi ini. Hipotesis lain melibatkan tabrakan Mars dengan badan luar angkasa seukuran Pluto.
Peta topografi Mars, menurut Mars Global Surveyor, 1999
Sejumlah besar kawah di belahan bumi selatan menunjukkan bahwa permukaan di sini kuno - 3-4 miliar tahun. Ada beberapa jenis kawah: kawah besar dengan dasar datar, kawah berbentuk cangkir yang lebih kecil dan lebih muda mirip dengan bulan, kawah yang dikelilingi oleh benteng, dan kawah yang ditinggikan. Dua jenis terakhir yang unik di Mars - kawah berbingkai terbentuk di mana ejeksi cair mengalir di atas permukaan, dan kawah yang ditinggikan terbentuk di mana selimut kawah ejecta melindungi permukaan dari erosi angin. Fitur terbesar dari asal tumbukan adalah Dataran Hellas (sekitar 2.100 km).
Di wilayah lanskap yang kacau di dekat batas hemisfer, permukaannya telah mengalami area rekahan dan kompresi yang luas, kadang-kadang diikuti oleh erosi (akibat longsor atau pelepasan katastropik dari air tanah), serta banjir dengan lava cair. Lanskap kacau sering ditemukan di kepala saluran besar yang dipotong oleh air. Hipotesis yang paling dapat diterima untuk pembentukan gabungan mereka adalah pencairan es bawah permukaan secara tiba-tiba.
Lembah Pelaut di Mars
Di belahan bumi utara, selain dataran vulkanik yang luas, ada dua area gunung berapi besar - Tharsis dan Elysium. Tharsis adalah dataran vulkanik yang sangat luas dengan panjang 2000 km, mencapai ketinggian 10 km di atas rata-rata. Ada tiga gunung berapi perisai besar di atasnya - Gunung Arsia, Gunung Pavlina dan Gunung Askriyskaya. Di tepi Tharsis adalah gunung tertinggi di Mars dan di tata surya, Gunung Olympus. Olympus mencapai ketinggian 27 km sehubungan dengan dasarnya dan 25 km sehubungan dengan tingkat rata-rata permukaan Mars, dan mencakup area dengan diameter 550 km, dikelilingi oleh tebing, di tempat-tempat mencapai 7 km. tinggi. Volume Gunung Olympus adalah 10 kali volume gunung berapi terbesar di Bumi, Mauna Kea. Beberapa gunung berapi yang lebih kecil juga terletak di sini. Elysium - sebuah bukit hingga enam kilometer di atas rata-rata, dengan tiga gunung berapi - kubah Hecate, Gunung Elysius dan kubah Albor.
Menurut orang lain (Faure dan Mensing, 2007), ketinggian Olympus adalah 21.287 meter di atas nol dan 18 kilometer di atas daerah sekitarnya, dan diameter pangkalan sekitar 600 km. Pangkalannya meliputi area seluas 282.600 km2. Kaldera (depresi di tengah gunung berapi) memiliki lebar 70 km dan kedalaman 3 km.
Dataran Tinggi Tharsis juga dilintasi oleh banyak patahan tektonik, seringkali sangat kompleks dan memanjang. Yang terbesar di antaranya - lembah Mariner - membentang ke arah garis lintang hampir 4000 km (seperempat keliling planet), mencapai lebar 600 dan kedalaman 7-10 km; patahan ini sebanding dengan ukuran Rift Afrika Timur di Bumi. Di lerengnya yang curam, tanah longsor terbesar di tata surya terjadi. Lembah Mariner adalah ngarai terbesar yang diketahui di tata surya. Ngarai, yang ditemukan oleh pesawat ruang angkasa Mariner 9 pada tahun 1971, dapat menutupi seluruh wilayah Amerika Serikat, dari laut ke laut.
Panorama Kawah Victoria yang diambil oleh penjelajah Opportunity. Itu difilmkan selama tiga minggu, antara 16 Oktober dan 6 November 2006.
Panorama permukaan Mars di wilayah Bukit Suami, diambil oleh penjelajah Spirit pada 23-28 November 2005.
Es dan lapisan es kutub
Tutup kutub utara di musim panas, foto oleh Mars Global Surveyor. Sesar panjang lebar yang memotong tutup di sebelah kiri - Sesar Utara
Penampilan Mars sangat bervariasi dengan musim. Pertama-tama, perubahan pada tutup kutub sangat mencolok. Mereka tumbuh dan menyusut, menciptakan fenomena musiman di atmosfer dan di permukaan Mars. Tutup kutub selatan dapat mencapai garis lintang 50 °, yang utara juga 50 °. Diameter bagian permanen tutup kutub utara adalah 1000 km. Saat tutup kutub di salah satu belahan bumi surut di musim semi, detail permukaan planet mulai menggelap.
Tutup kutub terdiri dari dua komponen: musiman - karbon dioksida dan sekuler - es air. Menurut satelit Mars Express, ketebalan tutupnya bisa berkisar dari 1 m hingga 3,7 km. Pesawat ruang angkasa Mars Odyssey telah menemukan geyser aktif di kutub selatan Mars. Seperti yang diyakini para ahli NASA, semburan karbon dioksida dengan pemanasan musim semi pecah ke ketinggian yang sangat tinggi, membawa debu dan pasir bersamanya.
Foto-foto Mars menunjukkan badai debu. Juni - September 2001
Mencairnya musim semi dari tutup kutub menyebabkan peningkatan tajam dalam tekanan atmosfer dan perpindahan massa besar gas ke belahan bumi yang berlawanan. Kecepatan angin yang bertiup pada waktu yang sama adalah 10-40 m/s, kadang sampai 100 m/s. Angin mengangkat sejumlah besar debu dari permukaan, yang menyebabkan badai debu. Badai debu yang kuat hampir sepenuhnya menyembunyikan permukaan planet ini. Badai debu memiliki efek nyata pada distribusi suhu di atmosfer Mars.
Pada tahun 1784, astronom W. Herschel menarik perhatian pada perubahan musiman dalam ukuran tutupan kutub, dengan analogi dengan pencairan dan pembekuan es di daerah kutub bumi. Pada tahun 1860-an astronom Prancis E. Lie mengamati gelombang kegelapan di sekitar tudung kutub musim semi yang mencair, yang kemudian ditafsirkan dengan hipotesis penyebaran air lelehan dan pertumbuhan vegetasi. Pengukuran spektrometri yang dilakukan pada awal abad ke-20. di Observatorium Lovell di Flagstaff, W. Slifer, bagaimanapun, tidak menunjukkan adanya garis klorofil, pigmen hijau dari tanaman terestrial.
Dari foto-foto Mariner-7, dimungkinkan untuk menentukan bahwa tutup kutub setebal beberapa meter, dan suhu terukur 115 K (-158 ° C) mengkonfirmasi kemungkinan bahwa itu terdiri dari karbon dioksida beku - "es kering".
Bukit, yang disebut Pegunungan Mitchell, terletak di dekat kutub selatan Mars, ketika tutup kutub mencair, tampak seperti pulau putih, karena gletser kemudian mencair di pegunungan, termasuk di Bumi.
Data dari Satelit Pengintai Mars memungkinkan untuk mendeteksi lapisan es yang signifikan di bawah lapisan di kaki pegunungan. Gletser setebal ratusan meter meliputi area seluas ribuan kilometer persegi, dan studi lebih lanjut dapat memberikan informasi tentang sejarah iklim Mars.
Saluran "sungai" dan fitur lainnya
Di Mars, ada banyak formasi geologi yang menyerupai erosi air, khususnya dasar sungai yang mengering. Menurut satu hipotesis, saluran-saluran ini dapat terbentuk sebagai akibat dari peristiwa bencana jangka pendek dan bukan merupakan bukti keberadaan sistem sungai dalam jangka panjang. Namun, bukti terbaru menunjukkan bahwa sungai telah mengalir selama periode waktu yang signifikan secara geologis. Secara khusus, saluran terbalik (yaitu saluran yang ditinggikan di atas area sekitarnya) telah ditemukan. Di Bumi, formasi seperti itu terbentuk karena akumulasi jangka panjang dari sedimen dasar yang padat, diikuti oleh pengeringan dan pelapukan batuan di sekitarnya. Selain itu, terdapat bukti pergeseran saluran di delta sungai seiring dengan naiknya permukaan secara bertahap.
Di belahan bumi barat daya, di kawah Eberswalde, ditemukan delta sungai dengan luas sekitar 115 km2. Sungai yang menyapu delta itu memiliki panjang lebih dari 60 km.
Data dari NASA's Spirit and Opportunity rover juga membuktikan keberadaan air di masa lalu (mineral telah ditemukan yang hanya dapat terbentuk sebagai akibat dari kontak yang terlalu lama dengan air). Perangkat "Phoenix" menemukan endapan es langsung di tanah.
Selain itu, garis-garis gelap telah ditemukan di lereng bukit, menunjukkan munculnya air asin cair di permukaan di zaman kita. Mereka muncul tak lama setelah periode musim panas dan menghilang di musim dingin, "mengalir" berbagai rintangan, bergabung dan menyimpang. "Sulit membayangkan bahwa struktur seperti itu bisa terbentuk bukan dari aliran fluida, tetapi dari sesuatu yang lain," kata karyawan NASA Richard Zurek.
Beberapa sumur dalam yang tidak biasa telah ditemukan di dataran tinggi vulkanik Tharsis. Dilihat dari gambar Satelit Pengintai Mars, yang diambil pada tahun 2007, salah satunya memiliki diameter 150 meter, dan bagian dinding yang diterangi memiliki kedalaman tidak kurang dari 178 meter. Sebuah hipotesis tentang asal vulkanik dari formasi ini telah diajukan.
Cat dasar
Komposisi unsur lapisan permukaan tanah Mars, menurut data pendarat, tidak sama di tempat yang berbeda. Komponen utama tanah adalah silika (20-25%), yang mengandung campuran hidrat oksida besi (hingga 15%), yang memberi warna kemerahan pada tanah. Ada pengotor yang signifikan dari senyawa belerang, kalsium, aluminium, magnesium, natrium (masing-masing beberapa persen).
Menurut data dari probe Phoenix NASA (mendarat di Mars pada 25 Mei 2008), rasio pH dan beberapa parameter lain dari tanah Mars dekat dengan Bumi, dan tanaman secara teoritis dapat tumbuh di atasnya. "Faktanya, kami menemukan bahwa tanah di Mars memenuhi persyaratan, dan juga mengandung unsur-unsur yang diperlukan untuk munculnya dan pemeliharaan kehidupan baik di masa lalu, di masa sekarang dan di masa depan," kata Sam Kunaves, ahli kimia penelitian utama dari proyek. Selain itu, menurutnya, banyak orang dapat menemukan jenis tanah alkalin ini di "halaman belakang mereka", dan sangat cocok untuk menanam asparagus.
Ada juga sejumlah besar es air di tanah di lokasi pendaratan peralatan. Pengorbit Mars Odyssey juga menemukan bahwa ada endapan es air di bawah permukaan planet merah. Belakangan, asumsi ini dikonfirmasi oleh perangkat lain, tetapi pertanyaan tentang keberadaan air di Mars akhirnya terjawab pada 2008, ketika wahana Phoenix, yang mendarat di dekat kutub utara planet, menerima air dari tanah Mars.
Geologi dan struktur internal
Di masa lalu, di Mars, seperti di Bumi, ada pergerakan lempeng litosfer. Ini dikonfirmasi oleh fitur medan magnet Mars, lokasi beberapa gunung berapi, misalnya, di provinsi Tharsis, serta bentuk Lembah Marinir. Keadaan saat ini, ketika gunung berapi bisa ada untuk waktu yang lebih lama daripada di Bumi dan mencapai ukuran raksasa, menunjukkan bahwa sekarang gerakan ini agak tidak ada. Hal ini didukung oleh fakta bahwa gunung berapi perisai tumbuh sebagai akibat dari letusan berulang dari lubang yang sama dalam jangka waktu yang lama. Di Bumi, karena pergerakan lempeng litosfer, titik-titik vulkanik terus-menerus mengubah posisinya, yang membatasi pertumbuhan gunung berapi perisai, dan mungkin tidak memungkinkannya mencapai ketinggian, seperti di Mars. Di sisi lain, perbedaan tinggi maksimum gunung berapi dapat dijelaskan oleh fakta bahwa, karena gravitasi yang lebih rendah di Mars, adalah mungkin untuk membangun struktur yang lebih tinggi yang tidak akan runtuh karena beratnya sendiri.
Perbandingan struktur Mars dan planet terestrial lainnya
Model modern struktur internal Mars menunjukkan bahwa Mars terdiri dari kerak dengan ketebalan rata-rata 50 km (dan ketebalan maksimum hingga 130 km), mantel silikat setebal 1800 km dan inti dengan radius 1480 km. Kepadatan di pusat planet harus mencapai 8,5 g/cm2. Inti sebagian cair dan sebagian besar terdiri dari besi dengan campuran 14-17% (berdasarkan massa) belerang, dan kandungan elemen ringan dua kali lebih tinggi dari inti Bumi. Menurut perkiraan modern, pembentukan inti bertepatan dengan periode vulkanisme awal dan berlangsung sekitar satu miliar tahun. Pencairan sebagian silikat mantel membutuhkan waktu yang kira-kira sama. Karena gravitasi yang lebih rendah di Mars, rentang tekanan di mantel Mars jauh lebih kecil daripada di Bumi, yang berarti memiliki transisi fase yang lebih sedikit. Diperkirakan, transisi fase modifikasi olivin ke spinel dimulai pada kedalaman yang agak dalam - 800 km (400 km di Bumi). Sifat relief dan fitur lainnya menunjukkan adanya astenosfer yang terdiri dari zona materi cair sebagian. Untuk beberapa wilayah Mars, peta geologi rinci telah disusun.
Menurut pengamatan dari orbit dan analisis koleksi meteorit Mars Permukaan Mars sebagian besar terdiri dari basal. Ada beberapa bukti yang menunjukkan bahwa, di bagian permukaan Mars, materialnya lebih banyak mengandung kuarsa daripada basal normal dan mungkin mirip dengan batuan andesit di Bumi. Namun, pengamatan yang sama ini dapat ditafsirkan mendukung keberadaan kaca kuarsa. Bagian penting dari lapisan yang lebih dalam terdiri dari debu oksida besi granular.
Medan magnet Mars
Mars memiliki medan magnet yang lemah.
Menurut pembacaan magnetometer stasiun Mars-2 dan Mars-3, kekuatan medan magnet di ekuator sekitar 60 gamma, di kutub 120 gamma, yang 500 kali lebih lemah dari bumi. Menurut AMS Mars-5, kuat medan magnet di ekuator adalah 64 gamma, dan momen magnetnya 2,4 1022 oersted cm2.
Medan magnet Mars sangat tidak stabil, di berbagai titik di planet ini kekuatannya dapat berbeda dari 1,5 hingga 2 kali, dan kutub magnet tidak bertepatan dengan kutub fisik. Ini menunjukkan bahwa inti besi Mars relatif tidak bergerak dalam kaitannya dengan keraknya, yaitu mekanisme dinamo planet yang bertanggung jawab atas medan magnet Bumi tidak bekerja di Mars. Meskipun Mars tidak memiliki medan magnet planet yang stabil, pengamatan menunjukkan bahwa bagian-bagian kerak planet termagnetisasi dan telah terjadi pembalikan kutub magnet bagian-bagian ini di masa lalu. Magnetisasi bagian-bagian ini ternyata mirip dengan anomali magnetik strip di lautan.
Satu teori yang diterbitkan pada tahun 1999 dan diuji ulang pada tahun 2005 (menggunakan Mars Global Surveyor tanpa awak) menunjukkan bahwa pita-pita ini menunjukkan lempeng tektonik 4 miliar tahun yang lalu sebelum dinamo planet berhenti berfungsi, menyebabkan medan magnet melemah tajam. Alasan penurunan tajam ini tidak jelas. Ada asumsi yang berfungsi dinamo 4 milyar. tahun lalu dijelaskan dengan adanya asteroid yang berputar pada jarak 50-75 ribu kilometer di sekitar Mars dan menyebabkan ketidakstabilan pada intinya. Asteroid itu kemudian jatuh ke batas Roche dan runtuh. Namun, penjelasan ini sendiri mengandung poin ambigu, dan diperdebatkan dalam Komunitas ilmiah.
Mosaik global 102 gambar pengorbit Viking 1 dari 22 Februari 1980.
Mungkin, di masa lalu yang jauh, sebagai akibat dari tabrakan dengan benda angkasa besar, rotasi inti berhenti, serta hilangnya volume utama atmosfer. Diyakini bahwa hilangnya medan magnet terjadi sekitar 4 miliar tahun yang lalu. Karena lemahnya medan magnet, angin matahari menembus atmosfer Mars hampir tanpa hambatan, dan banyak dari reaksi fotokimia di bawah pengaruh radiasi matahari, yang terjadi di Bumi di ionosfer dan di atasnya, di Mars dapat diamati hampir di permukaannya.
Sejarah geologi Mars mencakup tiga zaman berikut:
Zaman Noachian (dinamai setelah "Tanah Noachian", wilayah Mars): pembentukan permukaan Mars tertua yang masih ada. Itu berlanjut pada periode 4,5 miliar - 3,5 miliar tahun yang lalu. Selama zaman ini, permukaannya dirusak oleh banyak kawah tumbukan. Dataran tinggi provinsi Tharsis mungkin terbentuk selama periode ini dengan aliran air yang deras kemudian.
Era Hesperian: dari 3,5 miliar tahun yang lalu hingga 2,9 - 3,3 miliar tahun yang lalu. Era ini ditandai dengan terbentuknya medan lava yang sangat besar.
Era Amazon (dinamai "dataran Amazon" di Mars): 2,9-3,3 miliar tahun yang lalu hingga saat ini. Daerah yang terbentuk selama zaman ini memiliki sangat sedikit kawah meteorit tetapi sebaliknya mereka sama sekali berbeda. Gunung Olympus terbentuk selama periode ini. Pada saat ini, aliran lava mengalir di bagian lain Mars.
Bulan Mars
satelit alami Mars adalah Phobos dan Deimos. Keduanya ditemukan oleh astronom Amerika Asaph Hall pada tahun 1877. Phobos dan Deimos berbentuk tidak beraturan dan sangat kecil. Menurut satu hipotesis, mereka mungkin mewakili yang ditangkap medan gravitasi Asteroid Mars seperti (5261) Eureka dari kelompok asteroid Trojan. Satelit dinamai sesuai karakter yang menyertai dewa Ares (yaitu, Mars) - Phobos dan Deimos, yang melambangkan ketakutan dan kengerian, yang membantu dewa perang dalam pertempuran.
Kedua satelit berputar di sekitar sumbunya dengan periode yang sama seperti di sekitar Mars, oleh karena itu mereka selalu berputar ke planet di sisi yang sama. Pengaruh pasang surut Mars secara bertahap memperlambat pergerakan Phobos, dan pada akhirnya akan menyebabkan jatuhnya satelit ke Mars (sambil mempertahankan tren saat ini), atau disintegrasi. Sebaliknya, Deimos menjauh dari Mars.
Kedua satelit memiliki bentuk mendekati ellipsoid triaksial, Phobos (26,6x22.2x18.6 km) agak lebih besar dari Deimos (15x12.2x10,4 km). Permukaan Deimos terlihat jauh lebih halus karena sebagian besar kawah ditutupi dengan materi berbutir halus. Jelas, di Phobos, yang lebih dekat ke planet dan lebih masif, material yang dikeluarkan selama tumbukan meteorit bisa menghantam lagi ke permukaan atau jatuh di Mars, sedangkan di Deimos itu lama tetap berada di orbit di sekitar satelit, secara bertahap mengendap dan menyembunyikan ketidakrataan relief.
Kehidupan di Mars
Gagasan populer bahwa Mars dihuni oleh orang-orang Mars yang cerdas menyebar luas pada akhir abad ke-19.
Pengamatan Schiaparelli tentang apa yang disebut kanal, dikombinasikan dengan buku Percival Lowell tentang subjek yang sama, mempopulerkan gagasan tentang planet yang semakin kering, lebih dingin, sekarat, dan memiliki peradaban kuno yang melakukan pekerjaan irigasi.
Berbagai penampakan dan pengumuman lainnya orang terkenal memunculkan apa yang disebut "Demam Mars" seputar topik ini. Pada tahun 1899, saat mempelajari gangguan atmosfer dalam sinyal radio menggunakan penerima di Observatorium Colorado, penemu Nikola Tesla mengamati sinyal berulang. Dia kemudian berspekulasi bahwa itu mungkin sinyal radio dari planet lain seperti Mars. Dalam sebuah wawancara tahun 1901, Tesla mengatakan bahwa ide datang kepadanya bahwa gangguan dapat disebabkan secara artifisial. Meskipun dia tidak dapat menguraikan maknanya, tidak mungkin baginya bahwa mereka muncul sepenuhnya secara kebetulan. Menurutnya, itu adalah salam dari satu planet ke planet lain.
Teori Tesla sangat didukung oleh fisikawan Inggris terkenal William Thomson (Lord Kelvin), yang mengunjungi Amerika Serikat pada tahun 1902, mengatakan bahwa menurut pendapatnya Tesla telah mengambil sinyal Mars yang dikirim ke Amerika Serikat. Namun, Kelvin kemudian dengan keras menyangkal pernyataan ini sebelum dia meninggalkan Amerika: "Bahkan, saya mengatakan bahwa penduduk Mars, jika mereka ada, pasti dapat melihat New York, khususnya cahaya dari listrik."
Saat ini, keberadaan air cair di permukaannya dianggap sebagai syarat untuk pengembangan dan pemeliharaan kehidupan di planet ini. Ada juga persyaratan bahwa orbit planet berada dalam apa yang disebut zona layak huni, yang untuk tata surya dimulai di belakang Venus dan diakhiri dengan sumbu semi-mayor orbit Mars. Selama perihelion, Mars berada di dalam zona ini, tetapi atmosfer tipis dengan tekanan rendah mencegah munculnya air cair di area yang luas di periode yang lama. Bukti terbaru menunjukkan bahwa setiap air di permukaan Mars terlalu asin dan asam untuk mendukung kehidupan terestrial permanen.
Kurangnya magnetosfer dan atmosfer Mars yang sangat tipis juga merupakan masalah untuk mempertahankan kehidupan. Ada pergerakan aliran panas yang sangat lemah di permukaan planet ini, ia terisolasi dengan buruk dari pemboman partikel angin matahari selain itu, ketika dipanaskan, air langsung menguap, melewati keadaan cair karena tekanan rendah. Mars juga berada di ambang yang disebut. "kematian geologis". Berakhirnya aktivitas vulkanik ternyata menghentikan peredaran mineral dan unsur kimia antara permukaan dan dalam planet.
Bukti menunjukkan bahwa planet ini sebelumnya jauh lebih rentan terhadap kehidupan daripada sekarang. Namun, hingga saat ini, sisa-sisa organisme belum ditemukan di sana. Di bawah program Viking, yang dilakukan pada pertengahan 1970-an, serangkaian eksperimen dilakukan untuk mendeteksi mikroorganisme di tanah Mars. Ini telah menunjukkan hasil positif, seperti peningkatan sementara pelepasan CO2 ketika partikel tanah ditempatkan di media air dan nutrisi. Namun, kemudian sertifikat ini kehidupan di Mars telah diperdebatkan oleh beberapa ilmuwan[oleh siapa?]. Hal ini menyebabkan perselisihan panjang mereka dengan ilmuwan NASA Gilbert Lewin, yang mengklaim bahwa Viking telah menemukan kehidupan. Setelah mengevaluasi kembali data Viking berdasarkan pengetahuan ilmiah terkini tentang ekstrofil, ditentukan bahwa eksperimen yang dilakukan tidak cukup sempurna untuk mendeteksi bentuk kehidupan ini. Selain itu, tes ini bahkan dapat membunuh organisme, bahkan jika mereka terkandung dalam sampel. Pengujian yang dilakukan oleh Program Phoenix telah menunjukkan bahwa tanah memiliki pH yang sangat basa dan mengandung magnesium, natrium, kalium, dan klorida. Nutrisi dalam tanah cukup untuk mendukung kehidupan, tetapi bentuk kehidupan harus dilindungi dari intens sinar ultraviolet.
Menariknya, di beberapa meteorit asal Mars, ditemukan formasi yang bentuknya menyerupai bakteri paling sederhana, meskipun ukurannya lebih rendah dari organisme terestrial terkecil. Salah satu meteorit ini adalah ALH 84001, ditemukan di Antartika pada tahun 1984.
Menurut hasil pengamatan dari Bumi dan data dari pesawat ruang angkasa Mars Express, metana terdeteksi di atmosfer Mars. Di bawah kondisi Mars, gas ini terurai agak cepat, jadi harus ada sumber pengisian yang konstan. Sumber tersebut dapat berupa aktivitas geologis (tetapi tidak ada gunung berapi aktif yang ditemukan di Mars), atau aktivitas vital bakteri.
Pengamatan astronomi dari permukaan Mars
Setelah pendaratan kendaraan otomatis di permukaan Mars, menjadi mungkin untuk melakukan pengamatan astronomi langsung dari permukaan planet. Karena posisi astronomi Mars di tata surya, karakteristik atmosfer, periode revolusi Mars dan satelitnya, gambar langit malam Mars (dan fenomena astronomi yang diamati dari planet ini) berbeda dari bumi dan dalam banyak hal tampak tidak biasa dan menarik .
Warna langit di Mars
Selama matahari terbit dan terbenam, langit Mars di puncak memiliki warna merah muda kemerahan, dan di dekat piringan Matahari - dari biru ke ungu, yang sepenuhnya berlawanan dengan gambaran fajar duniawi.
Pada siang hari, langit Mars berwarna kuning-oranye. Alasan untuk perbedaan seperti itu dari skema warna langit bumi adalah sifat tipis, atmosfer tipis Mars yang mengandung debu tersuspensi. Di Mars, hamburan sinar Rayleigh (yang di Bumi adalah penyebab warna biru langit) memainkan peran yang tidak signifikan, efeknya lemah. Agaknya, warna kuning-oranye di langit juga disebabkan oleh adanya magnetit 1% dalam partikel debu yang terus-menerus tersuspensi di atmosfer Mars dan terangkat oleh badai debu musiman. Senja dimulai jauh sebelum matahari terbit dan berlangsung lama setelah matahari terbenam. Terkadang warna langit Mars terlihat warna ungu sebagai akibat dari hamburan cahaya pada mikropartikel air es di awan (yang terakhir adalah fenomena yang agak langka).
matahari dan planet
Ukuran sudut Matahari, diamati dari Mars, kurang dari yang terlihat dari Bumi dan 2/3 dari yang terakhir. Merkurius dari Mars praktis tidak dapat diakses dengan mata telanjang karena kedekatannya yang ekstrem dengan Matahari. Planet paling terang di langit Mars adalah Venus, di tempat kedua adalah Jupiter (empatnya). satelit terbesar dapat diamati tanpa teleskop), pada yang ketiga - Bumi.
Bumi dalam kaitannya dengan Mars adalah planet dalam, seperti halnya Venus terhadap Bumi. Oleh karena itu, dari Mars, Bumi diamati sebagai pagi atau bintang malam, terbit sebelum fajar atau terlihat di langit malam setelah matahari terbenam.
Perpanjangan maksimum Bumi di langit Mars akan menjadi 38 derajat. Dengan mata telanjang, Bumi akan terlihat sebagai bintang kehijauan yang terang (magnitudo bintang maksimum yang terlihat sekitar -2,5), di sebelahnya bintang Bulan yang kekuningan dan redup (sekitar 0,9) akan mudah dibedakan. Dalam teleskop, kedua benda akan menunjukkan fase yang sama. Revolusi Bulan mengelilingi Bumi akan diamati dari Mars sebagai berikut: pada jarak sudut maksimum Bulan dari Bumi, mata telanjang akan dengan mudah memisahkan Bulan dan Bumi: dalam seminggu "bintang" Bulan dan Bumi akan bergabung menjadi satu bintang yang tidak dapat dipisahkan oleh mata, dalam seminggu lagi Bulan akan terlihat lagi jarak maksimum tapi di sisi lain bumi. Secara berkala, seorang pengamat di Mars akan dapat melihat lintasan (transit) Bulan melintasi piringan Bumi atau, sebaliknya, tertutupnya Bulan oleh piringan Bumi. Jarak tampak maksimum Bulan dari Bumi (dan kecerahan nyatanya) bila dilihat dari Mars akan sangat bervariasi tergantung pada posisi relatif Bumi dan Mars, dan, karenanya, jarak antara planet-planet. Selama zaman oposisi, itu akan menjadi sekitar 17 menit busur, pada jarak maksimum Bumi dan Mars - 3,5 menit busur. Bumi, seperti planet lain, akan diamati di pita konstelasi Zodiac. Seorang astronom di Mars juga akan dapat mengamati perjalanan Bumi melintasi piringan Matahari, yang berikutnya akan terjadi pada 10 November 2084.
Bulan - Phobos dan Deimos
Lintasan Phobos melintasi piringan Matahari. Gambar Peluang
Phobos, jika diamati dari permukaan Mars, memiliki diameter tampak sekitar 1/3 piringan Bulan di langit bumi dan besarnya tampak sekitar -9 (kira-kira seperti Bulan pada fase kuartal pertama) . Phobos terbit di barat dan terbenam di timur, hanya untuk naik lagi 11 jam kemudian, sehingga melintasi langit Mars dua kali sehari. Pergerakan bulan cepat melintasi langit ini akan mudah terlihat pada malam hari, begitu pula fase-fase yang berubah. mata telanjang membedakan detail terbesar dari relief Phobos - kawah Stickney. Deimos terbit di timur dan terbenam di barat, sepertinya bintang yang terang tanpa disk yang terlihat, besarnya sekitar -5 (sedikit lebih terang dari Venus di langit bumi), perlahan melintasi langit selama 2,7 hari di Mars. Kedua satelit dapat diamati di langit malam secara bersamaan, dalam hal ini Phobos akan bergerak menuju Deimos.
Kecerahan Phobos dan Deimos cukup bagi objek di permukaan Mars untuk menghasilkan bayangan tajam di malam hari. Kedua satelit memiliki kemiringan orbit yang relatif kecil ke ekuator Mars, yang mengecualikan pengamatan mereka di lintang utara dan selatan planet yang tinggi: misalnya, Phobos tidak pernah naik di atas cakrawala utara 70,4 ° LU. SH. atau selatan 70,4°S SH.; untuk Deimos nilai ini adalah 82,7°LU. SH. dan 82,7°S SH. Di Mars, gerhana Phobos dan Deimos dapat diamati ketika mereka memasuki bayangan Mars, serta gerhana Matahari yang hanya berbentuk cincin karena ukuran sudut Phobos yang kecil dibandingkan dengan piringan matahari.
Kutub utara di Mars, karena kemiringan sumbu planet, berada di konstelasi Cygnus (koordinat khatulistiwa: menaik ke kanan 21h 10m 42s, deklinasi +52 ° 53,0? dan tidak ditandai oleh bintang terang: paling dekat dengan kutub adalah bintang redup dengan magnitudo keenam BD +52 2880 (lainnya sebutannya adalah HR 8106, HD 201834, SAO 33185). kutub selatan dunia (koordinat 9h 10m 42s dan -52 ° 53.0) berjarak beberapa derajat dari bintang Kappa Sails (magnitudo terlihat 2,5) - itu, pada prinsipnya, dapat dianggap Selatan bintang kutub Mars.
Rasi bintang zodiak ekliptika Mars mirip dengan yang diamati dari Bumi, dengan satu perbedaan: ketika mengamati pergerakan tahunan Matahari di antara rasi bintang, ia (seperti planet lain, termasuk Bumi), meninggalkan bagian timur konstelasi Pisces , akan melewati selama 6 hari melalui bagian utara konstelasi Cetus sebelum kembali memasuki bagian barat Pisces.
Sejarah studi Mars
Penjelajahan Mars sudah dimulai sejak lama, bahkan 3,5 ribu tahun yang lalu, di Mesir Kuno. Laporan rinci pertama tentang posisi Mars dibuat oleh astronom Babilonia, yang mengembangkan seri metode matematika untuk memprediksi posisi planet. Dengan menggunakan data orang Mesir dan Babilonia, para filsuf dan astronom Yunani (Hellenistik) kuno mengembangkan model geosentris yang terperinci untuk menjelaskan pergerakan planet-planet. Beberapa abad kemudian, astronom India dan Islam memperkirakan ukuran Mars dan jaraknya dari Bumi. Pada abad ke-16, Nicolaus Copernicus mengusulkan model heliosentris untuk menggambarkan tata surya dengan lingkaran orbit planet. Hasilnya direvisi oleh Johannes Kepler, yang memperkenalkan orbit elips yang lebih akurat untuk Mars, bertepatan dengan yang diamati.
Pada tahun 1659, Francesco Fontana, melihat Mars melalui teleskop, membuat gambar planet yang pertama. Dia membayangkan bintik hitam di tengah bola yang terdefinisi dengan baik.
Pada 1660, dua topi kutub ditambahkan ke bintik hitam, ditambahkan oleh Jean Dominique Cassini.
Pada tahun 1888, Giovanni Schiaparelli, yang belajar di Rusia, memberikan nama depan untuk masing-masing detail permukaan: lautan Aphrodite, Eritrea, Adriatic, Cimmerian; danau Matahari, Bulan dan Phoenix.
Masa kejayaan pengamatan teleskopik Mars jatuh pada terlambat XIX- pertengahan abad kedua puluh. Ini sebagian besar disebabkan oleh kepentingan publik dan perselisihan ilmiah terkenal di sekitar saluran Mars yang diamati. Di antara para astronom era pra-angkasa yang melakukan pengamatan teleskopik Mars selama periode ini, yang paling terkenal adalah Schiaparelli, Percival Lovell, Slifer, Antoniadi, Barnard, Jarry-Deloge, L. Eddy, Tikhov, Vaucouleurs. Merekalah yang meletakkan dasar areografi dan menyusun peta rinci pertama permukaan Mars - meskipun mereka ternyata hampir sepenuhnya salah setelah probe otomatis terbang ke Mars.
kolonisasi Mars
Perkiraan tampilan Mars setelah terraforming
Relatif dekat dengan Bumi kondisi alam membuat tugas ini sedikit lebih mudah. Secara khusus, ada tempat-tempat di Bumi yang kondisi alamnya mirip dengan yang ada di Mars. Suhu yang sangat rendah di Kutub Utara dan Antartika sebanding dengan suhu tertinggi suhu rendah di Mars, dan di ekuator Mars pada bulan-bulan musim panas, suhunya sama hangatnya (+20 ° C) seperti di Bumi. Juga di Bumi ada gurun yang mirip dengan lanskap Mars.
Tetapi ada perbedaan signifikan antara Bumi dan Mars. Secara khusus, medan magnet Mars lebih lemah dari bumi sekitar 800 kali. Bersama dengan atmosfir yang menipis (ratusan kali dibandingkan dengan Bumi), ini meningkatkan jumlah radiasi pengion. Pengukuran yang dilakukan oleh kendaraan tak berawak Amerika The Mars Odyssey menunjukkan bahwa radiasi latar belakang di orbit Mars 2,2 kali lebih tinggi dari radiasi latar belakang di International Stasiun ruang angkasa. Dosis rata-rata adalah sekitar 220 milirad per hari (2,2 miligram per hari atau 0,8 abu-abu per tahun). Jumlah paparan yang diterima sebagai akibat dari tinggal di latar belakang seperti itu selama tiga tahun mendekati batas keamanan yang ditetapkan untuk astronot. Di permukaan Mars, latar belakang radiasi agak lebih rendah dan dosisnya 0,2-0,3 Gy per tahun, bervariasi secara signifikan tergantung pada medan, ketinggian, dan medan magnet lokal.
Komposisi kimia mineral yang umum di Mars lebih beragam daripada benda langit lain di dekat Bumi. Menurut 4Frontiers Corporation, mereka cukup untuk memasok tidak hanya Mars itu sendiri, tetapi juga Bulan, Bumi, dan sabuk asteroid.
Waktu penerbangan dari Bumi ke Mars (dengan teknologi saat ini) adalah 259 hari dalam bentuk semi-elips dan 70 hari dalam bentuk parabola. Untuk berkomunikasi dengan koloni potensial, komunikasi radio dapat digunakan, yang memiliki penundaan 3-4 menit di setiap arah selama pendekatan terdekat dari planet-planet (yang berulang setiap 780 hari) dan sekitar 20 menit. pada jarak maksimum planet-planet; lihat Konfigurasi (astronomi).
Sampai saat ini, tidak ada langkah praktis yang diambil untuk kolonisasi Mars, namun, kolonisasi sedang dikembangkan, misalnya, proyek Centenary Spacecraft, pengembangan modul tempat tinggal untuk tinggal di planet Deep Space Habitat.
