Marsz | |
Mozaika złożona ze zdjęć wykonanych przez orbitę Viking 1 22 lutego 1980 roku. | |
Charakterystyka orbity | |
---|---|
Półoś wielka | 227944000 km na południowy (1,523 71 w ) |
Aphelia | 249230 000 km ( 1666 02 au ) |
Peryhelium | 206655000 km ( 1381 4 au ) |
Obwód orbity | 1429083000 km na południowy (9,552 83 w ) |
Ekscentryczność | 0,09339 |
Okres rewolucji | 686,885 d (≈ 1,88 a ) |
Okres synodyczny | 779,804 d |
Średnia prędkość orbitalna | 24,080 2 km / s |
Maksymalna prędkość orbitalna | 26,503 km / s |
Minimalna prędkość orbitalna | 21,975 km / s |
Nachylenie na ekliptyce | 1,85 ° |
Węzeł wstępujący | 49,6 ° |
Argument peryhelium | 286,5 ° |
Znane satelity | 2 ( Fobos , Deimos ) |
Charakterystyka fizyczna | |
Promień równikowy | 3,396,2 ± 0,1 km (0,533 Ziemi) |
Promień biegunowy | 3,376,2 ± 0,1 km (0,531 Ziemi) |
Wolumetryczny średni promień |
3,389,5 km (0,532 Ziemi) |
Spłaszczenie | 0,00589 ± 0,00015 |
Obwód równikowy | 21,344 km (0,5326 Ziemi) |
Powierzchnia | 144,798,500 km 2 (0,284 Ziemi) |
Tom | 1,631 8 × 10 11 km 3 (0,151 Ziemi) |
Masa | 6,418 5 × 10 23 kg (0,107 Ziemi) |
Gęstość ogólna | 3933,5 ± 0,4 kg / m 3 |
Grawitacja powierzchniowa | 3,711 m / s 2 (0,379 g) |
Prędkość zwolnienia | 5,027 km / s |
Okres rotacji ( dzień gwiazdowy ) |
1.025 957 d (24.622962 godz. ) |
Prędkość obrotowa (na równiku ) |
868,220 km / h |
Pochylenie osi | 25,19 ° |
Rektascensja bieguna północnego | 317,68 ° |
Deklinacja bieguna północnego | 52,89 ° |
Wizualne albedo geometryczne | 0,15 |
Bond Albedo | 0,25 |
Promieniowanie słoneczne | 589,2 W / m 2 (0,431 Ziemi) |
Temperatura równowagi ciała doskonale czarnego |
210,1 K ( -62,9 ° C ) |
Temperatura powierzchni | |
• Maksymalna | 293 K ( 20 ° C ) |
• Średnia | 210 K ( -63 ° C ) |
• Minimum | 130 K ( −143 ° C ) |
Charakterystyka atmosfery | |
Ciśnienie atmosferyczne | 610 (30 do 1155) Pa |
Gęstość gruntu | 0,020 kg / m 3 |
Masa całkowita | 2,5 × 10 16 kg |
Wysokość skali | 11,1 km |
Średnia masa molowa | 43,34. g / mol |
Dwutlenek węgla C.O 2 | 96, 0% |
Argon Ar | 1,93% |
Azot N 2 | 1,89% |
Tlen O 2 | 0,145% |
Tlenek węgla CO | 0,07% |
Para wodna H 2 O | 0,03% |
Tlenek azotu NIE | 130 ppm |
Wodór cząsteczkowy H 2 | 15 ppm |
Neon Ne | 2,5 ppm |
HDO ciężka woda | 850 ppb |
Krypton Kr | 300 ppb |
Methanal HCHO | 130 ppb |
Xenon Xe | 80 ppb |
Ozon O 3 | 30 ppb |
Nadtlenek wodoru H 2 O 2 | 18 ppb |
Metan C.H 4 | 10,5 ppb |
Historia | |
Bóstwo babilońskie | Nergal |
Greckie bóstwo | Ἄρης |
Chińska nazwa (powiązany element) |
Huǒxīng 火星(ogień) |
Mars ( wymawiane po francusku : / maʁs / ) jest czwartą planetą w kolejności rosnącej odległości od Słońca i drugą w kolejności rosnącej wielkości i masy. Jej odległość od Słońca wynosi pomiędzy 1,381 i 1,666 AU (206,6 do 249200000 km), z okresem orbitalnym z 669.58 marsjańskich dni ( 686.71 dni lub 1,88 lat Ziemia).
Jest to planeta ziemska , podobnie jak Merkury , Wenus i Ziemia , około dziesięć razy mniej masywna niż Ziemia, ale dziesięć razy masywniejsza niż Księżyc . Jego topografia przedstawia analogie z Księżycem, poprzez jego kratery i baseny uderzeniowe , jak z Ziemią, z formacjami pochodzenia tektonicznego i klimatycznego , takimi jak wulkany , szczeliny , doliny , płaskowyże , pola wydmowe i polarne czapy lodowe . Najwyższy wulkan w Układzie Słonecznym , Olympus Mons (który jest wulkanem tarczowym ) i największy kanion , Valles Marineris , znajdują się na Marsie.
Mars ma teraz stracił prawie całą swoją działalność geologiczna wewnętrznego, a jedynie drobne zdarzenia nadal występują sporadycznie na jego powierzchni, takie jak osuwiska , prawdopodobnie gejzerów z CO 2w rejonach polarnych być może trzęsienia ziemi , a nawet rzadkie erupcje wulkanów w postaci niewielkich strumieni lawy .
Okres obrotu Marsa jest tego samego rzędu, jak na Ziemi, a jej nachylenie daje mu cykl pór podobnej do tej, którą znamy; sezony te charakteryzują się jednak ekscentrycznością orbity pięć i pół razy większą niż ziemska, stąd zauważalnie wyraźniejsza sezonowa asymetria między dwiema półkulami.
Marsa można obserwować gołym okiem, ze znacznie mniejszą jasnością niż Wenus, ale która podczas bliskich przeciwieństw może przekroczyć maksymalną jasność Jowisza , osiągając pozorną jasność -2,91, podczas gdy jego pozorna średnica waha się od 25,1 do 3,5 sekundy łukowe w zależności od tego, czy jego odległość od Ziemi waha się od 55,7 do 401,3 miliona kilometrów. Wizualnie Mars zawsze charakteryzował się czerwonym kolorem, ze względu na obfitość amorficznego hematytu - tlenku żelaza (III) - na jego powierzchni. Z tego powodu kojarzono go z wojną od czasów starożytnych , stąd jego nazwa na Zachodzie od imienia boga wojny Marsa w mitologii rzymskiej , zasymilowanego do boga Aresa w mitologii greckiej . W języku francuskim Mars jest często nazywany „czerwoną planetą” ze względu na ten szczególny kolor.
Przed przelotem Marinera 4 w. Na Marsa1965wierzono, że na powierzchni znajduje się woda w stanie ciekłym i mogły tam rozwinąć się formy życia podobne do tych, które istnieją na Ziemi, co jest bardzo płodnym tematem w science fiction . Sezonowe wahania albedo na powierzchni planety przypisywano roślinności, podczas gdy prostoliniowe formacje widoczne w ówczesnych okularach astronomicznych i teleskopach zostały zinterpretowane, zwłaszcza przez amerykańskiego astronoma amatora Percivala Lowella , jako nawadnianie kanałów przecinające pustynne obszary z wodą z czap polarnych. Wszystkie te spekulacje zostały zmiecione przez sondy kosmiczne, które badały Marsa: od1965, Mariner 4 odkrył planetę pozbawione globalnej magnetycznego pola, z kraterami powierzchni przypomina Księżyc oraz cienkiej atmosferze .
Od tego czasu Mars był przedmiotem bardziej ambitnych programów eksploracyjnych niż jakikolwiek inny obiekt w Układzie Słonecznym: spośród wszystkich znanych nam gwiazd to właśnie ten, który przedstawia środowisko najbardziej podobieństwa do tego na naszej planecie. . Ta intensywna eksploracja dała nam znacznie lepsze zrozumienie historii geologicznej Marsa, ujawniając w szczególności istnienie odległej epoki - Noahickiej - gdzie warunki powierzchniowe musiały być bardzo podobne do tych na Ziemi w tym samym czasie, z obecnością dużych ilości wody w stanie ciekłym; sonda Phoenix została odkryta w ten sposób latem2008woda lodowa płytka w glebie Vastitas Borealis .
Mars ma dwa małe naturalne satelity , Fobosa i Deimosa .
Czwarta planeta w Układzie Słonecznym w kolejności rosnącej odległości od Słońca , Mars jest planetą ziemską o połowę mniejszą od Ziemi i prawie dziesięciokrotnie mniej masywną, której powierzchnia jest nieco mniejsza niż powierzchnia lądowa naszej planety ( 144,8 w porównaniu z 148,9 mln kilometrów kwadratowych). Grawitacja jest jedna trzecia, że na Ziemi, lub dwa razy, że na Księżycu, podczas gdy czas trwania marsjańskiego dnia słonecznego, zwany ziemia , przekracza naziemnej dzień przez prawie 40 minut. Mars jest półtora raza dalej od Słońca niż Ziemia na orbicie zasadniczo eliptycznej i otrzymuje, w zależności od swojego położenia na tej orbicie, od dwóch do trzech razy mniej energii słonecznej niż nasza planeta. Atmosferze Mars jest ponad 150 razy mniej gęsty niż nasz, a tym samym wywoływania tylko bardzo ograniczony efekt cieplarniany , to słabe promieniowanie słoneczne wyjaśnia dlaczego średnia temperatura Mars około -65 ° C .
Poniższa tabela porównuje wartości niektórych parametrów fizycznych między Marsem a Ziemią:
własność | Wartość marsjańska | Wartość naziemna | % Mars / Ziemia |
Promień równikowy | 3396,2 ± 0,1 km | 6 378,1 km | 53, 3% |
Promień biegunowy | 3376,2 ± 0,1 km | 6356,8 km | 53,1% |
Wolumetryczny średni promień | 3389,5 km | 6.371,0 km | 53, 2% |
Powierzchnia | 144 798 500 km 2 | 510 072 000 km 2 | 28,4% |
Tom | 1,631 8 × 10 11 km 3 | 1.083 207 3 × 10 12 km 3 | 15,1% |
Masa | 6418 5 × 10 23 kg | 5,973 6 × 10 24 kg | 10,7% |
Średnia gęstość | 3933,5 ± 0,4 kg / m 3 | 5515 kg / m 3 | 71, 3% |
Grawitacja powierzchniowa na równiku | 3711 m / s 2 | 9,780 327 m / s 2 | 37,9% |
Prędkość zwolnienia | 5027 m / s | 11 186 m / s | 44,9% |
Okres rotacji gwiazdowej | 1,025 956 75 d ≈ 88642,663 s | 86 164,098 903 691 s | 102,9% |
Czas trwania dnia słonecznego | 1 sol ≈ 1,027 491 25 d ≈ 88775,244 s | 1 d = 86 400 s | 102,75% |
Pochylenie osi | 25,19 ° | 23,439 281 ° | - |
Bond Albedo | 0,25 | 0.29 | - |
Wizualne albedo geometryczne | 0,15 | 0,367 | - |
Półoś z orbity | 227 939 100 km | 149.597.887,5 km | 152,4% |
Ekscentryczność orbity | 0,093 315 | 0,016 710 219 | 558,4% |
Okres orbitalny | 668.599 1 zoli ≈ 686,971 d | 365,256 366 d | 188,1% |
Aphelia | 249 209 300 km | 152097701 km | 163, 8% |
Peryhelium | 206 669 000 km | 147.098.074 km | 140,5% |
Promieniowania słonecznego | 492 do 715 W / m 2 | 1321 do 1413 W / m 2 | - |
Średnia temperatura gruntu | -63 ° C ≈ 210 K. | 14 ° C ≈ 287 K. | - |
Najwyższa temperatura | 20 ° C ≈ 293 K. | 58 ° C ≈ 331 K. | - |
Najniższa temperatura | -133 ° C ≈ 140 K. | -89 ° C ≈ 184 K. | - |
Cienka atmosfera Marsa, w której pojawiają się obfite lokalnie chmury , jest siedliskiem szczególnej meteorologii, zdominowanej przez burze piaskowe, które czasami przesłaniają całą planetę. Jego ekscentryczność orbity , pięć razy większa niż ziemska, jest źródłem bardzo wrażliwej asymetrii sezonowej na Marsie: na półkuli północnej najdłuższą porą roku jest wiosna (198,6 dnia), która przekracza najkrótszy (jesień, 146,6 dnia) ) o 35,5%; na Ziemi lato na półkuli północnej, najdłuższy sezon, przekracza długość zimy tylko o 5%. Ta osobliwość wyjaśnia również, dlaczego obszar południowej czapy polarnej jest znacznie mniejszy latem niż borealnej czapy polarnej.
Średnia odległość od Marsa do Słońca wynosi około 227,937 milionów kilometrów, czyli 1,523 7 AU . Odległość ta waha się między peryhelium 1,381 AU a aphelium 1,666 AU, co odpowiada mimośrodowi orbity 0,093315 . Okres orbitalny Marsa to 686,96 dni ziemskich, czyli 1880 8 lat ziemskich, a dzień słoneczny trwa 24 h 39 min 35,244 s .
Z siedmiu innych planet Układu Słonecznego tylko Merkury ma wyższy ekscentryczność niż Mars. Jednak w przeszłości orbita Marsa byłaby bardziej kołowa niż obecnie, z ekscentrycznością około 0,002 1,35 miliona lat temu. Ekscentryczność Marsa będzie ewoluować w dwóch nałożonych na siebie cyklach, pierwszym z okresu 96 000 lat i drugim z okresu 2 200 000 lat, tak więc oczekuje się, że będzie dalej wzrastać w ciągu następnych 25 000 lat.
Skosu odnosi się do nachylenia osi obrotu planety w jej płaszczyźnie orbity wokół słońca . Mars ma obecnie nachylenie 25,19 °, zbliżone do Ziemi, ale doświadcza okresowych zmian w wyniku oddziaływań grawitacyjnych z innymi planetami w Układzie Słonecznym . Te cykliczne zmiany były oceniane przez symulacje komputerowe z lat1970mając okres 120000 lat, sam wpisuje się w supercykl trwający 1,2 miliona lat z ekstremalnymi wartościami 14,9 ° i 35,5 °. Na ten zbiór nałożony zostałby jeszcze dłuższy cykl, rzędu 10 milionów lat, z powodu rezonansu orbitalnego między obrotem planety a jej orbitą wokół Słońca, który prawdopodobnie doprowadziłby tylko do 40 ° nachylenia Marsa. 5 milionów lat temu. Nowsze symulacje, przeprowadzone na początku lat1990ponadto ujawnił chaotyczne zmiany nachylenia Marsa, których możliwe wartości mieściłyby się między 11 ° a 49 ° .
Te symulacje numeryczne, bardziej udoskonalone przy użyciu danych zebranych przez sondy marsjańskie z lat 90. i 2000, uwydatniły przewagę chaotycznych zmian nachylenia Marsa, gdy tylko cofniemy się o kilka milionów lat, co powoduje losowe oszacowanie wartości nachylenie wykraczające poza kilkadziesiąt milionów lat w przeszłości lub w przyszłości. W ten sposób europejski zespół oszacował prawdopodobieństwo, że nachylenie Marsa osiągnęło co najmniej 60 ° w ciągu ostatniego miliarda lat na 63% i ponad 89% w ciągu ostatnich trzech miliardów lat.
Te zmiany nachylenia wywołują bardzo znaczące zmiany klimatyczne na powierzchni planety, wpływając w szczególności na rozmieszczenie lodu wodnego według szerokości geograficznych. Zatem lód ma tendencję do gromadzenia się na biegunach w okresie niskiego nachylenia, jak obecnie, podczas gdy ma tendencję do migracji na małych szerokościach geograficznych w okresie silnego nachylenia. Dane gromadzone od początku wieku pokazują, że Mars wyłoniłby się właśnie w tym momencie z „epoki lodowcowej”, w szczególności z powodu obserwacji struktur lodowcowych (w szczególności lodowców, fragmentów kry lodowej i wiecznej zmarzliny) do do 30 ° szerokości geograficznej, na których wydaje się, że występuje aktywna erozja.
Ponieważ średnie ciśnienie atmosferyczne na gruncie zależy od ilości dwutlenku węgla zamarzniętego na biegunach, zmiany nachylenia mają również wpływ na całkowitą masę atmosfery Marsa , średnie ciśnienie atmosferyczne może nawet spaść w okresie niskiego nachylenia przy jedynie 30 Pa (prawie 5% obecnej standardowym ciśnieniem atmosferycznym) i indukować ocieplenie 20 do 30 K marsjańskiego podłoża przez zmniejszenie przewodności cieplnej w regolitem którego średnia porów wielkość jest porównywalna do średniej drogi swobodnej od cząsteczki gazu w tak rozrzedzonej atmosferze, które blokowałyby rozpraszanie „przepływu aréotermicznego”, czyli przepływu geotermalnego z Marsa. Takie ocieplenie mogłoby wyjaśnić wiele formacji geologicznych obejmujących podłoże obciążone wodą w stanie ciekłym, bez konieczności odwoływania się do wzrostu ciśnienia atmosferycznego lub przepływu termicznego planety w przeszłości.
Mars to najbliższa Ziemi planeta zewnętrzna. Odległość między dwiema planetami jest najmniejsza, gdy Mars znajduje się w opozycji , to znaczy, gdy Ziemia jest umieszczona między Marsem a Słońcem. Jednak biorąc pod uwagę nachylenie orbity i ekscentryczność , dokładny czas, w którym Mars znajduje się najbliżej Ziemi, może różnić się o kilka dni od czasu astronomicznego opozycji. Stąd opozycja 28 sierpnia 2003odbyło się dokładnie o 17:58:49 UTC . podczas gdy najbliższa odległość między dwiema planetami miała miejsce dzień wcześniej,27 sierpnia 2003o 9:51:14 UTC (dane IMCCE ).
Te opozycje pojawiają się mniej więcej co 780 dni, ostatnie dwa miały miejsce w dniu 29 stycznia 2010 i 3 marca 2012 r.
Biorąc pod uwagę odpowiednią mimośrodowość orbit Marsa i Ziemi, odległość Ziemia-Mars nie jest stała dla każdego opozycji. Ekscentryczność Marsa jest większa niż Ziemi, więc przybliżenie to jest najbardziej korzystne , gdy Mars znajduje się w peryhelium . Taka sytuacja ma miejsce mniej więcej co piętnaście lat, po siedmiu opozycjach. Tak więc, 27 sierpnia 2003 r. O godzinie 9 h 51 min i 14 s UTC , Mars był odległy od Ziemi o 55,758 miliona kilometrów, czyli 0,372 7 AU ; jest to najbliższa odległość między Marsem a Ziemią od 59 618 lat. Jeszcze bliższe podejście planowane jest na 28 sierpnia 2287 r. , Na dystansie 55,688 mln kilometrów.
Przestarzały | Odległość ( do ) | Odległość (10 9 m ) | Pozorna średnica |
---|---|---|---|
27 sierpnia 2003 | 0,372719 | 55,758 | 25,13 " |
15 sierpnia 2050 r | 0,374041 | 55.957 | 25,04 " |
30 sierpnia 2082 | 0.373564 | 55.884 | 25,08 " |
19 sierpnia 2129 | 0.373276 | 55.841 | 25,10 " |
24 sierpnia 2208 | 0,372794 | 55,769 | 25,13 " |
28 sierpnia 2287 | 0,372254 | 55,688 | 25,16 " |
Biorąc pod uwagę wpływy grawitacyjne innych planet na ekscentryczność orbity Marsa, która będzie nadal nieznacznie wzrastać przez następne 25 000 lat, można przewidzieć jeszcze dokładniejsze przybliżenia: 55,652 mln km 3 września, 2650 i 55,651 mln km na 8 września 2729 .
Badania geografii Marsa sięgają wczesnych lat 70. XX wieku przy użyciu sondy Mariner 9 , która umożliwiła mapowanie prawie całej powierzchni Marsa z doskonałą rozdzielczością na tamte czasy. To właśnie dane zebrane przy tej okazji były podstawą programu Viking w szczególności do rozwoju jego misji Viking 1 i Viking 2 . Znajomość topografii Marsa dokonała spektakularnego skoku pod koniec lat 90. dzięki instrumentowi MOLA ( Mars Orbiter Laser Altimeter ) firmy Mars Global Surveyor , który umożliwił dostęp do odczytów wysokościowych o bardzo wysokiej dokładności na całej powierzchni Marsa.
Na Marsie południk 0 to ten, który przechodzi przez środek krateru Airy-0 .
W układzie planetocentrycznym, opracowanym na podstawie danych uzyskanych przez MOLA z MGS i obecnie najczęściej używanym, współrzędne geograficzne są wyrażane na Marsie w systemie dziesiętnym - a nie w systemie sześćdziesiętnym używanym na Ziemi - ze wzrostem długości geograficznej na wschód od 0 do 360 ° E , kąty są obliczane z płaszczyzny równikowej dla szerokości geograficznych i z południka 0 dla długości geograficznych.
W układzie planetograficznym, opracowanym na podstawie danych zebranych przez Marinera 9 i coraz rzadziej używanych obecnie, współrzędne są wyrażone w postaci dziesiętnej, przy czym długości wzrastają w kierunku zachodnim od 0 do 360 ° W zgodnie z siatką rzutowaną na powierzchnię planety. planeta. W praktyce długości geograficzne planetograficzne i planetocentryczne można łatwo wywnioskować ze siebie nawzajem, z drugiej strony szerokości geograficzne planetograficzne mogą być wyższe od szerokości planetocentrycznych o więcej niż jedną trzecią stopnia w wartości bezwzględnej .
Poziom odniesienia wysokości marsjańskich został ze swej strony arbitralnie zdefiniowany jako wysokość, na której średnie ciśnienie atmosferyczne wynosi 610 Pa . Umożliwia to formalne zdefiniowanie globalnej powierzchni ekwipotencjalnej, z której można obliczyć wysokości w każdym punkcie planety, chociaż w praktyce wyznaczenie tej powierzchni jest raczej nieprecyzyjne ze względu na duże sezonowe wahania ciśnienia atmosferycznego. fakt, że dwutlenek węgla , główny składnik atmosfery Marsa , jest w równowadze z dwutlenkiem węgla zamarzniętym na biegunach, stan równowagi, który zmienia się w ciągu roku wraz z porami roku.
Aby ustrukturyzować badanie, powierzchnia Marsa została podzielona przez USGS na 30 regionów o podobnej wielkości, 15 na półkulę, których topografia została ustalona przez MOLA of Mars Global Surveyor, a następnie THEMIS of Mars Odyssey jest dostępny w Internecie pod nazwą karty po 1 ⁄ 5 000 000 . Każdy z tych czworokątów został nazwany na cześć jednej z charakterystycznych płaskorzeźb, ale w literaturze często występuje do nich numer poprzedzony kodem „MC” oznaczającym mapę Marsa .
Ten podział na czworokąty jest ogólną metodą mapowania, najpierw opracowaną na Ziemi w różnych skalach, a następnie stopniowo rozszerzoną na planety Układu Słonecznego, dla których istnieje wystarczająca ilość danych geograficznych, które wymagają ustrukturyzowania. Venus została podzielona na osiem czworokątów do 1 / 10000000 i czworokąty 62 do 1 / 5000000 .
Mapa obok pozwala zlokalizować główne regiony Marsa, w szczególności:
Najbardziej uderzającą cechą marsjańskiej geografii jest „dychotomia skorupy ziemskiej”, to znaczy bardzo wyraźna opozycja między z jednej strony północną półkulą złożoną z rozległej, gładkiej równiny na wysokości pół mili. -D tuzin kilometry poniżej poziomu odniesienia, az drugiej strony półkula południowa utworzona z często wysokich i bardzo kraterowanych płaskorzeźb, które lokalnie mogą być dość nierówne. Te dwa obszary geograficzne są oddzielone bardzo wyraźną granicą, lekko ukośną na równiku. Dwa wulkaniczne regiony blisko siebie leżą dokładnie na tej geologicznej granicy, z których jeden jest ogromny zapas 5.500 km na południowy w średnicy, wybrzuszenie Tharsis , którego zachód pół obejmuje kilkanaście wulkanów. Główną wśród których Olympus Mons , natomiast w regionie południowej składa się z ogromnej liczby poważnych plateau wulkanicznych jak Syria Planum i Solis Planum i wschodniej części oznaczony przez system kaniony z Valles Marineris rozciągających się na wschodzie sieć Noctis Labyrinthus . Dwa duże baseny uderzeniowe są wyraźnie widoczne na półkuli południowej, Argyre Planitia, a przede wszystkim Hellas Planitia , na dnie których największą głębokość odnotowano na powierzchni Marsa, na wysokości −8200 m nad poziomem odniesienia. Najwyższy punkt znajduje się na szczycie Olympus Mons , 21 229 m nad poziomem odniesienia; pięć z sześciu najwyższych gór Układu Słonecznego to w rzeczywistości marsjańskie wulkany, z których cztery znajdują się na zgrubieniu Tharsis, a piąta w drugim wulkanicznym regionie Marsa, Elysium Planitia .
Zaproponowano dwa rodzaje scenariuszy, aby wyjaśnić tę sytuację. Pierwszy opiera się na wewnętrznej dynamiki planety, że konwekcyjne ruchy w płaszczu i Zarys tektoniki płyt , jak formacji lądowych Superkontynent u zarania historii naszej planety. Drugi opiera się na jednym lub kilku dużych uderzeniach powodujących stopienie kory na półkuli północnej. Badanie basenów uderzeniowych zakopanych pod powierzchnią umożliwiło również ustalenie, że dychotomia skorupy marsjańskiej datuje się na ponad cztery miliardy lat przed teraźniejszością, a zatem jest strukturą odziedziczoną po pierwszych wiekach naszej planety. Pewne nowsze formacje na pograniczu obu domen sugerują również izostatyczną relaksację południowych wyżyn po wulkanicznym wypełnieniu zagłębienia półkuli północnej, co również przemawia za wielką epoką tej dychotomii.
Dokładne ciśnienie i skład atmosfery Marsa znane są z pierwszych analiz in situ przeprowadzonych w 1976 roku przez lądowniki z sond Viking 1 i Viking 2 . Pierwszym obserwatorem, który założył istnienie atmosfery wokół Marsa, był niemiecko-brytyjski astronom (i kompozytor) William Herschel, który w 1783 roku przypisał marsjańskiej meteorologii pewne zmiany obserwowane na powierzchni planety, w tym białe kropki interpretowane jako chmury. Hipoteza ta została zakwestionowana na początku następnego stulecia wraz z postępem zwierciadła teleskopu , które zapewniło lepszą jakość obrazów, które wydawały się bardziej statyczne, aż pod koniec XIX wieku wybuchła debata na temat realności kanałów marsjańskich obserwowanych we Włoszech. i spopularyzowany przez amerykańskiego astronoma amatora Percivala Lowella . Inny Amerykanin, William Wallace Campbell , astronom z zawodu i pionier spektroskopii , pozostał sceptyczny co do istnienia znaczącej atmosfery wokół Marsa i ogłosił podczas sprzeciwu w 1909 roku, że nie był w stanie wykryć żadnego śladu pary wodnej w tej możliwej atmosferze ; jego rodak Vesto Slipher , który popierał teorię kanałów (patrz kanały marsjańskie ), zapowiedział coś przeciwnego. W oparciu o ALBEDO odmian marsjańskiej płyty Percival Lowell oszacowano w 1908 roku pod ciśnieniem atmosferycznym na ziemi na 87 m bar ( 8700 Pa ), wartość, która pozostaje bardziej lub mniej odniesienia aż do pomiarów wykonanych przez Mariner sondy. 4 w 1965. Trudność w analizie składu marsjańskiej atmosfery metodą spektroskopii była wówczas generalnie przypisywana obecności diazotu , trudnej do scharakteryzowania tą techniką, i tak oto francuski astronom Gérard de Vaucouleurs , który pracował wówczas w Anglii w 1950 r. wysunięto pomysł, że atmosfera Marsa składa się w 98,5% z azotu , 1,2% z argonu i 0,25% z dwutlenku węgla . W McDonald Observatory w Teksasie urodzony w Holandii amerykański astronom Gerard Kuiper ustalił w 1952 roku na podstawie widma w podczerwieni Marsa, że dwutlenek węgla występuje co najmniej dwa razy częściej w atmosferze Marsa niż w ziemskiej, stanowiącej esencję tej atmosfery. być, podobnie jak nasz, utworzony według niego z azotu .
Fizyczne i chemiczne właściwościTeraz wiemy, że Mars ma rzadką atmosferę, której średnie ciśnienie na marsjańskim poziomie odniesienia z definicji wynosi 610 Pa , a średnia temperatura wynosi 210 K ( -63 ° C ). Składa się głównie z dwutlenku węgla CO 2(96,0 ± 0,7%), argon Ar (1,93 ± 0,01%) i azot N 2(1,89 ± 0,03%). Następnie pojawia się tlen O 2(0,145 ± 0,009%), tlenek węgla CO (<0,1%), para wodna H 2 O(0,03%) i tlenek azotu NO (0,013%). Różne inne gazy są obecne w śladowych ilościach, w stężeniach nigdy nie przekraczających kilku części na milion , w tym neon Ne, krypton Kr, metanal (formaldehyd) HCHO, ksenon Xe, ozon O 3i metan CH 4przy czym średnie stężenie w atmosferze tego ostatniego jest rzędu 10,5 ppb . Średnia masa molowa składników gazowych w atmosferze Mars mówi się 43,34 g / mol .
Biorąc pod uwagę niską grawitację na powierzchni Marsa, skala wysokości tej atmosfery wynosi 11 km , ponad półtora raza większej niż ziemska, która ma tylko 7 km . Wykrywa się ciśnienie w zakresie od powierzchni tylko 30 Pa w górę Olympus Mons i do 1155 Pa w najniższym punkcie zbiornika oddziaływania z Hellas Planitia .
Początek 2004The PFS podczerwieni spektrometr europejskiego sondy Mars Express wykrył niskie stężenia metanu (10 ppb ) i formaldehydu (130 ppb ) w marsjańskiej atmosfery. Ponieważ metan jest niszczony przez promieniowanie ultrafioletowe już po 340 latach, jego obecność sugeruje istnienie wewnętrznego źródła. Głęboka aktywność geotermalna , wieczna zmarzlina bombardowana przez wysokoenergetyczne cząstki promieniowania kosmicznego i metanogenne mikrobiologiczne formy życia są prawdopodobnymi źródłami. Co więcej, biorąc pod uwagę, że formaldehyd, którego żywotność wynosi zaledwie 7 godzin, jest wytwarzany przez utlenianie metanu, źródeł tych musi być jeszcze więcej. Zatem zgodnie z tą hipotezą roczną produkcję metanu szacuje się na 2,5 mln ton.
ChmuryBardzo czysta woda może istnieć tylko w stanie ciekłym poniżej marsjańskiego poziomu odniesienia , który w przybliżeniu odpowiada ciśnieniu potrójnego punktu wody, tj. 611,73 Pa : na tym poziomie, jeśli temperatura jest wystarczająca ( 0 ° C dla czystej wody , ale tylko 250 K ( −23 ° C ) dla wielu roztworów soli, a nawet 210 K ( −63 ° C ) dla niektórych mieszanin roztworów kwasu siarkowego H 2 SO 4), wodę można znaleźć w trzech stanach skupienia (gaz, ciecz i ciało stałe). Z drugiej strony powyżej tego poziomu, a zwłaszcza w atmosferze, może istnieć tylko w stanie pary wodnej , która czasami skrapla się w lód, tworząc chmury kryształów H 2 O.bardzo podobny wyglądem do naszych chmur Cirrus , zwykle na wysokości od 10 do 20 km ; np zaobserwowano takie chmury na zboczach wielkich wulkanów wypukłości Tharsis lub Elysium Planitia Widoczne przez teleskop z Ziemi w XIX th wieku, chmury przywiązanie do góry Olympus Mons został zabrany do śniegu, stąd nazwa Nix Olympica, która została podarowana temu regionowi przez Giovanniego Schiaparelliego .
Chmury widziane przez łazika ciekawości
Ale dwutlenek węgla tworzy również chmury złożone z kryształów CO 2 .o średnicy przekraczającej 1 µm , na wzniesieniach wyższych niż te wykonane z lodu wodnego; instrument OMEGA sondy Mars Express określony przez2007że chmury te są w stanie pochłonąć do 40% promieniowania słonecznego, powodując spadek temperatury pod tymi chmurami o 10 K , co nie pozostaje bez wpływu na klimat Marsa, w szczególności na jego reżim wiatrowy.
KurzSzczególną cechą marsjańskiej atmosfery jest to, że jest ona stale naładowana pyłem, którego ziarna mają średnią średnicę około 1,5 µm , odpowiedzialną za ochrową barwę marsjańskiego nieba. Pył ten jest stale wtryskiwany do atmosfery przez wiry pyłu (powszechnie określane jako diabły pyłowe ), takie jak ten obserwowany poniżej przez łazik Spirit na12 marca 2005 ; strzały trwają łącznie 575 s (co wskazuje licznik w lewym dolnym rogu), a trzy kolejne wiry są przez chwilę widoczne w oddali w prawej połowie kadru, na początku sekwencji, a następnie w pobliżu głównej wir, a na samym końcu:
Film przedstawiający ruch wiru pyłowego.Takie trąby powietrzne są dalekie od anegdot; zarówno ich trwałość, jak i ich nagromadzenie prowadzą do pylenia znacznych objętości atmosfery, co ilustruje uderzający obraz (obok), na którym widzimy mnóstwo czarnych śladów pozostawionych przez wiry, które porywały warstwę pyłu powierzchowną, pomarańczowo-czerwoną charakterystyczny dla tlenku żelaza (III) Fe 2 O 3( hematyt ) bezpostaciowy, odsłaniający głębsze warstwy ciemniejszego piasku, prawdopodobnie związane z sąsiednim regionem wulkanicznym Syrtis Major Planum . Uniesiona w ten sposób warstwa kurzu nigdy nie jest bardzo masywna; badanie wielkiej globalnej burzy2001, podczas którego pył dotarł do wszystkich warstw atmosfery na wysokość do 60 km n.p.m., doprowadziło do oszacowania, że gdyby cały wzniesiony wówczas pył osadzał się równomiernie między 58 ° N a 58 ° S , utworzyłby tylko warstwę o grubości 3 µm . Dynamika pyłu w atmosferze Marsa jest uwarunkowana cienkością tej atmosfery i niską grawitacją na powierzchni planety. Tak więc, chociaż ziarna marsjańskiego pyłu mają zwykle średnicę kilku mikrometrów , obliczono, że ziarna 20 μm mogą być unoszone przez wiatr o prędkości zaledwie 2 m / si utrzymywane w zawiesinie przez czas nieokreślony dzięki turbulencjom wynoszącym zaledwie 0,8 m / s. s .
Cząsteczki pyłu zawieszone w atmosferze są odpowiedzialne za rdzawy kolor tego ostatniego, który zmienia kolor na niebieski wokół zachodzącego słońca, jak odkryły sondy Viking 1 i Viking 2 , a następujące sondy dobrze zilustrowały poniżej:
Marsjańskie niebo w południe i o zmierzchu widziane przez Mars Pathfinder w1999. |
Obserwacja aktywności atmosferycznej Marsa za pomocą Kosmicznego Teleskopu Hubble'a w latach 1996-1997, kiedy planeta odsłoniła swój biegun północny wczesną wiosną, pozwoliła na podkreślenie roli sublimacji czap polarnych w tworzeniu mas powietrza. u źródła wiatrów, które unoszą duże ilości pyłu i mogą wywołać prawdziwe burze piaskowe w skali całej planety, takie jak ta, która dotknęła całą marsjańską atmosferę latem 2001 roku.
Ze względu na większą odległość od Słońca niż Ziemia , Mars otrzymuje od Słońca energię wahającą się od 492 do 715 W / m 2 w zależności od jego położenia na orbicie, w porównaniu z od 1321 do 1413 W / m 2 dla Ziemi. , to znaczy od 37,2% do 50,6% odpowiednio między aphelium i peryhelium . Atmosfera marsjańska jest ponad 150 razy mniej gęsta niż ziemska, co powoduje jedynie znikomy efekt cieplarniany , skąd średnia temperatura na powierzchni Marsa wynosi około Model: Nor ( -63 ° C ), ze znacznymi dziennymi wahaniami spowodowanymi do małej bezwładności cieplnej tej atmosfery: Viking 1 Lander odnotował w ten sposób dzienne wahania zwykle w zakresie od 184 do 242 K lub od -89 do -31 ° C , podczas gdy ekstremalne temperatury - dość zmienne w zależności od źródła - byłyby w przybliżeniu 130 i 297 K , to znaczy, rzędu -145 i 25 ° C .
pory roku
Sezon (półkula północna) |
Czas trwania na Marsie |
Czas trwania na Ziemi |
|
Gleby | Dni | ||
Wiosna | 193,30 | 198,614 | 92,764 |
Lato | 178,64 | 183,551 | 93,647 |
spadek | 142,70 | 146,623 | 89,836 |
Zimowy | 153,95 | 158.182 | 88,997 |
Rok | 668,59 | 686,97 | 365,25 |
Nachylenie Mars jest bliska z ziemi (odpowiednio 25,19 ° na 23,44 ° ) ale mimośród z marsjańskiej orbity jest znacznie wyższy (0,09332 przeciw 0.01671 do Ziemi), tak że jeśli Mars ma pory podobne do tych z Ziemi mają one bardzo nierówną intensywność i czas trwania w ciągu roku marsjańskiego (patrz tabela obok).
Półkula północna doświadcza zatem mniej wyraźnych sezonów niż półkula południowa, ponieważ Mars znajduje się na aphelium późną wiosną, a peryhelium pod koniec jesieni, co skutkuje krótkimi, łagodnymi zimami i latami. wiosna trwa o 52 dni dłużej niż jesień. I odwrotnie, na półkuli południowej występują bardzo wyraźne pory roku, z długimi i bardzo mroźnymi zimami, podczas gdy lata są krótkie i gorętsze niż na półkuli północnej. Dlatego właśnie na półkuli południowej obserwujemy największe różnice temperatur.
Symulator nasłonecznienia Mars24 NASA podaje półkuli północnej następujące daty rozpoczęcia każdego sezonu:
Wiosna | 21 stycznia 2006 | 9 grudnia 2007 | 26 października 2009 | 13 września 2011 | 31 lipca 2013 | 18 czerwca 2015 |
Lato | 7 sierpnia 2006 | 24 czerwca 2008 | 12 maja 2010 | 29 marca 2012 r | 14 lutego 2014 | 2 stycznia 2016 r |
spadek | 7 lutego 2007 | 25 grudnia 2008 | 12 listopada 2010 | 29 września 2012 | 17 sierpnia 2014 | 4 lipca 2016 r |
Zimowy | 4 lipca 2007 | 21 maja 2009 | 7 kwietnia 2011 | 22 lutego 2013 | 10 stycznia 2015 | 27 listopada 2016 r |
Pod koniec australijskiej wiosny, kiedy Mars jest najbliżej Słońca, pojawiają się lokalne, a czasem regionalne burze. W wyjątkowych przypadkach burze te mogą stać się globalne i trwać kilka miesięcy, jak miało to miejsce w przypadku1971 i, w mniejszym stopniu, w 2001. Następnie unoszą się drobne ziarenka pyłu, przez co powierzchnia Marsa jest prawie niewidoczna. Te burze piaskowe zwykle zaczynają się w Basenie Hellas . Istotne różnice termiczne obserwowane między biegunem a sąsiednimi regionami powodują silne wiatry powodujące wypiętrzenie drobnych cząstek w atmosferze. Podczas globalnych burz zjawisko to powoduje znaczne zmiany klimatyczne: unoszący się w powietrzu pył absorbuje promieniowanie słoneczne, ogrzewając w ten sposób atmosferę i jednocześnie zmniejszając nasłonecznienie gruntu. Więc podczas burzy2001Temperatura powietrza wzrosła do 30 K , gdy temperatura obniża się do grunt 10 K .
Na Marsie jest tylko jedna komórka Hadleya, ale znacznie bardziej zaznaczona pod względem wysokości i amplitudy, łącząca dwie półkule i cofająca się dwa razy w roku.
Wreszcie nachylenie planety, które nie jest stabilizowane przez obecność masywnego satelity, jak ma to miejsce w przypadku Ziemi, podlega chaotycznemu reżimowi, zgodnie z cyklicznością około 120 000 lat. Oscyluje między 0 ° a 60 ° i zna względnie ustabilizowane fazy przeplatane nagłymi zmianami, które całkowicie zaburzają klimat Marsa.
Zimowa kondensacja atmosfery na biegunachJedną z unikalnych cech planety Mars jest to, że znaczna część jej atmosfery kondensuje się naprzemiennie na biegunie południowym i biegunie północnym odpowiednio podczas zimy południowej i zimy borealnej. W warunkach zimowych w bieguny - - ciśnienie i temperatura są rzeczywiście korzystne kondensację dwutlenku węgla : the ciśnienie pary nasyconej w CO 2przy 150 K ( −123 ° C ) przypada na około 800 Pa i spada do zaledwie 400 Pa przy 145 K ( −128 ° C ), które są typowymi temperaturami podczas południowej zimy; jest kondensacji z CO 2gdy tylko ciśnienie cząstkowe tego gazu przekroczy prężność pary nasyconej odpowiadającą temperaturze, w której się znajduje.
Sonda Viking 1 mierzono ciśnienie atmosferyczne, w ciągu całego roku w punktu lądowania przy 22.697 ° 312.778 ° LP w zbiorniku z Chryse Planitia na wysokości około 3300 m, w odniesieniu do poziomu odniesienia . Wykazano, że średnie ciśnienie atmosferyczne zmienia się przez cały rok w zależności od pór roku, z przybliżonymi wartościami w postaci okrągłych 850 Pa wiosną, 680 Pa latem, 900 Pa jesienią i 800 Pa zimą: te zmiany są łatwe wyjaśniono, jeśli weźmiemy pod uwagę, że czapka zimowa południowa skrapla masę suchego lodu większą niż czapka zimowa północna, podczas gdy jesienią na półkuli północnej większość czapki południowej uległa sublimacji, gdy czapka borealna dopiero zaczyna się kondensować .
Czapki polarnePolarne czapy lodowe Mars zaobserwowano po raz pierwszy w połowie XVII -go wieku przez Jean-Dominique Cassini i Christiaan Huygens . Ich wielkość zmienia się znacznie w zależności od pory roku w wyniku wymiany dwutlenku węgla i wody z atmosferą. W ten sposób można wyróżnić na obu półkulach tak zwaną czapę polarną „szczątkową” lub „letnią”, która utrzymuje się przez całe lato, oraz czapę polarną „sezonową” lub „zimową”, która przykrywa ją od jesieni.
Ponieważ południowa zima jest dłuższa i chłodniejsza niż borealna zima, południowa czapka sezonowa jest większa niż sezonowa czapka borealna. Podczas południowej zimy CO 2zawartość atmosfery kondensuje się w suchy lód powyżej 55 ° S, podczas gdy powyżej 65 ° N kondensuje się podczas borealnej zimy. To jest lód CO 2 bardzo czysty i prawie przezroczysty, o grubości nieprzekraczającej kilku metrów, co pozwala zobaczyć ziemię bezpośrednio na zdjęciach wykonanych przez sondy kosmiczne na orbicie nad regionami polarnymi.
Z drugiej strony, szczątkowa czapka południowa o średnicy 300 km jest trzykrotnie mniejsza niż szczątkowa czapka borealna (o średnicy 1000 km ). Charakteryzują się one bardzo odmiennym charakterem od czap sezonowych, zawierającymi dużą część lodu wodnego zmieszanego z ziemią o uwarstwionej strukturze ujawnionej przez instrument THEMIS sondy Mars Odyssey z 2001 r. , O grubości miejscowej sięgającej kilku kilometrów. Ich powierzchnie są nacięte głębokimi dolinami, zwanymi chasmata (liczba mnoga od łacińskiego chasma oznaczająca doliny pudełkowe), które tworzą spirale, których kierunek obrotu jest uwarunkowany siłą Coriolisa . Tak więc doliny owijają się wokół bieguna południowego zgodnie z ruchem wskazówek zegara, podczas gdy otaczają biegun północny w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara.
Resztkowa czapka borealna nie zawiera suchego lodu, ale pozostała czapka południowa jest prawie w całości pokryta skorupą o grubości około dziesięciu metrów, której powierzchnia z wgłębieniami przypomina kawałek gruyère; obserwacje wykonane przez sondę Mars Global Surveyor wykazały, że średnia średnica pęcherzyków płucnych zwiększała się wraz z porami roku, co sugeruje globalne ocieplenie na półkuli południowej (patrz następny akapit).
Czapy polarne mają znaczący wpływ na skład atmosfery planety na świecie. Cykl skraplania i sublimacji w CO 2powoduje, że ciśnienie atmosferyczne zmienia się o prawie jedną trzecią, a podczas borealnego lata lód wodny, który tworzy resztkową północną czapę polarną, sublimuje, wprowadzając do atmosfery duże ilości pary wodnej . Gdyby cała para wodna w atmosferze miała się wytrącić, utworzyłaby warstwę o grubości poniżej 10 µm zimą i ponad 40 µm w środku lata.
Zmiany klimatyczne obserwowane na pozostałościach południowej pokrywy lodowejPorównanie zdjęć południowej czapy resztkowej wykonanych przez Mars Global Surveyor w r1999 i w 2001wykazali ogólną tendencję do regresji powierzchniowej skorupy suchego lodu w tym regionie. Wynikałoby to z postępującej sublimacji CO 2stanowiące skorupę powierzchniową resztkowej czapy południowej, aby odsłonić głębsze warstwy, składające się głównie z lodu wodnego zmieszanego z pyłem. Wydaje się, że zjawisko to było dość gwałtowne, krawędź ubytków obserwowanych w skorupie suchego lodu postępowała następnie o 3 m na rok marsjański. Jednoznacznie obserwowana w ciągu trzech kolejnych lat na Marsie, tendencja do sublimacji resztkowej czapki południowej została dodana do różnych obserwacji w innych miejscach na planecie, takich jak pojawienie się wąwozów na krawędziach kraterów lub zagłębień, co wskazuje, że powierzchnia Marsa jest narażona na więcej transformacje, niż wcześniej sądzono.
Dane te, interpretowane przez naukowców jako znak, że Mars może obecnie doświadczają przejścia od epoki lodowcowej do z interglacjału okresie podobnym do doświadczonych przez Ziemię prawie 12.000 lat temu, były czasem rozumiane przez wielkiego społeczeństwa jako ujawniając o „Martian globalny ocieplenie ”, z konieczności pochodzenia innego niż ludzkie, a co za tym idzie zaprzecza wnioskom czwartego raportu IPCC dotyczącego ludzkiego pochodzenia globalnego ocieplenia Ziemi. Debaty na ten temat były szczególnie ostre jesienią2007, po opublikowaniu niniejszego raportu.
Jednak z perspektywy czasu wydaje się, że obserwacje Marsa nigdy nie wskazywały na nic innego niż globalne ocieplenie zlokalizowane w pozostałej części południowej czapy, a nie globalne ocieplenie. Ponadto klimat marsjański jest w dużej mierze uwarunkowany burzami piaskowymi i wynikającymi z nich zmianami albedo , bardziej niż promieniowaniem słonecznym - w przeciwieństwie do klimatu ziemskiego - co ogranicza znaczenie rozumowania ustanawiającego podobieństwa między dwiema planetami. A przede wszystkim najnowsze obserwacje, zwłaszcza te z sondy Mars Odyssey z 2001 roku , która znajduje się w2018nadal w eksploatacji, nie potwierdzają długoterminowej tendencji do sublimacji czap polarnych, a wręcz przeciwnie, wskazują roczne wahania wokół stabilnej wartości.
Brak magnetosfery wokół Marsa jest konsekwencją bezpośredniego wystawienia powierzchni planety na działanie promieni kosmicznych i wybuchów protonów słonecznych, co jest źródłem radioaktywności otoczenia znacznie wyższej na Marsie niż ta zarejestrowana na powierzchni Ziemi . Instrument MARIE - Mars Radiation Environment - sondy Mars Odyssey 2001 umożliwił w latach 2002-2003 oszacowanie dawki skutecznej na orbicie Marsa w zakresie od 400 do 500 m Sv / rok , tj. Co najmniej czterokrotnie międzynarodowa stacja Kosmiczna (50 do 100 mSv / rok , podczas gdy na ziemi, w marsjańskiej poziomu odniesienia , gdy dawki otrzymane będzie dwa do trzech razy mniej - niecałe 200 mSv / rok - ze względu na absorpcję części słonecznej i galaktyczne promieniowanie atmosfery Marsa . Dla porównania, średnia radioaktywność na Ziemi we Francji wynosi około 3,5 mSv / rok, a skumulowana dawka dopuszczalna dla astronauty w trakcie jego kariery, niezależnie od płci i wieku, nie przekracza 1000 mSv dla kilku agencji kosmicznych (europejskich, rosyjskich i japońskich).
Przyrząd MARIE wykazały również, że radioaktywność nierównomiernie rozłożone w czasie, z szumów o około 220 μ Gy / dzień , w którym piki są czasami 150 razy bardziej intensywny, odpowiadające wybuchów protonów. Energię - kilkadziesiąt woltów megaelectron - emitowany podczas rozbłysku słonecznego lub przez falę uderzeniową koronalnego wyrzutu masy .
Ponadto istnieje promieniowanie spowodowane neutronami emitowanymi przez spalanie atomów na powierzchni Marsa pod wpływem promieniowania kosmicznego. Wkład ten jest szacowany na podstawie danych z Curiosity i 2001 Mars Odyssey do 45 ± 7 µSv dziennie, czyli około 7% całkowitego promieniowania powierzchniowego.
Geologia Marsa charakteryzuje się dychotomią skorupy ziemskiej pomiędzy nizinami o niskich kraterach na półkuli północnej i wysokimi kraterami na półkuli południowej, z dwoma dobrze zróżnicowanymi regionami wulkanicznymi pomiędzy tymi dwoma głównymi obszarami. Zgodnie z empiryczną zasadą, zgodnie z którą wiek regionu jest rosnącą funkcją jego tempa kraterizacji , te trzy główne typy terenów marsjańskich zostały bardzo wcześnie związane z trzema charakterystycznymi epokami w historii geologicznej planety, zwanymi regiony typowe dla tych okresów:
NoachienNoahickie (nazwany Noachis Terra ) odpowiada najstarszych terenów, z formacji planety 4,6 miliarda lat temu, do 3,7 mld lat według skali Hartmann & Neukum (ale 3,5 miliarda lat według standardowej skali Hartmann) , silnie kraterowany i położony głównie na półkuli południowej. Mars niewątpliwie miał wówczas gęstą atmosferę, której ciśnienie i efekt cieplarniany z pewnością umożliwiały istnienie hydrosfery dzięki dużej ilości wody w stanie ciekłym. Koniec tego okresu zostały oznaczone przez asteroid oddziaływań z tym wielkiego bombardowania pod koniec dnia około 4,1 do 3,8 miliarda lat temu, a także początkiem intensywnej aktywności wulkanicznej, zwłaszcza w regionie Tharsis wypukłości .
HesperianHesperian (nazwane Hesperia planum ) odpowiada ziemiach od 3,7 do 3,2 miliarda lat Według skali Hartmann & Neukum (ale od 3,5 do 1,8 mld lat zgodnie z „Hartmann standardowej skali), oznaczone przez znaczącego epizodu aktywności wulkanicznej powodując wypływy lawy i osady siarki. Globalne pole magnetyczne zniknęłoby pod koniec Noego , umożliwiając wiatrowi słonecznemu erozję atmosfery Marsa , której temperatura i ciśnienie na ziemi zaczęłyby znacznie spadać, tak że woda w stanie ciekłym przestałaby istnieć na stałe. na powierzchni planety.
AmazońskieW Amazonii (nazwane Amazonis Planitia ) odpowiada lądować mniej niż 3,2 miliarda lat na skali Hartmann & Neukum (ale tylko 1,8 mld lat na standardowej skali Hartmann), bardzo mało kraterami i znajduje się w przeważającej mierze na półkuli północnej, na wysokości poniżej poziomu odniesienia planety. Aktywność wulkaniczna wydłużyłaby się, tracąc intensywność w całym tym okresie, w czterech głównych epizodach, z których ostatni miał miejsce około sto milionów lat temu, a niektóre tereny wulkaniczne wydawały się być datowane zaledwie kilka milionów lat temu. Erozja atmosfery spowodowana wiatrem słonecznym trwałaby miliardy lat, aż ciśnienie ustabilizowało się w pobliżu punktu potrójnego czystej wody, której ciśnienie wynosi 611,73 Pa . Amazońskie struktury geologiczne charakteryzują się ekstremalną suchością środowiska marsjańskiego, które było wówczas całkowicie pozbawione hydrosfery - co nie zapobiega nieciągłemu i epizodycznemu istnieniu wody w stanie ciekłym w niektórych punktach na powierzchni.
Ta chronologia trzech epok jest obecnie dobrze przyjęta - datowanie każdej z tych epok pozostaje jednak bardzo niepewne - i umożliwia wyjaśnienie zjawisk obserwowanych na powierzchni Marsa przez różne sondy działające wokół tej planety., W w szczególności jednoczesna obecność minerałów, tworzących się w różnym czasie, co zakłada dla jednych bardzo wilgotne środowisko, a dla innych wręcz przeciwnie - całkowity brak wody w stanie ciekłym. Daty proponowane dla tych trzech epok geologicznych - lub eonów - według standardowej skali Hartmanna i skali Hartmanna i Neukuma są następujące (wiek w milionach lat):
Między latami 1970 i 2010Modele składu Marsa były oparte na tym z węglowych chondrytów od typu CI , uważanych za reprezentatywne dla kondensującego część protosolar mgławicy , a na modelach kondensacji mgławicy, biorąc pod uwagę odległość Marsa od Słońca. Zasadniczo przyznali, że względne proporcje pierwiastków jako ogniotrwałych lub bardziej ogniotrwałych niż manganu były takie, jak w przypadku układów scalonych, a te z mniej ogniotrwałych pierwiastków wynikały z ich korelacji z elementami ogniotrwałymi, zaobserwowanych lub wydedukowanych z modeli kondensacji.
Na początku XXI th century pojawiła rozbieżności między danymi spektroskopowych na składzie fotosfery słonecznej i innych podejść do składu Sun ( heliosismology , przepływ neutrin słonecznych , skład wiatru słonecznego i danych eksperymentalnych na metale zmętnienie wysokiego temperatury plazmy ), co podważyło reprezentatywność układów scalonych. Skład izotopowy (w szczególności pierwiastków O , Ni , Cr , Ti , Mo i W ) oraz zawartość pierwiastków śladowych doprowadziły również do rozważenia chondrytów węglowych oddzielnie od innych chondrytów (głównie chondrytów zwykłych i chondrytów enstatytów ), przy czym ten pierwszy pozostaje reprezentatywny ciał narosłych daleko od Słońca, ale to ostatnie jest obecnie uważane za lepiej reprezentatywne dla skondensowanej materii w wewnętrznych strefach Układu Słonecznego (w tym na Ziemi i Marsie). Nowy model składu, oparty na analizie meteorytów marsjańskich , pomiarach sond marsjańskich i korelacjach obserwowanych w chondrytach niewęglowych, obejmuje zawartość pierwiastków ogniotrwałych 2,26 razy wyższą niż w przypadku IC oraz systematycznie niższą zawartość umiarkowanie lotne pierwiastki litofilne (stosunek zależny od temperatury kondensacji każdego elementu). Jedną z konsekwencji tego modelu jest to, że rdzeń Marsa zawierałby mniej niż 7 % wagowych siarki (w porównaniu z ponad 10% według poprzednich modeli), ale z drugiej strony trochę tlenu i wodoru .
Wobec braku użytecznych danych sejsmicznych - sejsmometry sond Viking były zbyt czułe na wiatr, aby dokonywać wiarygodnych pomiarów - przez długi czas nie można było bezpośrednio określić wewnętrznej struktury planety. W związku z tym opracowano standardowy model z danych pośrednich zebranych przez różne sondy badające planetę, umożliwiając w szczególności określenie struktury jej pola grawitacyjnego , momentu bezwładności i gęstości różnych warstw materiałów.
Najbardziej uderzającym wynikiem jest to, że jądro Marsa, o którym mówi się, że ma temperaturę około 2000 K , jest z pewnością płynne, przynajmniej w większości, ze względu na duże obciążenie - dokładnie ułamek wagowy co najmniej 14,2% - w elementach oświetleniowych, zwłaszcza siarka , które obniżają topnienia punkt mieszaniny żelaza i niklu ma stanowić główną część rdzenia. Jądro to miałoby promień od 1300 do 2000 km (tj. Od 38% do 59% promienia planety), być może dokładniej od 1520 do 1840 km (tj. Od 45% do 54% promienia planety ). Marsa), niepewność częściowo wynikająca z nieznanej części płaszcza, która mogłaby być ciekła i w konsekwencji zmniejszyłaby rozmiar jądra; Dość często podajemy wartość 1480 km jako promień jądra Marsa, czyli 43,7% średniego promienia samej planety (3389,5 km ). Fizyczne właściwości (wielkość, gęstość) jądra można jakościowo przybliżyć momentem bezwładności planety, który można ocenić analizując precesję jej osi obrotu, a także zmiany jego prędkości obrotowej poprzez modulacje przez efekt Dopplera sygnałów radiowych emitowanych przez czujników umieszczonych na jej powierzchni; Dane Mars Pathfinder umożliwiły zatem udoskonalenie danych zebranych wcześniej za pomocą sond Viking i ustalenie, że masa Marsa jest raczej skoncentrowana w jego centrum, co przemawia za gęstym jądrem i niezbyt dużym.
Płaszcz Marsa byłby bardzo podobny do płaszcza Ziemi , składający się z faz stałych zdominowanych przez krzemiany bogate w żelazo , które stanowią ułamek wagowy od 11 do 15,5% płaszcza.
Marsjańska skorupa wydaje, zgodnie z topografii, znacznie grubszy w południowej półkuli niż na półkuli północnej: a prosty model o jednolitej gęstości 2900 kg / m 3 prowadzi do średniej grubości około 50 km , czyli 4,4% objętości planety, z wartościami ekstremalnymi 92 km w regionie Syria Planum i zaledwie 3 km pod basen uderzeniowy do Isidis Planitia , podczas gdy skorupa byłaby mniejsza niż 10 km w dowolnym regionie Utopia Planitia .
Lądownik InSight został zbudowany w celu zbadania wewnętrznej struktury Marsa za pomocą sejsmometru SEIS . Udostępnia 6 kwietnia 2019 roku pierwsze nagranie trzęsienia ziemi na Marsie .
Zebrane w 2021 roku dane sejsmiczne pozwalają po raz pierwszy z całą pewnością określić promień jądra Marsa: między 1810 a 1860 km , czyli mniej więcej połowę promienia jądra Ziemi. Wynik ten, znacznie wyższy niż szacunki oparte na masie i momencie bezwładności , sugeruje, że rdzeń Marsa oprócz żelaza - niklu i siarki zawiera lekkie pierwiastki , prawdopodobnie tlen .
Mars nie ma magnetosfery . Jednak magnetometr MAG / ER i reflektometr elektronów sondy Mars Global Surveyor wykazały1997magnetyzm Remanent , aż do 30 razy większa niż w skorupie ziemskiej , na niektórych starożytnych geologicznie rejonach półkuli południowej, a zwłaszcza w regionie Terra Cymmerii i Terra Sirenum . Pomiary wykazują pole magnetyczne wyniósł 1,5 | j T na wysokości 100 km , co wymaga namagnesowanie znacznej objętości Marsjanskich skorupy, co najmniej 10 6 km 3 . Przez dziewięć lat Mars Global Surveyor mierzył parametry magnetyczne nad powierzchnią Marsa za pomocą instrumentu MGS MAG ( MGS Magnetometer ) zbierającego dane wektorowe z wysokości typowej 400 km , czasami zbliżającej się do 90 km od powierzchni morza, a MGS ER ( Reflektometr elektronów MGS ) mierzący magnetyzm całkowity średnio z wysokości 185 km . Dlatego obecnie nie ma mapy magnetycznej samej powierzchni Marsa, podobnie jak dokładną naturę namagnesowanych minerałów można założyć tylko przy obecnym stanie naszej wiedzy.
Geografia marsjańskiego paleomagnetyzmu i zaangażowanych minerałówBadanie meteorytów z Marsa sugeruje, że ten paleomagnetyzm wynika, podobnie jak na Ziemi, z namagnesowania minerałów ferromagnetycznych, takich jak magnetyt Fe 3 O 4i pirotyn Fe 1 δ Sktórego atomy dostosowanie ich moment magnetyczny z globalnym pola magnetycznego i zamrożenie tego konfigurację przechodząc poniżej temperatury Curie z mineralnymi , na przykład 858 K ( 585 ° C ) do magnetytu, ale tylko 593 K ( 320 ° C) ) do pirotynu. Innymi minerałami kandydującymi na wektory paleomagnetyzmu skorupy marsjańskiej są ilmenit FeTiO 3w roztworze stałym z hematytem Fe 2 O 3, o tej samej budowie, z utworzeniem tytanohematytów i, w mniejszym stopniu, tytanomagnetytu Fe 2 TiO 4, których namagnesowanie i temperatura Curie są jednak niższe.
Brak takiego paleomagnetyzmu w basenach uderzeniowych półkuli południowej, takich jak Hellas i Argyre, jest ogólnie interpretowany jako wskazówka, że Mars nie posiadał już globalnego pola magnetycznego podczas tych uderzeń, chociaż jest również możliwe, że ochłodzenie materiałów w miejscu uderzenie było zbyt szybkie, aby umożliwić wyrównanie ich ostatecznego namagnesowania z globalnym polem magnetycznym. I odwrotnie , znaczący paleomagnetyzm, a czasem nawet dość wysoki, odnotowano powyżej 14 najstarszych basenów zidentyfikowanych na planecie. Podobnie, nie wykryto żadnego znaczącego pola magnetycznego nad głównymi wulkanicznymi regionami Elysium Planitia i wybrzuszeniem Tharsis , jednak słaby, ale silniejszy magnetyzm zaobserwowano nad wulkanicznymi prowincjami, mniejszymi i starszymi południowymi wyżynami.
Analiza trójwymiarowych składników pola magnetycznego zarejestrowanych w kilkudziesięciu znaczących punktach na powierzchni Marsa umożliwiła kilku zespołom ekstrapolację położenia paleomagnetycznego bieguna Marsa. Symulacje te - które mimo wszystko muszą być wykonane z pewnej odległości - są całkiem spójne ze sobą i prowadzą do zlokalizowania jednego z marsjańskich biegunów paleomagnetycznych między 150 ° E i 330 ° E z jednej strony a 30 ° S i 90 ° N d z drugiej strony, to znaczy w przybliżeniu w promieniu 3600 km wokół punktu położonego w połowie drogi między Alba Mons i Olympus Mons .
Odwrócenie polaryzacji i zanik globalnego magnetyzmuCo ciekawe, magnetyzacja mierzona Mars MGS jest skonstruowany w równoległych pasm o przeciwnej polaryzacji, przypominające te z dna morskiego na ziemi (patrz schemat obok): To krystalizuje po obu stronach wypukłości jak idą jak. Płytki poruszać poza „zapamiętywaniem” orientacji pola magnetycznego Ziemi w czasie krzepnięcia; każde odwrócenie pola magnetycznego Ziemi jest zatem „rejestrowane” w tak uformowanych skałach, których namagnesowanie jest w konsekwencji symetryczne po obu stronach każdego grzbietu. Z drugiej strony, taka symetria nigdy nie była obserwowana na Marsie, więc żaden element obecnie nie pozwala przypuszczać istnienia w przeszłości jakiejkolwiek tektoniki płyt na czerwonej planecie. Dopiero obserwacja przy wyższych rozdzielczościach pozwoliłaby na zamknięcie debaty.
Gdy jest globalny, pole magnetyczne o planecie jest głównie pochodzenia wewnętrznego. Uważa się, że jest to spowodowane konwekcją płynów przewodzących (tj. Ciekłych metali) tworzących zewnętrzną część rdzenia. Ten proces jest znany jako efekt dynamo . Te ruchy konwekcyjne implikują istnienie wystarczającego gradientu termicznego od rdzenia do płaszcza ; przy braku takiego gradientu nie można było utrzymać efektu dynama.
Fakt ten będzie przyczyną zniknięcia globalnego pola magnetycznego Marsa, prawdopodobnie co najmniej cztery miliardy lat temu: że asteroida uderzenia z tej wielkiej koniec bombardowania byłby wstrzyknięcia wystarczającej energii cieplnej do płaszcza Marsa poprzez przekształcenie energii kinetycznej z na udary w ciepło , które przestały efekt dynamo anulując gradient temperatury koniecznej do utrzymania.
Geneza dychotomii magnetycznej między półkulą północną i południowąPrzypisanie zniknięcia marsjańskiego globalnego pola magnetycznego kosmicznemu zderzeniu zostało podjęte w alternatywnej teorii implikującej tym razem szczątkową protoplanetę wielkości Księżyca uderzającego w Marsa na długo przed wielkim późnym bombardowaniem, to znaczy zaledwie kilka dziesiątek milionów lat po powstaniu planety (w sposób podobny do hipotetycznego uderzenia Théia z proto-Ziemią), w pobliżu obecnego bieguna północnego i pod dość małym kątem padania: uderzenie to będzie pochodzenie z jednej strony dychotomii skorupy ziemskiej (idea nie jest nowa, nakłada się na omawianą raczej teorię basenu borealnego ), az drugiej strony brak paleomagnetyzmu w korze półkuli północnej, ze względu na zanikanie gradientu termicznego między jądrem a płaszczem tylko na półkuli północnej, pozostawiając efekt dynamo skoncentrowany na półkuli południowej. W ten sposób Mars poznałby przejściowo magnetyzm nie globalny, ale „półkulisty” i poza środkiem w kierunku bieguna południowego, co wyjaśniałoby wyjątkową intensywność magnetyzmu szczątkowego w pewnych częściach skorupy półkuli południowej, a także brak zauważalnego paleomagnetyzmu na półkuli północnej.
Teoria ta nie jest jedyną proponowaną do wyjaśnienia superpozycji „dychotomii magnetycznej” na marsjańskiej dychotomii skorupy ziemskiej: różnica w grubości i strukturze marsjańskiej skorupy między dwiema półkulami, częściowe stopienie kory półkuli północnej u źródła przebudowy jego powierzchni i serpentynizacji kory marsjańskiej u Noahów są najbardziej zaawansowane wyjaśnienia.
Zorza polarnaTe światła może wystąpić na anomalie magnetyczne skorupy Marsa. Najprawdopodobniej nie są one jednak widoczne ludzkim okiem, ponieważ emitują głównie w ultrafiolecie .
Wulkanizm marsjański zacząłby się prawie cztery miliardy lat temu, u schyłku Noego, po wielkim późnym bombardowaniu . Swoją maksymalną intensywność poznałby w Hesperian - między 3,7 a 3,2 G a według skali Hartmanna i Neukum - a następnie stopniowo osłabiałby się w całej Amazonii . Wytworzył ogromne wulkany tarczowe, które są największymi znanymi budowlami wulkanicznymi w Układzie Słonecznym : największy z nich, Alba Mons , ma u podstawy średnicę około 1600 km , a największy to Olympus Mons , na zachodnim krańcu Tharsis. Wybrzuszenie , które osiąga wysokość 22,5 km od podstawy do szczytu. Wytworzyło również wiele stratowulkanów , znacznie mniejszych, kilkaset małych wulkanów szerokich na kilkaset metrów (na przykład na Syria Planum ), a także równiny lawy, podobne do wulkanicznych przestrzeni zidentyfikowanych na Księżycu , Wenus czy Merkurego .
Równiny lawyNajstarszą formą marsjańskiej wulkanizmu, datowany na koniec Noahickie , utrzymująca się aż do początku Hesperian , byłoby to z bazaltowych połacie pokrywających dno z basenów oddziaływania na argyre planitia i Hellas Planitia i że niektóre płaskie i gładkie przestrzenie znajdujące między tymi dwoma basenami i basenem Isidis , przypominającym gładkie tereny wulkaniczne zidentyfikowane na Merkurym (na przykład Borealis Planitia ), na Wenus (typowo Ginewra Planitia ) i na Księżycu („ morza ” księżycowe), przez większość czasu skorelowane z kosmiczne wpływy .
Na Marsie te noahickie równiny lawy stanowią regiony Malea Planum , Hesperia Planum i Syrtis Major Planum , które wyglądają jak bazaltowe płaskowyże, których powierzchnia, typowa dla hesperu , jest geologicznie nowsza. Dynamika leżąca u podstaw tego typu wulkanizmu, między szczeliną a gorącym punktem , nie jest do końca poznana; w szczególności nie wyjaśniamy w pełni faktu, że wulkany Malea , Hesperia i Elysium są mniej więcej wyrównane na ponad jednej trzeciej obwodu Marsa.
Typologia i rozmieszczenie wulkanów marsjańskichWulkanizm marsjański jest najbardziej znany ze swoich wulkanów tarczowych , największych w Układzie Słonecznym . Ten typ wulkanu charakteryzuje się bardzo niskim nachyleniem jego boków. Na Ziemi taki wulkan powstaje w wyniku wylewów lawy ubogiej w krzemionkę , bardzo płynnej, która łatwo płynie na duże odległości, tworząc spłaszczone struktury rozprzestrzeniające się na bardzo dużych powierzchniach, w przeciwieństwie np. Do stratowulkanów , których stożek dobrze uformowany ma dużo bardziej ograniczona baza. Ten sam typ wulkanu tarczowego na Ziemi to Mauna Loa na Hawajach ; Piton de la Fournaise na Reunion , jest inny, mniejszy, ale bardzo aktywna.
Najbardziej charakterystyczny z marsjańskich wulkanów tarczowych, Olympus Mons , ma około 22,5 km wysokości i 648 km szerokości i ma kalderę szczytową o wymiarach 85 × 60 × 3 km, powstałą w wyniku połączenia sześciu różnych kraterów. Mars ma pięć największych znanych wulkanów w Układzie Słonecznym (wysokości podane w odniesieniu do marsjańskiego poziomu odniesienia ):
Dla porównania, najwyższy wulkan Wenus , Maat Mons , wznosi się zaledwie około 8 000 m powyżej średniego promienia Wenus , który służy jako poziom odniesienia na tej planecie.
Na Marsie znajduje się również największy z wulkanów Układu Słonecznego, Alba Mons , którego wysokość nie przekracza 6600 m, ale rozciąga się na około 1600 km szerokości.
Marsjańskie wulkany tarczowe osiągają gigantyczne rozmiary w porównaniu do ich ziemskich odpowiedników ze względu na brak tektoniki płyt na Marsie: skorupa marsjańska pozostaje nieruchoma w stosunku do gorących punktów , które mogą w ten sposób przebijać ją w tym samym miejscu przez bardzo długi czas. powstają wulkaniczne budowle powstałe w wyniku nagromadzenia lawy przez niekiedy kilka miliardów lat, podczas gdy na Ziemi przemieszczenie płyt litosferycznych ponad te gorące punkty prowadzi do powstania ciągu kilkudziesięciu wulkanów, z których każdy pozostaje aktywny tylko przez kilka milionów lat, co jest o wiele za krótkie, aby umożliwić tworzenie struktur tak imponujących, jak na Marsie. Hawajski Archipelag jest najlepszym przykładem naziemnej ilustrujący przemieszczenie płyty tektoniczne powyżej punktu dostępu, w tym przypadku płyta Pacific powyżej hotspot Hawaii ; w ten sam sposób archipelag Mascarene wynika z przemieszczenia płyty somalijskiej nad gorącym punktem Reunionu .
Sześć marsjańskich wulkanów tarczowych jest geograficznie podzielonych na dwa sąsiednie regiony wulkaniczne o różnym znaczeniu:
Te mniejsze wulkany są często anonimowymi wulkanami tarczowymi, takimi jak Syria Planum , ale niektóre średniej wielkości bardziej przypominają stratowulkany , które powstają w wyniku gromadzenia się osadów lawy zmieszanych z popiołem wulkanicznym . Są to tholi (łac. Liczba mnoga tholus ), budynki o mniejszych rozmiarach niż wulkany tarczowe, o bardziej stromych zboczach, szczególnie w pobliżu krateru, a także paterae , które czasami są zredukowane do ich kaldery . Wszystkie te typy wulkanów są obecne w rejonach zgrubienia Tharsis i Elysium Planitia , jednak ogólną tendencją jest obserwowanie wulkanów tarczowych raczej w regionie Tharsis, podczas gdy wulkany Elysium są bardziej podobne do stratowulkanów.
Geneza i chronologia marsjańskiego wulkanizmuBrak ciągłości między Phyllosien i Theiikien , który zbiegałby się mniej więcej z początkami hipotetycznego „ wielkiego późnego bombardowania ” ( po angielsku LHB ), zmaterializowałby epokę maksymalnej aktywności wulkanicznej, która rozciągnęłaby się na Theiikien i Siderikian - a zatem na Hesperian i Amazońska - stopniowo zanika jako planeta traci większość swojej aktywności wewnętrznej. Nie można wykluczyć korelacji między wulkanizmem Hesperian a kosmicznymi wpływami Noahów . Ten wulkanizm osiągnąłby swoje maksimum w wyniku potężnych kosmicznych uderzeń pod koniec poprzedniego eonu , a każdy z pięciu wulkanicznych regionów planety bezpośrednio przylega do basenu uderzeniowego :
Powierzchni i masy Mars są odpowiednio 3,5 i 10 razy mniej niż w ziemi , planeta chłodzone szybciej niż nasz i jego aktywność wewnętrzną zatem zredukowana szybciej: podczas wulkaniczna i, bardziej ogólnie, tektoniczne ( górotwórczość , trzęsienia ziemi , tektonika płyt itp.) są nadal bardzo aktywne na Ziemi, nie wydają się już być zauważalne na Marsie, gdzie żadna tektonika płyt , nawet przeszła, nigdy nie mogłaby się wyróżniać.
Wydaje się, że marsjański wulkanizm również przestał być aktywny, chociaż epoka, wydaje się bardzo niedawna, niektórych strumieni lawy sugeruje, że w przypadku niektórych wulkanów aktywność jest obecnie z pewnością bardzo ograniczona, ale być może nie rygorystycznie. Zero, zwłaszcza że Mars, w przeciwieństwie do Księżyc nie skończył się ochładzać, a jego wnętrze, dalekie od całkowitego zamarznięcia, w rzeczywistości zawiera jądro, które może być całkowicie płynne. Ogólnie rzecz biorąc, analiza danych zebranych przez Mars Express doprowadziła zespół planetologów z niemieckiego Gerharda Neukuma, kierowanego przez ESA, do zaproponowania sekwencji pięciu epizodów wulkanicznych:
Daty te opierają się na ocenie tempa kraterizacji odpowiednich przepływów lawy, który wydaje się być weryfikowany krzyżowo przez pośrednie obserwacje w średnim okresie, ale zaprzeczają mu bezpośrednie krótkoterminowe obserwacje wywnioskowane z częstotliwości niedawnych uderzeń obserwowanych przez więcej niż dziesięć lat. przez sondy satelitarne wokół Marsa, a główną trudnością tego typu datowania jest ocena błędów statystycznych wprowadzanych przez zauważalną różnicę rzędów wielkości między starożytnymi powierzchniami (ponad 2 miliardy lat), które stanowią znaczną część powierzchnię Marsa i nowsze powierzchnie (mające mniej niż 200 milionów lat), które są stosunkowo bardzo małe.
Co więcej, jeśli częstotliwość niedawnych uderzeń rejestrowanych przez sondy orbitujące wokół Marsa wydaje się sugerować wyższą szybkość kraterów niż ta zwykle stosowana do datowania formacji marsjańskich (co prowadziłoby do konieczności „odmłodzenia” wszystkich tych dat), wydawałoby się, że raczej niż: w dłuższej perspektywie tempo kraterizacji zostało wręcz przeciwnie podzielone przez trzy w ciągu ostatnich 3 miliardów lat, co powodowałoby „starzenie” dat na Marsie, tym bardziej, że odnoszą się one do niedawnych zjawisk.
Przez długi czas do mineralogii powierzchni Marsa można było się zbliżyć jedynie poprzez badanie kilkudziesięciu meteorytów z Marsa . Chociaż meteoryty te są nieliczne i ograniczone do ograniczonych okresów geologicznych, pozwalają ocenić znaczenie skał bazaltowych na Marsie. Podkreślają różnice w składzie chemicznym Marsa i Ziemi i świadczą o obecności wody w stanie ciekłym na powierzchni planety ponad 4 miliardy lat temu. „Orbitery”, których spektrometry pozwalają nam określić charakter faz stałych obecnych na powierzchni, oraz lądowniki, które mogą chemicznie analizować skład próbek pobranych ze skał lub w ziemi, umożliwiły nam od tego czasu udoskonalenie naszej wiedzy o Marsie. minerały.
Analizy in situ przez lądownikiOd lat 1970sondy Viking 1 i Viking 2 przeanalizowały marsjańską glebę, ujawniając naturę, która może odpowiadać erozji bazaltu . Analizy te wykazały dużą zawartość krzemu Si i żelaza Fe, a także magnezu Mg, glinu Al, siarki S, wapnia Ca i tytanu Ti ze śladami strontu Sr, itru Y i prawdopodobnie cyrkonu Zr. Zawartość siarki była prawie dwukrotnie wyższa niż zawartość potasu pięć razy niższa niż średnia dla skorupy ziemskiej . Gleba zawierała również związki siarki i chloru , przypominające osady ewaporatów , powstałe na Ziemi w wyniku parowania wody morskiej . Stężenie siarki było wyższe na powierzchni niż na głębokości. Eksperymenty mające na celu określenie obecności możliwych mikroorganizmów w glebie marsjańskiej poprzez pomiar uwalniania tlenu po dodaniu „składników odżywczych” pozwoliły zmierzyć uwalnianie cząsteczek O 2 .znaczące, które przy braku innych śladów biologicznych odnotowanych w inny sposób, przypisano obecności ponadtlenkowych jonów O 2 - .. W spektrometrze APXS z Mars Pathfinderem przeprowadzono jesienią1997 zestaw pomiarów wyrażonych jako procent wagowy tlenków, który uzupełnił te wyniki o wyniki z innego rejonu powierzchni Marsa.
Czerwonawy odcień planety pochodzi głównie od tlenku żelaza (III) Fe 2 O 3wszechobecny na swojej powierzchni. Ten amorficzny hematyt (z drugiej strony skrystalizowany hematyt ma kolor szary) jest bardzo obecny na powierzchni skał, a także ziaren pyłu niesionych przez wiatry, które nieustannie omiatają powierzchnię planety, ale nie wydają się przenikać bardzo głęboko w ziemi, sądząc po śladach pozostawionych od zimy2004przez koła korzeni Mars Exploration Rover , które ukazują rdzawy kolor jako warstwy kurzu, grubsze i pokryte ciemnym pyłem dla Opportunity , podczas gdy same skały są zauważalnie ciemniejsze.
Ponadto gleba Marsa została poddana analizie in situ przez sondę Phoenix jesienią2008okazał się zasadowy ( pH ≈ 7,7 ± 0,5) i zawierał wiele soli , z dużą zawartością potasu K + , chlorków Cl - , nadchloranów ClO 4 -i magnezu Mg 2+ . W szczególności obecność nadchloranów była szeroko komentowana, ponieważ a priori nie jest zbyt kompatybilna z możliwością życia na Marsie. Sole te mają tę szczególną cechę, że znacznie obniżają temperaturę topnienia lodu wodnego i mogą tłumaczyć „wąwozy” - w języku angielskim gullia - regularnie obserwowane przez sondy na orbicie wokół planety, które byłyby zatem śladami przepływu solanki na pochyłym lądzie.
Ogólnie rzecz biorąc, stwierdzono, że skały marsjańskie mają głównie charakter bazaltowy toleitowy .
W 2018Mini laboratorium SAM na pokładzie łazika Curiosity wykrywa związki organiczne ( tiofenowe , aromatyczne i alifatyczne ) w glebach krateru Mojave i wzgórz Confidence Hills.
Amerykańskie (zwłaszcza Mars Odyssey 2001 i Mars Reconnaissance Orbiter ) i europejskie ( Mars Express ) sondy badają planetę na całym świecie od kilku lat (odpowiednio2002, 2006 i 2003), co pozwala nam poszerzyć i udoskonalić nasze rozumienie jego natury i historii. Jeśli potwierdzili dominację bazaltów na powierzchni planety, sondy te również zebrały nieoczekiwane wyniki.
Oliwiny i piroksenyW związku z tym sonda Mars Express z ESA ma przyrząd o nazwie OMEGA - „ Obserwatorium mineralogii, wody, lodu i aktywności ” - zasadniczo francuskiej produkcji, za którą odpowiedzialny jest Jean-Pierre Bibring z IAS w Orsay , który mierzy widmo w podczerwieni (o długości fal od 0,35 do 5,2 µm ) światła słonecznego odbitego od powierzchni Marsa w celu wykrycia widma absorpcji różnych minerałów, które ją tworzą. Ten eksperyment był w stanie potwierdzić obfitość skał magmowych na powierzchni Marsa, w tym oliwinów i piroksenów , które mają niższy poziom wapnia na pokrytych kraterami wyżynach półkuli południowej niż w pozostałej części planety. oliwin ; tak więc najstarsze materiały skorupy marsjańskiej powstałyby z płaszcza zubożonego w glin i wapń.
Oliwiny i pirokseny są głównymi składnikami perydotytów , skał plutonicznych dobrze znanych na Ziemi jako główny składnik płaszcza.
Krzemiany warstwowe, wietrzenie wodne skał magmowychDecydującym odkryciem w zrozumieniu historii Marsa była identyfikacja przez OMEGA krzemianów warstwowych szeroko rozpowszechnionych w najstarszych regionach planety, ujawniających długotrwałe oddziaływanie skał magmowych z wodą w stanie ciekłym. CRISM - Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars - instrument sondy Mars Reconnaissance Orbiter umożliwił określenie natury tych minerałów.
Uwodnione chlorki i siarczany, markery mokrej przeszłościOMEGA umożliwiła również wykrycie uwodnionych siarczanów w wielu częściach świata , takich jak np. Kizeryt MgSO 4 • H 2 Ow rejonie Meridiani Planum , a nawet w rejonie Valles Marineris , jeszcze bardziej uwodnione siarczany, których natury mineralogicznej nie udało się zidentyfikować, a także złoża gipsu CaSO 4 • 2H 2 Ow kizerycie dnie jeziora suchym, co wskazuje na zmianę natury soli tego korpusu wody podczas jego suszenia, z siarczanu magnezowego do siarczanu wapnia .
Wzdłuż krawędzi borealnej czapy polarnej wykryto również duże obszary uwodnionego siarczanu wapnia, prawdopodobnie gipsu. Obecność minerałów uwodnionych ma wyraźnie wskazuje na zwiększoną obecność ciał płynnej wody na powierzchni Marsa, łącznie z wodą zawierającą siarczany z magnezem i wapniem rozpuszczonej.
Sonda Mars Odyssey z 2001 r. Wykryła również obecność chlorków na wyżynach półkuli południowej, wynikającą z odparowywania zbiorników słonej wody o powierzchni nieprzekraczającej 25 km 2 w różnych miejscach tych starożytnych ziem z czasów Noahów, a nawet dla niektórych , na początku Hesperian .
Metan i energia hydrotermalna w regionie Nili FossaeJeden z najbardziej zdumiewających wyników Mars Reconnaissance Orbiter pochodzi ze szczegółowych badań w 2008 r. Regionu Nili Fossae , zidentyfikowanego na początku 2009 r. Jako źródło znaczących emisji metanu . Metan został wykryty już2003w atmosferze Marsa , zarówno przez sondy takie jak Mars Express, jak i z Ziemi; tych emisji CH 4koncentrowałby się w szczególności na trzech określonych obszarach regionu Syrtis Major Planum . Jednak metan jest niestabilny w marsjańskiej atmosferze, ostatnie badania sugerują nawet, że jest on sześćset razy mniej stabilny niż początkowo szacowano (jego średnią długość życia oszacowano na 300 lat), ponieważ tempo metanu nie miało czasu ujednolicić się w atmosferze i pozostaje skoncentrowany wokół swoich stref emisji, co odpowiadałoby okresowi życia kilkuset dni; odpowiednie źródło metanu byłoby również 600 razy silniejsze niż początkowo szacowano, emitując ten gaz przez około sześćdziesiąt dni na marsjański rok pod koniec lata na półkuli północnej.
Analizy geologiczne przeprowadzone w 2008przez sondę Mars Reconnaissance Orbiter w rejonie Nili Fossae wykazała obecność glin ferromagnezów (smektytów), oliwinu (krzemian ferromagnezu (Mg, Fe) 2 SiO 4wykryto już w 2003 r.) i magnezytu (węglan magnezu MgCO 3), ujawniając obecność glinek bogatych w żelazo , magnez , oliwin i węglan magnezu oraz serpentynę . Jednoczesna obecność tych minerałów pozwala po prostu wyjaśnić powstawanie metanu, ponieważ na Ziemi metan CH 4tworzy się w obecności węglanów - np. MgCO 3 wykryto w 2008- i ciekłą wodę podczas hydrotermicznego metamorfizmem z żelaza (III), tlenek Fe 2 O 3lub oliwin (Mg, Fe) 2 SiO 4w serpentynie (Mg, Fe) 3 If 2 O 5 (OH) 4Zwłaszcza gdy poziom magnezu w oliwinu nie jest zbyt wysokie, a gdy ciśnienie cząstkowe z dwutlenku węgla CO 2jest niewystarczająca, aby doprowadzić do powstania talku Mg 3 Si 4 O 10 (OH) 2ale wręcz przeciwnie, prowadzi do powstania serpentyny i magnetytu Fe 3 O 4, jak w reakcji:
24 Mg 1,5 Fe 0,5 SiO 4+ 26 H 2 O+ CO 2→ 12 Mg 3 Si 2 O 5 (OH) 4+ 4 Fe 3 O 4+ CH 4.Prawdopodobieństwo tego typu reakcji w rejonie Nili Fossae wzmacnia wulkaniczna natura Syrtis Major Planum oraz ścisła korelacja obserwowana od2004, między wilgotnością regionu a stężeniem metanu w atmosferze.
Oliwin i jarozyt, przetrwały tylko w suchym klimacieOliwin , odkryto w regionie Nili bruzdy , a w innych obszarach Mars przez Thermal emisji Spectrometer (TES) o Mars MGS jest nietrwały minerał środkowy wodnym łatwo daje inne minerały, takie jak iddingsyt z getytu , z serpentyna , chloryty , smektyty , maghemit i hematyt ; obecność oliwinu na Marsie wskazuje zatem na powierzchnie, które nie były narażone na działanie wody w stanie ciekłym od czasu powstania tych minerałów, które datuje się na kilka miliardów lat wstecz, do Noahów dla najstarszych gleb. Jest to zatem silny dowód na skrajną suchość marsjańskiego klimatu w Amazonii , która najwyraźniej zaczęła się już, przynajmniej lokalnie, pod koniec hesperu .
Co więcej, odkrycie przez łazik Mars Opportunity na Meridiani Planum w 2004 roku jarozytu , siarczanu żelazowo-sodowego (na Ziemi sód jest zastępowany potasem ) o wzorze NaFe (III) 3 (OH) 6 (SO 4 ) 2, umożliwiło dalsze sprecyzowanie sekwencji epizodów klimatycznych na Marsie. Minerał ten w rzeczywistości powstaje na Ziemi w wyniku zmiany skał wulkanicznych w kwaśnym utleniającym środowisku wodnym, tak że jego wykrycie na Marsie implikuje okres wilgotnego klimatu, który pozwala na istnienie kwaśnej wody w stanie ciekłym. Lecz ten minerał jest również dość szybko degradowane przez wilgoć, w celu utworzenia żelazowe tlenowodorotleneki takie jak a-FeO (OH) getytu , który również w innych miejscach na świecie (zwłaszcza przez rover ducha w krateru Gusev ). Dlatego też powstanie jarozytu w wilgotnym klimacie musiało być szybko kontynuowane do dnia dzisiejszego przez suchy klimat w celu zachowania tego minerału, nowa wskazówka, że woda w stanie ciekłym przestała istnieć w Amazonii, ale była obecna we wcześniejszych epokach w historii Marsa.
Ostatnie zmianyPlik 28 września 2015NASA ogłasza, że wykryła tam przepływy „solanek o różnym składzie, wykonanych z chloranu i nadchloranu magnezu i nadchloranu sodu, zmieszanych z niewielką ilością wody. ”. Według analiz w podglebie marsjańskiej znajdowała się woda w stanie ciekłym lub lodowym.
Poniższy scenariusz ma stanowić wiarygodną syntezę wywnioskowaną na podstawie aktualnej wiedzy wynikającej z różnych kampanii eksploracyjnych Marsa w ciągu ostatnich czterdziestu lat, której wyniki podsumowano w artykule Geology of Mars .
Podobnie jak inne planety w Układzie Słonecznym , Mars byłaby utworzona około 4,6 miliarda lat temu przez grawitacyjne akrecji z planetozymalami wynikających z kondensacji mgławicy słonecznej . Jest umieszczony poniżej granicy 4 AU z Sun , powyżej których można skraplać lotne związki , takie jak woda H 2 O, metan CH 4lub amoniak NH 3Mars powstał z planetozymali o charakterze zasadniczo syderofilnym (bogatym w żelazo ) i litofilnym (zbudowanym z krzemianów ), ale ze zwiększoną zawartością pierwiastków chalkofilnych , począwszy od siarki, która wydaje się być znacznie bardziej obfita na Marsie niż na Ziemi , jak ujawniono na podstawie pomiarów przeprowadzonych przez Mars Global Surveyor .
Ta wysoka zawartość siarki sprzyjałaby zróżnicowaniu marsjańskiej kuli ziemskiej, z jednej strony obniżając temperaturę topnienia tworzących ją materiałów, az drugiej strony tworząc siarczki żelaza, które chemicznie oddzielały żelazo. krzemiany i przyspieszyć jego stężenie w środku Ziemi w celu utworzenia rdzenia ELEMENT siderophilic bogatsze elementy chalcophile na rdzeń ziemskie ; Badanie z radiogenicznym izotopów z meteorytów z Mars , a w szczególności 182 Hf / 182 układzie W , ten sposób wykazały, że rdzeń Mars, że powstały w zaledwie 30 milionów lat przed ponad 50 milionów lat w ziemi . Ta ilość lekkich pierwiastków wyjaśniałaby zarówno dlaczego jądro Marsa jest nadal płynne, jak i dlaczego najstarsze wylewy lawy zidentyfikowane na powierzchni planety wydają się być szczególnie płynne, dopóki nie przepłynęły przez prawie tysiąc kilometrów wokół Alba Patera, na przykład. .
Natura planetozymali, która doprowadziła do powstania planety, zdeterminowała naturę pierwotnej atmosfery Marsa, poprzez stopniowe odgazowanie stopionych materiałów w masie różnicującej się planety. Przy obecnym stanie wiedzy atmosfera ta musiała być znacznie gęstsza niż obecnie i składała się głównie z pary wodnej H 2 Oa także dwutlenek węgla CO 2, Azot N 2, dwutlenek siarki SO 2i prawdopodobnie całkiem duże ilości metanu CH 4.
Na początku swojego istnienia Mars z pewnością musiał stracić, szybciej niż Ziemia, znaczną część ciepła wynikającego z energii kinetycznej planetozymali, które zderzyły się ze sobą, aby doprowadzić do jego powstania: jego masa jest rzeczywiście dziesięciokrotnie większa. mniej niż Ziemi, a jej powierzchnia jest tylko 3,5 razy mniejsza, co oznacza, że stosunek powierzchni do masy czerwonej planety jest prawie trzykrotnie większy niż naszej planety. Skorupa musiała więc z pewnością zestalić się na swojej powierzchni w ciągu stu milionów lat i jest możliwe, że dychotomia skorupy ziemskiej obserwowana dzisiaj między półkulą północną i południową sięga następnych kilkuset milionów lat powstania planety.
Po dostatecznym ochłodzeniu, około 4,5 do 4,4 miliarda lat temu, stała powierzchnia planety musiała otrzymać w postaci deszczu skondensowaną atmosferyczną parę wodną , która reaguje z żelazem w podgrzanych minerałach do utleniacza, uwalniając wodór H 2który, zbyt lekki, aby gromadzić się w atmosferze, uciekł w kosmos. Doprowadziłoby to do prymitywnej atmosfery, w której pozostałby tylko CO 2 .The N 2i SO 2jako większość składników wczesnej marsjańskiej atmosfery, przy całkowitym ciśnieniu atmosferycznym wówczas kilkaset razy wyższym niż obecnie; obecne standardowe ciśnienie na marsjańskim poziomie odniesienia z definicji wynosi 610 Pa .
W epoce geologicznej znanej jako Noahic, która zakończyła się około 3,7 do 3,5 miliarda lat temu, Mars wydaje się oferować warunki bardzo różne od dzisiejszych i dość podobne do tych na Ziemi w tym czasie, z globalnym polem magnetycznym chroniącym grube i być może umiarkowana atmosfera pozwalająca na istnienie hydrosfery skupionej wokół borealnego oceanu zajmującego obecny zasięg Vastitas Borealis .
Przeszłość istnienie globalnego pola magnetycznego wokół Marsa została odkryta dzięki obserwacji, przeprowadzonych w 1998 roku przez Mars Global Surveyor , o paleomagnetyzm nad najstarszego ziemi w południowej półkuli, w szczególności w regionie Terra Cymmerii i Terra Sirenum . Magnetosfera produkowane przez tego globalnego pola magnetycznego miało działać, jak magnetosfery Dziś Ziemi, w ochronie atmosfery Marsa z erozją przez wiatr słoneczny , który ma tendencję do atomów wysunąć z górnych warstw atmosfery w przestrzeń. Przeniesienie do nich energia konieczna aby osiągnąć prędkość uwalniania .
Efekt cieplarniany byłby w pracy hartować marsjańska atmosfera, która w przeciwnym razie byłaby niższa niż obecnie ze względu na niższą promieniowania emitowanego przez Słońce , wówczas jeszcze młody i w procesie stabilizacji. Symulacje wskazują, że cząstkowe ciśnienie od 150 kPa do CO 2pozwoliłoby mieć średnią temperaturę na ziemi równą dzisiejszej, czyli 210 K (nieco mniej niż -60 ° C ). Wzmocnienie tego efektu cieplarnianego poza tą temperaturą mogło wynikać z kilku dodatkowych czynników:
Wiemy, że na Marsie było wówczas obficie wody w stanie ciekłym, ponieważ badania mineralogiczne powierzchni planety ujawniły znaczną obecność krzemianów warstwowych na ziemiach z tego czasu. Jednak krzemiany warstwowe są dobrymi wskaźnikami zmian skał magmowych w wilgotnym środowisku. Obfitość tych minerałów w glebach sprzed około 4,2 miliarda lat temu skłoniła zespół planetologów ESA odpowiedzialnych za instrument OMEGA i kierowany przez Jean-Pierre'a Bibringa do zaproponowania nazwy Phyllosien dla odpowiedniego eonu stratygraficznego : jest to najwyraźniej najbardziej mokry okres którą zna planeta Mars.
Bardziej szczegółowe badania przeprowadzone in situ przez dwa łaziki do eksploracji Marsa , Spirit i Opportunity , odpowiednio w kraterze Gusev , na południe od Apollinaris Patera i na Meridiani Planum , sugerują nawet istnienie w przeszłości hydrosfery na tyle dużej, że była w stanie ujednolicić. zawartość fosforu minerałów analizowane w tych dwóch miejscach znajdujących się po obu stronach planety. Inne podejście, oparte na mapowaniu obfitości toru , potasu i chloru na powierzchni Marsa za pomocą spektrometru gamma (GRS) sondy Mars Odyssey , prowadzi do tego samego wyniku.
Ponadto szczegółowe badanie śladów pozostawionych w marsjańskim krajobrazie przez rzekome cieki wodne i płynne przestrzenie doprowadziło do wysunięcia wniosku o istnieniu prawdziwego oceanu pokrywającego prawie jedną trzecią powierzchni planety na poziomie obecnego Vastitas Borealis . W artykule z 1991 roku, który stał się klasyczny, Baker i wsp. posunął się nawet do zidentyfikowania pewnych struktur ze śladami starożytnego brzegu. Stwierdzono, że tak zidentyfikowane linie brzegowe odpowiadają krzywym stałej wysokości skorygowanej o późniejsze deformacje wywnioskowane z wulkanizmu oraz szacunki dotyczące zmiany osi obrotu planety. Te, niekiedy dość śmiałe, prognozy nie przekonały jednak wszystkich. Zaproponowano również inne teorie wyjaśniające te obserwacje, w szczególności oparte na możliwym wulkanicznym pochodzeniu tak zinterpretowanych struktur.
Idea borealnego oceanu w sercu rozległej hydrosfery pozostaje jednak równie atrakcyjna jak zawsze, a wiele zespołów pracuje nad analizą, za pomocą coraz wydajniejszych narzędzi, danych topograficznych stale wzbogacanych o informacje gromadzone przez obecnie używane sondy. , wokół Marsa, w nadziei na ustalenie geograficznego rozmieszczenia marsjańskiej hydrosfery nad Noahianem.
W tym samym duchu zasugerowano , że istnienie jeziora Eridania w sercu wyżyn Terra Cimmeria wyjaśnia w szczególności genezę Ma'adim Vallis na podstawie obserwacji pewnych formacji topograficznych interpretowanych jako starożytne skamieniałe brzegi.
Możliwość abiogenezy NoahówMarsjańskie warunki Noahów mogły prawdopodobnie pozwolić na pojawienie się form życia na Marsie, tak jak to miało miejsce na Ziemi: oprócz obecności wody w stanie ciekłym i efektu cieplarnianego, który mógł utrzymać wystarczająco wysoką temperaturę, obfitość gliny umożliwia to. rozważyć scenariusze wyglądzie życia opracowanego w ramach niektórych z (wielu) teorii abiogeneza , podczas gdy inne teorie (na przykład jeden pomyślany na koniec 20 wieku). wieku przez Güntera Wächtershäuser) rozważa naziemnej abiogeneza w kominy hydrotermalne bogate w siarczek żelaza (II) FeS, środowisko, które prawdopodobnie istniało również na Marsie w erze Noahickiej. Jednak warunki te szybko stały się znacznie mniej korzystne w następnym eon, w Hesperian , które rozpoczęło się najpóźniej w ciągu 3,5 miliarda lat temu zdominowanym przez chemii z siarką , to z pewnością spowodowało znaczne obniżenie pH z wody Mars pod wpływem deszczu, z kwasem siarkowym H 2 SO 4Miałoby przypadkowo w konsekwencji pozwala istnienia ciekłej wody, przy znacznie niższych temperaturach 0 ° C .
Jednak najstarsze ślady „życia” wykryte na naszej planecie nie sięgają dalej niż 3,85 miliarda lat w przypadku najbardziej odległych ze wszystkich opublikowanych dat (w pobliżu konwencjonalnej granicy między hadesami a archaikami ), czyli 700 milionów lat po powstaniu. Ziemi, czyli prawie tyle samo, co całkowity czas trwania pierwszego eonu marsjańskiego w najkorzystniejszej hipotezie, jak przypomina chronologia eonów poniżej Ziemi w porównaniu ze standardową skalą Hartmanna i skalą Hartmanna i Neukuma :
W tych warunkach, gdyby proces abiogenezy mógł nastąpić na Marsie w Noahian , doprowadziłby do powstania form życia, które miałyby bardzo mało czasu na ewolucję przed wstrząsami Hesperian , w pewnym momencie - około 4 3,8 miliarda lat przed teraźniejszością - naznaczone asteroid wpływów z tej wielkiej koniec bombardowania .
Dla porównania fotosynteza nie pojawiłaby się na Ziemi przez 3 miliardy lat, a nawet tylko 2,8 miliarda lat, podczas gdy najstarsze komórki eukariotyczne nie miałyby więcej niż 2,1 miliarda lat, a rozmnażanie płciowe ma nie więcej niż 1,2 miliarda lat. .
Choć Phyllosian wydaje się być raczej pozbawiony wulkanicznej aktywności , szczegółowa analiza danych zebranych przez OMEGA instrumentu z Mars Express , przeznaczonych dla mineralogicznych analizy marsjańskiej powierzchni, doprowadziły do zidentyfikowania, na koniec tego eonu , okres okresu przejściowego, rozciągającego się od około 4,2 do 4,0 miliardów lat przed teraźniejszością, naznaczonego pojawieniem się znaczącej aktywności wulkanicznej, podczas gdy planeta prawdopodobnie nadal znajdowała się w warunkach umiarkowanych i wilgotnych w dość gęstej atmosferze.
Ponadto, badanie przez sond powierzchni planet typu ziemskiego - zaczynając od Księżyca - w końcu XX th century doprowadziły do postulują epizod o nazwie „ wielkie bombardowanie ” (zwane wielkie bombardowanie przez anglo -saxons) obejmujących okres dnia około 4,0 do 3,8 miliarda lat wcześniej, z dokładnością do plus lub minus 50 milionów lat. To właśnie podczas tego epizodu powstały duże baseny uderzeniowe widoczne dzisiaj na Marsie, takie jak Hellas , Argyre czy Utopia .
Występujące zarówno na ziemi i Mars, to katastrofa to może być również pochodzenia różnicy tlenku żelaza stężeniu (więcej niż proste do podwójnego) zaobserwowanego między płaszczem z ziemi i Mars. Kosmiczne uderzenia rzeczywiście spowodowałyby stopienie płaszcza Ziemi na grubości od 1200 do 2000 km , podnosząc temperaturę tego materiału do 3200 ° C , temperatury wystarczającej do zredukowania FeO do żelaza i tlenu . W ten sposób jądro Ziemi doznałoby dodatkowej podaży żelaza w wyniku redukcji płaszcza pod koniec tego bombardowania meteorytem, co tłumaczyłoby resztkową zawartość ciężaru około 8% FeO w płaszczu Ziemi. Z drugiej strony na Marsie temperatura stopionego płaszcza nigdy nie przekroczyłaby 2200 ° C , temperatury niewystarczającej do redukcji tlenku żelaza (II), a zatem pozostawiającej zawartość FeO w płaszczu marsjańskim na niezmienionym poziomie około 18%. To wyjaśniałoby, dlaczego dzisiejszy Mars jest na zewnątrz ponad dwa razy bardziej bogaty w tlenki żelaza niż Ziemia, kiedy przypuszcza się, że te dwie planety były pierwotnie podobne.
W wyniku tych gigantycznych uderzeń warunki na powierzchni planety prawdopodobnie uległy znacznej zmianie. Po pierwsze, Mars straciłby znaczną część swojej atmosfery rozproszonej w przestrzeni w wyniku tych zderzeń. Ogólny klimat planety zostałby zaburzony przez pyły i gazy wtryskiwane do atmosfery podczas tych zderzeń, a także przez możliwą zmianę nachylenia podczas takich zderzeń . Jednak możliwe jest również, że energia kinetyczna z udaru , wstrzykując energię cieplną do marsjańskiej płaszcz , zmodyfikował termicznego gradientu która ma utrzymać w jądro planety , z konwekcyjnych ruchów na Ziemi . Pochodzenie efektu dynamo generowania globalne pole magnetyczne, które spowodowałoby zniknięcie marsjańskiej magnetosfery pod koniec Noego .
Te wpływy u podstaw wielkich marsjańskich basenach może zainicjowały największą wulkaniczny epizod w historii planety, określający epokę znaną jako Hesperian . Charakteryzuje się to z petrologicznego punktu widzenia bogactwem minerałów zawierających siarkę , aw szczególności uwodnionych siarczanów, takich jak kizeryt MgSO 4 • H 2 Oi gips CaSO 4 • 2H 2 O.
Główne marsjańskie formacje wulkaniczne wydawały się Hesperianom , a może nawet niektórym z końca Noahickiego ; dotyczy to zwłaszcza równin lawy, takich jak Malea Planum , Hesperia Planum i Syrtis Major Planum . Alba Mons mogła również rozpocząć swoją działalność w tym czasie, po zderzeniu z początkiem basenu Hellas Planitia znajdującego się na antypodach . Z drugiej strony, wybrzuszenie Tharsis i wulkany Elysium Planitia sięgałyby połowy Hesperianu , około 3,5 miliarda lat wcześniej, daty, która odpowiadałaby okresowi maksymalnej aktywności wulkanicznej na czerwonej planecie. ; W ten sposób Alba Mons zaznała swojej największej aktywności w drugiej połowie Hesperian aż do początku Amazonii .
Ten wulkanizm uwolniłby do atmosfery Marsa duże ilości dwutlenku siarki SO 2który w reakcji z wodą w chmurach utworzyłby trójtlenek siarki SO 3dając w roztworze wodnym kwas siarkowy H 2 SO 4. Reakcja ta niewątpliwie faworyzowany w Mars przy dużych wysokościach fotolizy w wodzie cząsteczki , pod działaniem nadfioletowego promieniowania z tym Słońca , co zwłaszcza uwalnia hydroksylowe rodniki HO • i wytwarza nadtlenek wodoru H 2 O 2, utleniacz . Porównanie z atmosfery Wenus , który ma chmury kwasu siarkowego , w atmosferze dwutlenku węgla , wskazuje również rolę fotochemicznej dysocjacji z dwutlenkiem węgla przez ultrafiolet mniej niż 169 nm , aby inicjować utlenianie. Z dwutlenkiem siarki :
CO 2+ h ν → CO + O SO 2+ O → SO 3 SO 3+ H 2 O→ H 2 SO 4Marsjańska woda byłaby zatem obciążona kwasem hesperskim siarkowym , co skutkowałoby znacznym obniżeniem jej temperatury zamarzania - eutektyki mieszaniny H 2 SO 4 • 2H 2 O - H 2 SO 4 • 3H 2 Owięc zamarza nieco poniżej −20 ° C , a mieszanina H 2 SO 4 • 6,5H 2 O - H 2 Ozamarza około 210 K , temperatura nieco poniżej -60 ° C , która jest obecną średnią temperaturą na Marsie - i prowadzi do powstania raczej siarczanów niż węglanów . To wyjaśniałoby dlaczego, skoro Mars a priori miał atmosferę CO 2i duże połacie wody w stanie ciekłym węglanów prawie nie ma, natomiast siarczany wydają się być, wręcz przeciwnie, szczególnie obfite: powstawanie węglanów jest hamowane przez kwasowość - co sugeruje obecność siarczanów ( syderyt FeCO 3, a priori najmniej rozpuszczalny węglan, wytrąca się tylko przy pH > 5) - i ciągłe uwalnianie SO 2aktywność wulkaniczna w Hesperian wyparłaby CO 2od węglanów , które mogą być uformowane w Noahickie zastąpienie ich siarczanów , jak to się dzieje na przykład pH niższe magnezu :
MgCO 3+ H 2 SO 4→ MgSO 4+ H 2 O+ CO 2Mineralogiczne chronostratygrafia zaproponowany przez zespół planetologists odpowiedzialnych za OMEGA instrumentu z Mars Express sondy meczów, do Hesperian , w stratygraficznych eon nazwie „ Theiikian ”, termin ukuty przez angielski od starożytnego greckiego τὸ θεΐον czyli „siarki” - w dokładny pierwiastek byłby raczej przymiotnikiem * θεικον w znaczeniu „siarkowy”. Ten eon byłby jednak datowany od 4,0 do 3,6 miliarda lat przed teraźniejszością, to znaczy z opóźnieniem wynoszącym 300 do 400 milionów lat w porównaniu ze skalą Hartmanna i Neukum .
Kiedy minął poważny wulkaniczny epizod hesperski , Mars stopniowo zmniejszył się, aż do naszych czasów, kiedy wydaje się, że stał się niezauważalny, a może nawet zerowy. Rzeczywiście, kilka epizodów wulkanicznych o malejącej intensywności miało miejsce podczas Amazonii , w szczególności na poziomie Olympus Mons , a niektóre erupcje miałyby nawet miejsce zaledwie 2 miliony lat temu, ale aktywność ta pozostaje epizodyczna, a w każdym razie , nieznaczne w porównaniu np. z istniejącym obecnie na Ziemi wulkanizmem.
W tym samym czasie atmosfera Marsa ulegałaby ciągłej erozji od początku Hesperianu pod wpływem wiatru słonecznego po zniknięciu magnetosfery , niewątpliwie pod koniec Noego . Taka erozja, nawet umiarkowana, ale ciągła przez kilka miliardów lat, z łatwością rozproszyłaby w przestrzeni kosmicznej większość tego, co pozostało z gazowej powłoki na powierzchni Marsa po wielkim późnym bombardowaniu . Spowodowało to stopniowe zanikanie efektu cieplarnianego wywołanego CO 2.Marsa, stąd ciągły spadek temperatury i ciśnienia atmosferycznego planety od Hesperian do całej Amazonii .
Dlatego też obecność wody w stanie ciekłym na Marsie stopniowo przestała być ciągła i stała się jedynie rzadka i epizodyczna. Obecne warunki marsjańskie rzeczywiście pozwalają na istnienie wody w stanie ciekłym w najniższych regionach planety, o ile woda ta jest obciążona chlorkami i / lub kwasem siarkowym , co wydaje się mieć miejsce na Marsie. Biorąc pod uwagę wyniki analiz przeprowadzone in situ przez sondy, które badały chemicznie glebę czerwonej planety. Wydaje się, że znaczne opady deszczu wystąpiły również do połowy Amazonii , sądząc po krętych grzbietach zidentyfikowanych na przykład na wschód od Aeolis Mensae . Jednak w okresie hesperskim i amazońskim ogólne warunki na Marsie zmieniły się z gęstej, wilgotnej i umiarkowanej atmosfery na cienką, suchą i zimną atmosferę.
Te określone warunki, wystawiając na miliardy lat, minerały marsjańskiej powierzchni do atmosferze suchego pobieranej z utleniającymi jonami , sprzyjał bezwodny utleniania z żelaza w postaci żelaza (III), tlenek Fe 2 O 3(hematyt) bezpostaciowy, u źródła rdzawego koloru charakterystycznego dla planety. Niemniej jednak utlenianie ogranicza się do powierzchni, a materiały znajdujące się bezpośrednio poniżej pozostawały w większości w swoim poprzednim stanie, z ciemniejszym kolorem. Ta przewaga tlenków żelaza wywodzi się od określenia Sidérikien określającego odpowiadający mu eon stratygraficzny , wykuty przez planetologów odpowiedzialnych za instrument OMEGA sondy Mars Express w ESA , od starożytnego greckiego ὁ σίδηρος oznaczającego „ żelazo ” - dokładny rdzeń byłby raczej przymiotnikiem * σιδηρικος w znaczeniu „żelazo” - i który zacząłby się już 3,6 miliarda lat przed teraźniejszością.
Przejście między hesperskim a amazońskim byłoby dość stopniowe, co wyjaśnia skrajną zmienność dat określających granicę między tymi dwoma epokami : 3,2 miliarda lat wcześniej według skali Hartmanna i Neukuma , ale tylko 1,8 miliarda lat później. standardowa skala Hartmanna.
Z obfitości wody w stanie ciekłym z Noahian , dziś w atmosferze Marsa pozostają tylko ślady i niewątpliwie duże ilości wody zamarzniętej w ziemi i czapach polarnych Marsa w postaci wiecznej zmarzliny , a nawet mollisolu . W2005, sonda Mars Express wykryła w pobliżu bieguna północnego jezioro lodu wodnego w kraterze. W2007Radar MARSIS of Mars Express wykazała duże ilości lodu wodnego zakopane w ziemi graniczących resztkowego południowej czapy lodowej. Zatem objętość lodu wodnego zawartego na biegunie południowym szacuje się na 1,6 miliona kilometrów sześciennych, czyli w przybliżeniu na objętość lodu wodnego w szczątkowej czapie borealnej.
Obecność wody w podłożu została również wykryta w połowie drogi między równikiem a biegunem północnym. Na przykład w 2009 roku Mars Reconnaissance Orbiter odkrył, że niedawno powstałe kratery uderzeniowe zawierały 99% czystego lodu.
Uważa się, że trwała obecność wody w stanie ciekłym na powierzchni Marsa jest mało prawdopodobna. Rzeczywiście, biorąc pod uwagę ciśnienie i temperaturę na powierzchni Marsa, woda nie może istnieć w stanie ciekłym i przechodzi bezpośrednio ze stanu stałego do stanu gazowego poprzez sublimację . Jednak ostatnie dowody sugerują tymczasową obecność wody w stanie ciekłym w określonych warunkach. Przeprowadzono eksperymentalnie przepływy wody i solanki pod niskim ciśnieniem, aby zbadać ich następstwa na powierzchni.
Wiosną zidentyfikowano również sezonowe ślady przepływu. 2011za pomocą instrumentu HiRISE sondy Mars Reconnaissance Orbiter w kilku punktach na powierzchni Marsa w postaci ciemnych śladów, które wydłużają się i rozszerzają na zboczach wystawionych na działanie słońca, w szczególności na krawędziach krateru Newtona . Te raczej ciemne formacje, o szerokości od 0,5 do 5 metrów, tworzą się preferencyjnie zwrócone w stronę równika na zboczach nachylonych od 25 ° do 40 ° między 48 ° S a 32 ° S , z maksymalną długością pod koniec lata i wczesną jesienią lokalnego, podczas gdy temperatura powierzchni wynosi pomiędzy 250 , a 300 K .
Różnice w jasności, rozkład szerokości geograficznej i sezonowość tych objawów sugerują, że są one spowodowane przez lotną substancję, ale nie zostało to bezpośrednio wykryte. Występują w miejscach, które są zbyt gorące na powierzchni Marsa, aby mógł być zamrożonym dwutlenkiem węgla , i generalnie zbyt zimne, aby być również czystą zamarzniętą wodą. Dlatego obserwacje te przemawiają za solankami , które zdają się od czasu do czasu tworzyć na powierzchni planety. Plik28 września 2015 NASA zapowiada, że analizy obrazów z sondy Mars Reconnaissance Orbiter potwierdziłyby obecność cieczy na Marsie w postaci uwodnionych soli.
W marcu 2014 roku, po eksploracji przeprowadzonej przez robota Curiosity, NASA ogłosiła, że krater Gale, który przez miliony lat był zasilany przez rzeki, zapełniłby duże jezioro .
Badanie opublikowane w marzec 2017wykazał, że przepływy ostatecznie wyschną. Rzeczywiście, ilości wody niezbędne do wyjaśnienia tych źródeł wody każdego roku są niewystarczające w atmosferze. Podziemne źródło jest również mało prawdopodobne, ponieważ na szczytach czasami tworzą się ciemne strumienie ( Recurring Slope Lineae , RSL ). Zgodnie z nową teorią efekt pompy Knudsena (in) powoduje przepływ wyzwalający, który w ten sposób jest całkowicie suchy.
Plik 25 lipca 2018 rsonda kosmiczna Mars Express, kierowana przez Europejską Agencję Kosmiczną, wykrywa na poziomie południowej czapy polarnej obecność podziemnego jeziora wody w stanie ciekłym o szerokości 20 km , 1,5 km pod powierzchnią Marsa. Chociaż w temperaturze poniżej punktu zamarzania czystej wody, jezioro to byłoby płynne ze względu na wysokie stężenie marsjańskich soli i minerałów.
Mars ma dwa małe księżyce, Fobos i Deimos , przypominające asteroidy typu chondryt węglowy lub typu D , których pochodzenie pozostaje niepewne, z kilkoma postawionymi hipotezami:
Fobos , naturalny satelita Marsa znajdujący się najbliżej planety, ma nieregularną masę o wymiarach 27 × 22 × 18 km i krąży mniej niż 6000 km nad poziomem morza, tak że nie można go zobaczyć z polarnych regionów powierzchni Marsa, poza 70,4 ° szerokości geograficznej północnej lub południowej, gdzie jest przesłonięty krzywizną planety. Sonda Mars Global Surveyor ujawniła, że jej powierzchnia, bardzo pokryta kraterami, pokryta jest grubym regolitem o długości stu metrów, pochodzącym prawdopodobnie z niezliczonych uderzeń, które miały miejsce na powierzchni tego obiektu. Jego średnia gęstość jest o połowę mniejsza niż na Marsie i wynosi nieco poniżej 1890 kg / m 3 , co sugeruje porowatą naturę wynikającą z aglomerowanej struktury blokowej, której ogólna spójność byłaby dość słaba. Byłaby to asteroida typu D , to znaczy zbudowana z materiałów zdominowanych przez bezwodne krzemiany ze znaczną zawartością węgla , związków organicznych oraz być może lodu wodnego. Miałby skład zbliżony do węglowego chondrytu , co wyjaśnia jego albedo wynoszące zaledwie 0,071. Wydaje się, że mineralogiczna natura powierzchni badanej przez spektrometr podczerwieni ISM sondy Phobos 2 odpowiada oliwinowi z miejscowymi stężeniami ortopiroksenu . Obecność wody na powierzchni satelity została wyraźnie wykluczona w kilku badaniach, ale nie pozostaje wykluczona na głębokości.
Jedną z charakterystycznych cech Fobosa jest obecność równoległych rowków na głębokości co najwyżej 30 m , szerokości 200 mi długości 20 km , które wydają się owijać satelitę promieniowo wokół krateru Stickneya i które mogą być śladami szczątków wyrzuconych w przestrzeń uderzenia w Marsa, który zostałby zniesiony na orbitę przez Fobosa : rowki wydają się „płynąć” na powierzchni satelity od jego punktu „do przodu” - w kierunku jego synchronicznej rotacji wokół Marsa - bardziej niż z samego krateru Stickneya , znajdujący się w pobliżu przedniego punktu. Te rowki są dokładniej katenami , które wynikają z łańcuchów wyrównanych kraterów .
Krążąc wewnątrz synchronicznej orbity Marsa, znajdującej się na wysokości 17 000 km , Fobos jest spowalniany przez siły pływowe wywierane przez kulę marsjańską, powodując utratę wysokości w tempie około 18 cm rocznie: przy tej prędkości będzie osiągnie granicę Roche za około 11 milionów lat i rozpadnie się na wysokości około 4000 km nad powierzchnią Marsa, gdzie powinien stopniowo utworzyć pierścień .
Drugi satelita Marsa, Deimos , jest jeszcze mniejszy od pierwszego i ma wymiary 15 × 12,2 × 10,4 km . Krąży na wysokości nieco ponad 23 000 km , po prawie kołowej orbicie nachylonej o mniej niż jeden stopień od równika marsjańskiego. Wydaje się, że ma tę samą naturę co Fobos - asteroida typu D o składzie zbliżonym do węglowego chondrytu - ale jej powierzchnia, a priori tak samo pokryta kratami jak Fobos, byłaby znacznie bardziej zmiękczona przez wystarczająco grubą warstwę regolitu wypełnić powierzchnię, większość kraterów. Gęstość tej regolitem oszacowano przez radar jest w przybliżeniu 1.100 kg / m 3 , które satelity jako całość jest rzędu 1470 kilogram / m 3 .
Widoki wykonane przez Mars Reconnaissance Orbiter pokazały powierzchnię o różnym kolorze w zależności od regionu, przy czym regolit miał ciemniejszy czerwony odcień wyraźniejszy niż powierzchnie pozornie nowsze, położone wokół pewnych kraterów i na krawędziach grzbietów. Na Deimos nie zaobserwowano katen tworzących charakterystyczne bruzdy na powierzchni Fobosa .
Właściwości naturalnych satelitów Marsa | ||
własność | Fobos | Deimos |
Wymiary | 26,8 × 22,4 × 18,4 km | 15,0 × 12,2 × 10,4 km |
Masa | 1,072 × 10 16 kg | 1,48 × 10 15 kg |
Średnia gęstość | 1,887 kg / m 3 | 1471 kg / m 3 |
Grawitacja powierzchniowa | 1,9 do 8,4 mm / s 2 | około 3,9 mm / s 2 |
Prędkość zwolnienia | 11,3 m / s | 5,6 m / s |
Albedo | 0,071 | 0,068 |
Półoś z orbity | 9 377,2 km | 23460 km |
Ekscentryczność orbity | 0,015 1 | 0,000 2 |
Pochylenie osi | 1,075 ° | 0,93 ° |
Okres orbitalny | 0,310 841 8 sol ≈ 0,318 910 23 d | 1.230 5 zoli ≈ 1.262 44 d |
Oba satelity zostały odkryte podczas opozycji w sierpniu 1877 roku przez Asaph Hall za pomocą 26-calowego teleskopu z Obserwatorium Marynarki Wojennej Stanów Zjednoczonych w Waszyngtonie .
Zostały one pierwotnie nazwany Phobus i Deimus po sugestii Henry Madan profesora w Eton College z linii 119 pieśni XV Iliady :
Ὣς φάτο, καί ῥ 'ἵππους κέλετο Δεῖμόν τε Φόβον τε ζευγνύμεν, αὐτὸς δ' ἔντε 'ἐδύσετο παμφανόωντα.
- Więc przemówił i rozkazał Terrorowi i Strachowi zaprzęgać jego konie, i przykrył się swoją wspaniałą zbroją. "
W greckiej mitologii , Phobos i Deimos są synowie boga Aresa , w starożytności grecki Φόβος / Phobos oznacza „strach” i Δεῖμος / Deimos „terroru”. Nazwa ta jest grą słów na polisemii słowa satelita, która może oznaczać jednocześnie gwiazdę (satelity planety) lub osobę, ochroniarza (satelity boga).
Obecnie w następstwie Marsa znane są cztery trojany . Pierwsza, odkryta w1990, a najbardziej znanym z nich jest (5261) Eurêka , położona w punkcie Lagrange L 5 . Pozostałe trzy to 1998 VF31 (w punkcie L 4 ), 1999 UJ7 (w punkcie L 5 ) i 2007 NS2 (w punkcie L 5 ).
Mars ma również asteroidę współorbitalną: (26677) 2001 EJ18.
Sześć innych asteroid jest również blisko spokrewnionych z Marsem, ale nie wydaje się, aby były to trojany: 2001 FR127, 2001 FG24, 2001 DH47, 1999 ND43, 1998 QH56 i 1998 SD4.
2007 WD 5 jest asteroidą bliską Ziemi i odkrytą na 50 m długości aréocroiseur20 listopada 2007przez Andrea Boattini z Catalina Sky Survey . Według do NASA Near Earth Object Program , miał jedną na 10000 (lub 0,01%) szansę wpływu na Marsa30 stycznia 2008, wpływ, który ostatecznie nie nastąpił.
| |||||||||
„Hor-Desher” | |||||||||
| |||||||||
„Kto się cofa” |
Mars, jako jedna z pięciu planet widocznych gołym okiem (wraz z Merkurym, Wenus, Jowiszem i Saturnem), jest obserwowany od czasu, gdy ludzie patrzą na nocne niebo. W swoich opozycjach jest to najjaśniejsza planeta po Wenus (jej pozorna wielkość może wtedy osiągnąć -2,9, przez resztę czasu drugą najjaśniejszą planetą jest Jowisz).
Charakterystyczny czerwony kolor Marsa przyniósł mu w starożytności zbliżenie z greckim bogiem wojny Aresem, a następnie z jego rzymskim odpowiednikiem Marsem , przywołującym krew pól bitewnych.
W Babilończycy nazywali ją Nirgal lub Nergal , bóg śmierci, zniszczenia i ognia.
Egipcjanie nazywali go „ Czerwonym Horusem ” ( ḥr Dšr, Hor-desher ) i wiedzieli o jego „ruchu wstecznym” (obecnie nazywanym ruchem wstecznym ).
W mitologii hinduskiej Mars nazywany jest Mangala ( मंगल ) od imienia boga wojny. W czworoboku Memnonia na jej cześć została nazwana Mangala Valles.
W języku hebrajskim nazywa się Ma'adim ( מאדים ): ten, który się rumieni . Ma'adim Vallis używa tego terminu.
W Azji Wschodniej ( Chiny , Japonia , Korea i Wietnam ) Mars to火星, dosłownie gwiazda (星) ogień (火). W języku mandaryńskim i kantońskim jest powszechnie określane jako huoxing (火星, huǒxīng w pinyin ) i tradycyjnie Yinghuo (荧惑, yínghuò w pinyin, litt. „Flamboyant confused”). W japońskim ,火星w kanji ,かせいw hiragana lub Kasei w Romaji (które dało nazwę Kasei Vallis ). W koreańskim ,火星w hanja i 화성 w Hangeul , przepisywana w Hwaseong .
Mars jest nadal znany jako „Czerwona Planeta”.
Niewiele pozostaje dokumentacji z obserwacji astronomicznych sprzed teleskopu , a te są zabarwione religią lub astrologią (np. Zodiak Dendery w Górnym Egipcie ). Co więcej, obserwacje gołym okiem nie pozwalają nam obserwować samej planety, a raczej jej trajektorię na niebie.
W 1600w Pradze Johannes Kepler zostaje asystentem Tycho Brahe (zm. w r1601), dla którego musi obliczyć dokładną orbitę Marsa. Obliczenie matematyczne zajmuje sześć lat i odkrywa, że orbity planet są elipsami, a nie okręgami. To pierwsze prawo Keplera, które opublikował1609w swojej pracy Astronomia nova .
Wiara w istnienie kanały marsjańskie trwała od końca XIX XX wieku do początku XX th wieku i oddał wyobraźni, przyczyniając się do mitu istnienia inteligentnego życia na czwartej planecie Układu Słonecznego. Ich obserwacja, która nigdy nie była jednomyślna, pochodziła z iluzji optycznej, zjawiska częstego w ówczesnych warunkach obserwacyjnych ( pareidolia ).
W XX th century, stosowanie dużych teleskopów mogą uzyskać najdokładniejsze mapy przed wysłaniem sond. W obserwatorium Meudon obserwacje Eugène Antoniadi w1909zaowocowało publikacją Planet Mars w1930. W Obserwatorium Pic du Midi obserwacje prowadzili Bernard Lyot , Henri Camichel, Audouin Dollfus i Jean-Henri Focas .
Eksploracja Marsa odbywa się za pomocą sond kosmicznych , aw szczególności: Satelity sztuczne i „ astromobiles ”, zwany także „ Wędrowcy ”.
Zajmuje ważne miejsce w programach eksploracji kosmosu Rosji (a wcześniej przez ZSRR ), Stanów Zjednoczonych , Unii Europejskiej i Japonii oraz zaczyna materializować się w programie kosmicznym Chińskiej Republiki Ludowej . Na przestrzeni lat na Marsa wystrzelono około 40 sond orbitalnych i lądowników1960.
Uwaga: podane poniżej daty dotyczą rozpoczęcia i zakończenia misji; data pośrednia to umieszczenie satelity na orbicie marsjańskiej ( orbita ) lub lądowanie lądownika ( lądownika ).
Misje zakończone niepowodzeniem
|
|
|
|
Różne misje marsjańskie ustawiły sztuczne satelity wokół planety. Służą jako przekaźniki telekomunikacyjne z modułami umieszczonymi na ziemi oraz wykonują globalne pomiary środowiska i powierzchni Marsa.
Dziesięć sztucznych satelitów krąży obecnie wokół Marsa, z których osiem nadal działa, więcej maszyn niż w przypadku jakiegokolwiek innego obiektu w Układzie Słonecznym poza Ziemią.
Misja | Uruchomić | Na orbicie | Status |
---|---|---|---|
Marynować 9 | 30 maja 1971 | 14 listopada 1971 | Misja zakończona 27 października 1972 roku Stabilna orbita szacowana na 50 lat, po której satelita wejdzie w atmosferę Marsa |
Mars Global Surveyor | 7 listopada 1996 | 11 września 1997 | Kontakt utracony 2 listopada 2006 roku |
2001 March Odyssey | 7 kwietnia 2001 | 24 października 2001 | W działaniu |
March Express | 2 czerwca 2003 | 25 grudnia 2003 | W działaniu |
Mars Reconnaissance Orbiter | 12 sierpnia 2005 | 10 marca 2006 | W działaniu |
Misja Mars Orbiter | 5 listopada 2013 | 24 września 2014 | W działaniu |
MAVEN | 12 listopada 2013 | 21 września 2014 | W działaniu |
Trace Gas Orbiter | 14 marca 2016 r | 19 października 2016 r | W działaniu |
EMM (Mars Hope) | 19 lipca 2020 r | 9 lutego 2021 r | W działaniu |
Tianwen-1 (orbiter) | 23 lipca 2020 r | 10 lutego 2021 r | W działaniu |
Astronomicznym symbolem Marsa jest okrąg ze strzałką skierowaną na północny wschód ( Unicode 0x2642 ♂). W alchemii ten symbol jest powiązany z żelazem (którego tlenek jest czerwony) i czasami wskazuje na kopalnię żelaza na kartach.
Ponieważ Mars potrzebuje mniej niż dwóch lat, aby okrążyć Słońce, jego symbol został użyty przez Carla von Linné do przedstawiania dwuletnich roślin w jego książce Species plantarum .
Ten symbol jest stylizowanym przedstawieniem tarczy i włóczni boga Marsa . W biologii ten sam symbol jest używany jako zakładka dla płci męskiej .
Volvo umieściło ten symbol w swoim logo ze względu na jego skojarzenie z żelazem, a więc z przemysłem stalowym .
Men Are From Mars, Women Are From Venus to bestseller Johna Greya opublikowany w1992.
Kolor czerwony kojarzy się z Marsem. Kojarzymy to również z przemocą, złością, wojną: wszystkimi typowymi atrybutami boga Marsa.
Hipotetyczna korelacja między położeniem planety Mars względem horyzontu w momencie urodzenia a przeznaczeniem niektórych sportowców nazywa się efektem Marsa .
Na zdjęciach wykonanych przez Vikinga 1 , The25 lipca 1976Podczas swojej 35 -tego orbity, istnieją w Cydonia z pozorną struktur sztucznych w tym gigantycznym twarzy i piramid. Ta legenda powtarza się w amerykańskim filmie science fiction Mission to Mars, zrealizowanym w r2000przez Brian De Palma .
„Mars, ten, który przynosi wojnę” to pierwsza część dużego dzieła orkiestrowego The Planets , skomponowanego i napisanego przez Gustava Holsta między1914 i 1916.
Piosenka brytyjskiego piosenkarza Davida Bowiego , Life on Mars? , opublikowany w 1971 roku, zadaje w swoim refrenie pytanie: czy na Marsie jest życie? („Czy na Marsie jest życie?”)