A atmosfera de Marte - a composição química, condições meteorológicas e clima no passado. Como a vida morreu em Marte?

Marte é o quarto maior planeta do Sol e o sétimo (penúltimo) maior planeta do sistema solar; a massa do planeta é 10,7% da massa da Terra. Nomeado após Marte - o antigo deus romano da guerra, correspondente ao antigo grego Ares. Marte às vezes é chamado de "planeta vermelho" por causa da tonalidade avermelhada da superfície dada a ele pelo óxido de ferro.

Marte é um planeta terrestre com uma atmosfera rarefeita (a pressão na superfície é 160 vezes menor que a da Terra). As características do relevo da superfície de Marte podem ser consideradas crateras de impacto como as da Lua, assim como vulcões, vales, desertos e calotas polares como as da Terra.

Marte tem dois satélites naturais - Fobos e Deimos (traduzido do grego antigo - "medo" e "horror" - os nomes dos dois filhos de Ares que o acompanharam na batalha), que são relativamente pequenos (Fobos - 26x21 km, Deimos - 13 km de diâmetro) e têm uma forma irregular.

As grandes oposições de Marte, 1830-2035

Ano	a data	Distância A. e.
1830	19 de setembro	0,388
1845	18 de agosto	0,373
1860	17 de julho	0,393
1877	5 de setembro	0,377
1892	4 de agosto	0,378
1909	24 de setembro	0,392
1924	23 de agosto	0,373
1939	23 de julho	0,390
1956	10 de setembro	0,379
1971	10 de agosto	0,378
1988	22 de setembro	0,394
2003	28 de agosto	0,373
2018	27 de julho	0,386
2035	15 de setembro	0,382

Marte é o quarto mais distante do Sol (depois de Mercúrio, Vênus e Terra) e o sétimo maior (excede apenas Mercúrio em massa e diâmetro) planeta do sistema solar. A massa de Marte é 10,7% da massa da Terra (6,423 1023 kg versus 5,9736 1024 kg para a Terra), o volume é 0,15 do volume da Terra e o diâmetro linear médio é 0,53 do diâmetro da Terra (6800km).

O relevo de Marte tem muitos características únicas. O extinto vulcão marciano Monte Olimpo - o mais montanha alta dentro sistema solar, e o Mariner Valley é o maior cânion. Além disso, em junho de 2008, três artigos publicados na revista Nature forneceram evidências da existência da maior cratera de impacto conhecida no sistema solar no hemisfério norte de Marte. Tem 10.600 km de comprimento e 8.500 km de largura, cerca de quatro vezes maior que a maior cratera de impacto já descoberta em Marte, perto de seu pólo sul.

Além da topografia de superfície semelhante, Marte tem um período de rotação e estações semelhantes às da Terra, mas seu clima é muito mais frio e seco que o da Terra.

Até o primeiro sobrevôo de Marte pela nave espacial Mariner 4 em 1965, muitos pesquisadores acreditavam que havia água líquida em sua superfície. Esta opinião foi baseada em observações de mudanças periódicas em áreas claras e escuras, especialmente em latitudes polares, que eram semelhantes a continentes e mares. Sulcos escuros na superfície de Marte foram interpretados por alguns observadores como canais de irrigação para água líquida. Mais tarde provou-se que esses sulcos eram ilusão de óptica.

Devido à baixa pressão, a água não pode existir em estado líquido na superfície de Marte, mas é provável que as condições fossem diferentes no passado e, portanto, a presença de vida primitiva no planeta não pode ser descartada. Em 31 de julho de 2008, a água no estado de gelo foi descoberta em Marte pela espaçonave Phoenix da NASA.

Em fevereiro de 2009, a constelação de pesquisa orbital na órbita de Marte tinha três espaçonaves em funcionamento: Mars Odyssey, Mars Express e Mars Reconnaissance Satellite, mais do que em qualquer outro planeta além da Terra.

A superfície de Marte é atualmente explorada por dois rovers: "Spirit" e "Opportunity". Existem também vários aterrissadores e rovers inativos na superfície de Marte que concluíram a pesquisa.

Os dados geológicos que eles coletaram sugerem que a maior parte da superfície de Marte estava anteriormente coberta de água. Observações ao longo da última década tornaram possível detectar atividade fraca de gêiseres em alguns lugares na superfície de Marte. De acordo com observações da sonda Mars Global Surveyor, algumas partes da calota polar sul de Marte estão gradualmente recuando.

Marte pode ser visto da Terra a olho nu. Sua magnitude estelar aparente atinge 2,91m (na maior aproximação da Terra), cedendo em brilho apenas a Júpiter (e mesmo assim nem sempre durante o grande confronto) e Vênus (mas apenas de manhã ou à noite). Como regra, durante uma grande oposição, Marte laranja é o objeto mais brilhante no céu noturno da Terra, mas isso acontece apenas uma vez a cada 15-17 anos por uma a duas semanas.

Características orbitais

A distância mínima de Marte à Terra é de 55,76 milhões de km (quando a Terra está exatamente entre o Sol e Marte), a máxima é de cerca de 401 milhões de km (quando o Sol está exatamente entre a Terra e Marte).

A distância média de Marte ao Sol é de 228 milhões de km (1,52 UA), o período de revolução ao redor do Sol é de 687 dias terrestres. A órbita de Marte tem uma excentricidade bastante perceptível (0,0934), então a distância ao Sol varia de 206,6 a 249,2 milhões de km. A inclinação orbital de Marte é de 1,85°.

Marte está mais próximo da Terra durante a oposição, quando o planeta está na direção oposta do Sol. As oposições se repetem a cada 26 meses em diferentes pontos da órbita de Marte e da Terra. Mas uma vez a cada 15-17 anos, a oposição ocorre no momento em que Marte está próximo de seu periélio; nessas chamadas grandes oposições (a última foi em agosto de 2003), a distância até o planeta é mínima, e Marte atinge sua maior tamanho angular 25,1" e brilho de 2,88m.

características físicas

Comparação de tamanho da Terra (raio médio de 6.371 km) e Marte (raio médio de 3.386,2 km)

O tamanho linear de Marte é quase o dobro menor que a Terra- seu raio equatorial é de 3.396,9 km (53,2% do da Terra). A área de superfície de Marte é aproximadamente igual à área de terra da Terra.

O raio polar de Marte é cerca de 20 km menor que o equatorial, embora o período de rotação do planeta seja maior que o da Terra, o que dá razão para supor uma mudança na taxa de rotação de Marte com o tempo.

A massa do planeta é 6,418 1023 kg (11% da massa da Terra). A aceleração de queda livre no equador é 3,711 m/s (0,378 Terra); a primeira velocidade de escape é de 3,6 km/s e a segunda é de 5,027 km/s.

O período de rotação do planeta é de 24 horas 37 minutos e 22,7 segundos. Assim, um ano marciano consiste em 668,6 dias solares marcianos (chamados sóis).

Marte gira em torno de seu eixo, que está inclinado em relação ao plano perpendicular da órbita em um ângulo de 24°56?. A inclinação do eixo de rotação de Marte provoca a mudança das estações. Ao mesmo tempo, o alongamento da órbita leva a grandes diferenças em sua duração - por exemplo, a primavera e o verão do norte, juntos, duram 371 sóis, ou seja, notavelmente mais da metade do ano marciano. Ao mesmo tempo, eles caem na parte da órbita de Marte que está mais distante do Sol. Portanto, em Marte, os verões do norte são longos e frescos, enquanto os verões do sul são curtos e quentes.

Atmosfera e clima

Atmosfera de Marte, foto do orbitador Viking, 1976. A "cratera sorridente" de Halle é visível à esquerda

A temperatura no planeta varia de -153 no pólo no inverno a mais de +20 ° C no equador ao meio-dia. A temperatura média é de -50°C.

A atmosfera de Marte, que consiste principalmente de dióxido de carbono, é muito rarefeita. A pressão na superfície de Marte é 160 vezes menor que a da Terra - 6,1 mbar no nível médio da superfície. Devido à grande diferença de elevação em Marte, a pressão perto da superfície varia muito. A espessura aproximada da atmosfera é de 110 km.

Segundo a NASA (2004), a atmosfera de Marte é composta por 95,32% de dióxido de carbono; também contém 2,7% de nitrogênio, 1,6% de argônio, 0,13% de oxigênio, 210 ppm de vapor de água, 0,08% de monóxido de carbono, óxido nítrico (NO) - 100 ppm, néon (Ne) - 2, 5 ppm, água semi-pesada hidrogênio- deutério-oxigênio (HDO) 0,85 ppm, criptônio (Kr) 0,3 ppm, xenônio (Xe) - 0,08 ppm.

De acordo com os dados do veículo de descida AMS Viking (1976), cerca de 1-2% de argônio, 2-3% de nitrogênio e 95% de dióxido de carbono foram determinados na atmosfera marciana. De acordo com os dados da AMS "Mars-2" e "Mars-3", o limite inferior da ionosfera está a uma altitude de 80 km, a densidade eletrônica máxima de 1,7 105 elétrons/cm3 está localizada a uma altitude de 138 km , os outros dois máximos estão nas altitudes de 85 e 107 km.

A radiotranslucidez da atmosfera em ondas de rádio de 8 e 32 cm pelo AMS "Mars-4" em 10 de fevereiro de 1974 mostrou a presença da ionosfera noturna de Marte com o principal máximo de ionização a uma altitude de 110 km e uma densidade eletrônica de 4,6 103 elétrons/cm3, bem como máximos secundários a uma altitude de 65 e 185 km.

Pressão atmosférica

De acordo com dados da NASA para 2004, a pressão da atmosfera no raio médio é de 6,36 mb. A densidade na superfície é ~0,020 kg/m3, a massa total da atmosfera é ~2,5 1016 kg.
A mudança na pressão atmosférica em Marte dependendo da hora do dia, registrada pela sonda Mars Pathfinder em 1997.

Ao contrário da Terra, a massa da atmosfera marciana varia muito durante o ano devido ao derretimento e congelamento das calotas polares contendo dióxido de carbono. Durante o inverno, 20-30 por cento de toda a atmosfera está congelada na calota polar, que consiste em dióxido de carbono. As quedas de pressão sazonais, de acordo com várias fontes, são os seguintes valores:

Segundo NASA (2004): de 4,0 a 8,7 mbar no raio médio;
Segundo Encarta (2000): 6 a 10 mbar;
Segundo Zubrin e Wagner (1996): 7 a 10 mbar;
De acordo com a sonda Viking-1: de 6,9 ​​a 9 mbar;
De acordo com a sonda Mars Pathfinder: de 6,7 mbar.

A Bacia de Impacto Hellas é o lugar mais profundo para encontrar a maior pressão atmosférica em Marte

No local de pouso da sonda AMC Mars-6 no Mar da Eritreia, foi registrada uma pressão de superfície de 6,1 milibares, que na época era considerada a pressão média do planeta, e a partir desse nível foi acordado contar as alturas e profundezas de Marte. De acordo com os dados deste aparelho, obtidos durante a descida, a tropopausa está localizada a uma altitude de cerca de 30 km, onde a pressão é de 5,10-7 g/cm3 (como na Terra a uma altitude de 57 km).

A região de Hellas (Marte) é tão profunda que a pressão atmosférica atinge cerca de 12,4 milibares, que está acima do ponto triplo da água (~6,1 mb) e abaixo do ponto de ebulição. Quando o suficiente Temperatura alta a água poderia existir em estado líquido; a esta pressão, no entanto, a água ferve e se transforma em vapor já a +10 °C.

No topo do vulcão Olympus, com 27 km, a pressão pode estar entre 0,5 e 1 mbar (Zurek 1992).

Antes das sondas pousarem na superfície de Marte, a pressão foi medida através da atenuação dos sinais de rádio do AMS Mariner-4, Mariner-6 e Mariner-7 quando eles entraram no disco marciano - 6,5 ± 2,0 mb no nível médio da superfície, o que é 160 vezes menor que o terreno; o mesmo resultado foi mostrado pelas observações espectrais do AMS Mars-3. Ao mesmo tempo, em áreas localizadas abaixo do nível médio (por exemplo, na Amazônia marciana), a pressão, segundo essas medições, chega a 12 mb.

Desde a década de 1930 Astrônomos soviéticos tentaram determinar a pressão da atmosfera usando fotometria fotográfica - pela distribuição de brilho ao longo do diâmetro do disco em diferentes faixas de ondas de luz. Para isso, os cientistas franceses B. Lyo e O. Dollfus fizeram observações da polarização da luz espalhada pela atmosfera marciana. Um resumo das observações ópticas foi publicado pelo astrônomo americano J. de Vaucouleurs em 1951, e eles obtiveram uma pressão de 85 mb, superestimada em quase 15 vezes devido à interferência da poeira atmosférica.

Clima

Uma foto microscópica de um nódulo de hematita de 1,3 cm tirada pelo rover Opportunity em 2 de março de 2004 mostra a presença de água líquida no passado

O clima, como na Terra, é sazonal. Na estação fria, mesmo fora das calotas polares, uma leve geada pode se formar na superfície. O dispositivo Phoenix registrou queda de neve, mas os flocos de neve evaporaram antes de atingir a superfície.

De acordo com a NASA (2004), a temperatura média é de ~210 K (-63°C). De acordo com as sondas Viking, a faixa de temperatura diária é de 184 K a 242 K (de -89 a -31 °C) (Viking-1), e a velocidade do vento: 2-7 m/s (verão), 5-10 m /s (outono), 17-30 m/s (tempestade de poeira).

De acordo com a sonda de pouso Mars-6, a temperatura média da troposfera de Marte é de 228 K, na troposfera a temperatura diminui em média 2,5 graus por quilômetro e a estratosfera acima da tropopausa (30 km) tem uma temperatura quase constante de 144K.

De acordo com pesquisadores do Carl Sagan Center, o processo de aquecimento vem acontecendo em Marte nas últimas décadas. Outros especialistas acreditam que é muito cedo para tirar tais conclusões.

Há evidências de que no passado a atmosfera poderia ter sido mais densa, e o clima quente e úmido, e na superfície de Marte havia água líquida e estava chovendo. A prova dessa hipótese é a análise do meteorito ALH 84001, que mostrou que há cerca de 4 bilhões de anos a temperatura de Marte era de 18 ± 4°C.

redemoinhos de poeira

Redemoinhos de poeira fotografados pelo rover Opportunity em 15 de maio de 2005. Os números no canto inferior esquerdo indicam o tempo em segundos desde o primeiro quadro

Desde a década de 1970 como parte do programa Viking, assim como o rover Opportunity e outros veículos, vários redemoinhos de poeira foram registrados. São turbulências do ar que ocorrem perto da superfície do planeta e levantam uma grande quantidade de areia e poeira no ar. Os vórtices são frequentemente observados na Terra (em países de língua inglesa eles são chamados de demônios da poeira - dust devil), mas em Marte eles podem atingir tamanhos muito maiores: 10 vezes mais altos e 50 vezes mais largos que a Terra. Em março de 2005, o turbilhão passou painéis solares no rover Spirit de Marte.

Superfície

Dois terços da superfície de Marte é ocupado por áreas claras, chamadas continentes, cerca de um terço - por áreas escuras, chamadas mares. Os mares estão concentrados principalmente no hemisfério sul do planeta, entre 10 e 40° de latitude. Existem apenas dois grandes mares no hemisfério norte - o Acidalian e o Great Syrt.

A natureza das áreas escuras ainda é uma questão controversa. Eles persistem apesar do fato de que tempestades de poeira ocorrem em Marte. Ao mesmo tempo, isso serviu como argumento a favor da suposição de que as áreas escuras são cobertas por vegetação. Agora acredita-se que estas são apenas áreas das quais, devido ao seu relevo, a poeira é facilmente soprada. Imagens em grande escala mostram que, de fato, as áreas escuras consistem em grupos de faixas escuras e manchas associadas a crateras, morros e outros obstáculos no caminho dos ventos. Mudanças sazonais e de longo prazo em seu tamanho e forma estão aparentemente associadas a uma mudança na proporção de áreas de superfície cobertas com matéria clara e escura.

Os hemisférios de Marte são bastante diferentes na natureza da superfície. No hemisfério sul, a superfície está 1-2 km acima do nível médio e é densamente pontilhada de crateras. Esta parte de Marte se assemelha aos continentes lunares. No norte, a maior parte da superfície está abaixo da média, existem poucas crateras, e a parte principal é ocupada por planícies relativamente lisas, provavelmente formadas como resultado de inundações e erosão de lava. Essa diferença entre os hemisférios permanece uma questão de debate. A fronteira entre os hemisférios segue aproximadamente um grande círculo inclinado a 30° em relação ao equador. O limite é largo e irregular e forma um declive em direção ao norte. Ao longo dele estão as áreas mais erodidas da superfície marciana.

Duas hipóteses alternativas foram apresentadas para explicar a assimetria dos hemisférios. Segundo um deles, em um estágio geológico inicial, as placas litosféricas "se uniram" (talvez por acidente) em um hemisfério, como o continente Pangea na Terra, e depois "congelaram" nessa posição. Outra hipótese envolve a colisão de Marte com um corpo espacial do tamanho de Plutão.
Mapa topográfico de Marte, da Mars Global Surveyor, 1999

Um grande número de crateras no hemisfério sul sugere que a superfície aqui é antiga - 3-4 bilhões de anos. Existem vários tipos de crateras: crateras grandes com fundo plano, crateras em forma de taça menores e mais jovens semelhantes à lua, crateras cercadas por uma muralha e crateras elevadas. Os dois últimos tipos são exclusivos de Marte - crateras com bordas formadas onde ejectos líquidos fluíram sobre a superfície, e crateras elevadas formadas onde uma manta de ejecta de crateras protegeu a superfície da erosão eólica. A maior característica de origem do impacto é a planície de Hellas (cerca de 2100 km de diâmetro).

Em uma região de paisagem caótica próxima ao limite hemisférico, a superfície experimentou grandes áreas de fratura e compressão, às vezes seguidas de erosão (devido a deslizamentos de terra ou liberação catastrófica de águas subterrâneas) e inundações com lava líquida. Paisagens caóticas são frequentemente encontradas na cabeceira de grandes canais cortados pela água. A hipótese mais aceitável para sua formação conjunta é o derretimento súbito do gelo subterrâneo.

Vales Mariner em Marte

No hemisfério norte, além de vastas planícies vulcânicas, existem duas áreas de grandes vulcões - Tharsis e Elysium. Tharsis é uma vasta planície vulcânica com uma extensão de 2000 km, atingindo uma altura de 10 km acima do nível médio. Existem três grandes vulcões de escudo nele - Monte Arsia, Monte Pavlina e Monte Askriyskaya. À beira de Tharsis está a montanha mais alta de Marte e no sistema solar, o Monte Olimpo. O Olimpo atinge 27 km de altura em relação à sua base e 25 km em relação ao nível médio da superfície de Marte, e cobre uma área de 550 km de diâmetro, cercada por falésias, em locais que chegam a 7 km em altura. O volume do Monte Olimpo é 10 vezes o volume do maior vulcão da Terra, Mauna Kea. Vários vulcões menores também estão localizados aqui. Elísio - uma colina até seis quilômetros acima do nível médio, com três vulcões - a cúpula de Hécate, o Monte Elísio e a cúpula de Albor.

De acordo com outros (Faure e Mensing, 2007), a altura do Monte Olimpo é de 21.287 metros acima nível zero e 18 quilômetros acima da área circundante, e o diâmetro da base é de aproximadamente 600 km. A base cobre uma área de 282.600 km2. A caldeira (depressão no centro do vulcão) tem 70 km de largura e 3 km de profundidade.

O Tharsis Upland também é atravessado por muitas falhas tectônicas, muitas vezes muito complexas e extensas. O maior deles - os vales Mariner - se estende na direção latitudinal por quase 4.000 km (um quarto da circunferência do planeta), atingindo uma largura de 600 e uma profundidade de 7-10 km; esta falha é comparável em tamanho ao Rift da África Oriental na Terra. Em seu encostas íngremes ocorrem os maiores deslizamentos de terra no sistema solar. Os Mariner Valleys são o maior cânion conhecido no sistema solar. O cânion, que foi descoberto pela nave Mariner 9 em 1971, poderia cobrir todo o território dos Estados Unidos, de oceano a oceano.

Um panorama da Cratera Victoria tirada pelo rover Opportunity. Foi filmado durante três semanas, entre 16 de outubro e 6 de novembro de 2006.

Panorama da superfície de Marte na região de Husband Hill, tirada pelo rover Spirit de 23 a 28 de novembro de 2005.

Gelo e calotas polares

Calota polar norte no verão, foto da Mars Global Surveyor. Uma falha longa e larga que corta a tampa à esquerda - Falha do Norte

A aparência de Marte varia muito dependendo da época do ano. Em primeiro lugar, as mudanças nas calotas polares são impressionantes. Eles crescem e encolhem, criando fenômenos sazonais na atmosfera e na superfície de Marte. A calota polar sul pode atingir uma latitude de 50°, a do norte também 50°. O diâmetro da parte permanente da calota polar norte é de 1000 km. À medida que a calota polar em um dos hemisférios recua na primavera, os detalhes da superfície do planeta começam a escurecer.

As calotas polares consistem em dois componentes: sazonal - dióxido de carbono e secular - gelo de água. De acordo com o satélite Mars Express, a espessura das calotas pode variar de 1 m a 3,7 km. A sonda Mars Odyssey descobriu gêiseres ativos na calota polar sul de Marte. Como os especialistas da NASA acreditam, jatos de dióxido de carbono com o aquecimento da primavera atingem uma grande altura, levando poeira e areia com eles.

Fotografias de Marte mostrando uma tempestade de poeira. Junho - Setembro de 2001

O derretimento de mola das calotas polares leva a um aumento acentuado da pressão atmosférica e ao movimento de grandes massas de gás para o hemisfério oposto. A velocidade dos ventos que sopram ao mesmo tempo é de 10-40 m/s, às vezes até 100 m/s. O vento levanta uma grande quantidade de poeira da superfície, o que leva a tempestades de poeira. Fortes tempestades de poeira escondem quase completamente a superfície do planeta. Tempestades de poeira têm um efeito notável na distribuição de temperatura na atmosfera marciana.

Em 1784, o astrônomo W. Herschel chamou a atenção para as mudanças sazonais no tamanho das calotas polares, por analogia com o derretimento e congelamento do gelo nas regiões polares da Terra. Na década de 1860 o astrônomo francês E. Lie observou uma onda de escurecimento ao redor da calota polar derretida da primavera, que foi então interpretada pela hipótese do espalhamento da água derretida e do crescimento da vegetação. Medidas espectrométricas que foram realizadas no início do século 20. no Observatório Lovell em Flagstaff, W. Slifer, no entanto, não mostrou a presença de uma linha de clorofila, o pigmento verde das plantas terrestres.

A partir de fotografias do Mariner-7, foi possível determinar que as calotas polares têm vários metros de espessura, e a temperatura medida de 115 K (-158 ° C) confirmou a possibilidade de consistir em dióxido de carbono congelado - “gelo seco”.

A colina, que foi chamada de Montanhas Mitchell, localizada perto do pólo sul de Marte, parece uma ilha branca quando a calota polar derrete, já que as geleiras derretem mais tarde nas montanhas, inclusive na Terra.

Os dados do Satélite de Reconhecimento Marciano permitiram detectar uma camada significativa de gelo sob os seixos no sopé das montanhas. A geleira com centenas de metros de espessura cobre uma área de milhares de quilômetros quadrados, e seu estudo mais aprofundado pode fornecer informações sobre a história do clima marciano.

Canais de "rios" e outros recursos

Em Marte, existem muitas formações geológicas que se assemelham à erosão hídrica, em particular, leitos de rios secos. De acordo com uma hipótese, esses canais podem ter se formado como resultado de eventos catastróficos de curto prazo e não são prova da existência de longo prazo do sistema fluvial. No entanto, evidências recentes sugerem que os rios fluíram por períodos de tempo geologicamente significativos. Em particular, foram encontrados canais invertidos (ou seja, canais elevados acima da área circundante). Na Terra, essas formações são formadas devido ao acúmulo de longo prazo de densos sedimentos de fundo, seguido pela secagem e intemperismo das rochas circundantes. Além disso, há evidências de deslocamento do canal no delta do rio à medida que a superfície aumenta gradualmente.

No hemisfério sudoeste, na cratera de Eberswalde, foi descoberto um delta do rio com uma área de cerca de 115 km2. O rio que banhava o delta tinha mais de 60 km de extensão.

Os dados dos rovers Spirit e Opportunity da NASA também testemunham a presença de água no passado (foram encontrados minerais que só poderiam se formar como resultado de exposição prolongada à água). O dispositivo "Phoenix" descobriu depósitos de gelo diretamente no solo.

Além disso, listras escuras foram encontradas nas encostas das colinas, indicando o aparecimento de água salgada líquida na superfície em nosso tempo. Eles aparecem logo após o início do período de verão e desaparecem no inverno, “fluem em torno” de vários obstáculos, se fundem e divergem. “É difícil imaginar que tais estruturas possam se formar não a partir de fluxos de fluidos, mas de outra coisa”, disse Richard Zurek, funcionário da NASA.

Vários poços profundos incomuns foram encontrados no planalto vulcânico de Tharsis. A julgar pela imagem do Satélite de Reconhecimento Marciano, tirada em 2007, um deles tem um diâmetro de 150 metros, e a parte iluminada da parede não tem menos de 178 metros de profundidade. Uma hipótese sobre a origem vulcânica dessas formações foi apresentada.

Preparação

A composição elementar da camada superficial do solo marciano, de acordo com os dados das sondas, não é a mesma em lugares diferentes. O principal componente do solo é a sílica (20-25%), contendo uma mistura de hidratos de óxido de ferro (até 15%), que conferem ao solo uma cor avermelhada. Existem impurezas significativas de compostos de enxofre, cálcio, alumínio, magnésio, sódio (alguns por cento para cada).

De acordo com dados da sonda Phoenix da NASA (pousando em Marte em 25 de maio de 2008), a proporção de pH e alguns outros parâmetros dos solos marcianos estão próximos aos da Terra, e as plantas poderiam, teoricamente, ser cultivadas neles. "De fato, descobrimos que o solo de Marte atende aos requisitos e também contém os elementos necessários para o surgimento e manutenção da vida tanto no passado, no presente e no futuro", disse Sam Kunaves, químico-chefe de pesquisa da o projeto. Além disso, segundo ele, muitas pessoas podem encontrar esse tipo de solo alcalino em “seu quintal”, e é bastante adequado para o cultivo de aspargos.

Há também uma quantidade significativa de gelo de água no solo no local de pouso do aparelho. A sonda Mars Odyssey também descobriu que existem depósitos de gelo de água sob a superfície do planeta vermelho. Mais tarde, essa suposição foi confirmada por outros dispositivos, mas a questão da presença de água em Marte foi finalmente resolvida em 2008, quando a sonda Phoenix, que pousou perto do pólo norte do planeta, recebeu água do solo marciano.

Geologia e estrutura interna

No passado, em Marte, como na Terra, havia um movimento de placas litosféricas. Isso é confirmado pelas características do campo magnético de Marte, a localização de alguns vulcões, por exemplo, na província de Tharsis, bem como a forma do Vale Mariner. O estado atual das coisas, quando os vulcões podem existir por muito mais tempo do que na Terra e atingir tamanhos gigantescos, sugere que agora esse movimento está bastante ausente. Isso é apoiado pelo fato de que os vulcões em escudo crescem como resultado de erupções repetidas da mesma abertura por um longo período de tempo. Na Terra, devido ao movimento das placas litosféricas, os pontos vulcânicos mudavam constantemente de posição, o que limitava o crescimento dos vulcões-escudo e possivelmente não permitia que atingissem alturas, como em Marte. Por outro lado, a diferença na altura máxima dos vulcões pode ser explicada pelo fato de que, devido à menor gravidade de Marte, é possível construir estruturas mais altas que não desmoronariam sob seu próprio peso.

Comparação da estrutura de Marte e outros planetas terrestres

Modelos modernos A estrutura interna de Marte sugere que Marte consiste em uma crosta com uma espessura média de 50 km (e uma espessura máxima de até 130 km), um manto de silicato com 1800 km de espessura e um núcleo com um raio de 1480 km. A densidade no centro do planeta deve chegar a 8,5 g/cm2. O núcleo é parcialmente líquido e consiste principalmente de ferro com uma mistura de 14-17% (em massa) de enxofre, e o conteúdo de elementos leves é duas vezes maior que no núcleo da Terra. De acordo com estimativas modernas, a formação do núcleo coincidiu com o período do vulcanismo inicial e durou cerca de um bilhão de anos. A fusão parcial dos silicatos do manto levou aproximadamente o mesmo tempo. Devido à menor gravidade em Marte, a faixa de pressão no manto de Marte é muito menor do que na Terra, o que significa que tem menos transições de fase. Supõe-se que a transição de fase da modificação de olivina para espinélio começa em profundidades bastante grandes - 800 km (400 km na Terra). A natureza do relevo e outras características sugerem a presença de uma astenosfera constituída por zonas de matéria parcialmente fundida. Para algumas regiões de Marte, um mapa geológico detalhado foi compilado.

De acordo com observações de órbita e análise da coleção de meteoritos marcianos, a superfície de Marte consiste principalmente de basalto. Existem algumas evidências que sugerem que, em parte da superfície marciana, o material contém mais quartzo do que o basalto normal e pode ser semelhante às rochas andesíticas da Terra. No entanto, essas mesmas observações podem ser interpretadas a favor da presença de vidro de quartzo. Uma parte significativa da camada mais profunda consiste em pó de óxido de ferro granular.

Campo magnético de Marte

Marte tem um campo magnético fraco.

De acordo com as leituras dos magnetômetros das estações Mars-2 e Mars-3, a intensidade do campo magnético no equador é de cerca de 60 gamas, no pólo 120 gamas, que é 500 vezes mais fraca que a da Terra. De acordo com o AMS Mars-5, a intensidade do campo magnético no equador foi de 64 gama e o momento magnético foi de 2,4 1022 cm2 oersted.

O campo magnético de Marte é extremamente instável, em vários pontos do planeta sua força pode diferir de 1,5 a 2 vezes, e os pólos magnéticos não coincidem com os físicos. Isso sugere que o núcleo de ferro de Marte é relativamente imóvel em relação à sua crosta, ou seja, o mecanismo do dínamo planetário responsável pelo campo magnético da Terra não funciona em Marte. Embora Marte não tenha um campo magnético planetário estável, observações mostraram que partes da crosta do planeta são magnetizadas e que houve uma inversão dos pólos magnéticos dessas partes no passado. A magnetização dessas partes acabou sendo semelhante a anomalias magnéticas de tiras nos oceanos.

Uma teoria, publicada em 1999 e reexaminada em 2005 (usando o não tripulado Mars Global Surveyor), é que essas bandas mostram placas tectônicas há 4 bilhões de anos, antes que o dínamo do planeta deixasse de funcionar, causando um forte enfraquecimento do campo magnético. As razões para este declínio acentuado não são claras. Há uma suposição de que o funcionamento do dínamo 4 bilhões. anos atrás é explicado pela presença de um asteróide que girou a uma distância de 50-75 mil quilômetros ao redor de Marte e causou instabilidade em seu núcleo. O asteróide então caiu para seu limite de Roche e entrou em colapso. No entanto, essa explicação em si contém ambiguidades e é contestada na comunidade científica.

História geológica

Mosaico global de 102 imagens do orbitador Viking 1 de 22 de fevereiro de 1980.

Talvez, no passado distante, como resultado de uma colisão com um grande corpo celeste, a rotação do núcleo tenha parado, bem como a perda do volume principal da atmosfera. Acredita-se que a perda do campo magnético ocorreu há cerca de 4 bilhões de anos. Devido ao fraco campo magnético, o vento solar penetra na atmosfera de Marte quase sem impedimentos, e muitas das reações fotoquímicas sob a ação da radiação solar que ocorrem na Terra na ionosfera e acima podem ser observadas em Marte quase em sua superfície.

A história geológica de Marte inclui as seguintes três épocas:

Noachian Epoch (nomeado após "Noachian Land", uma região de Marte): formação da mais antiga superfície existente de Marte. Ele continuou no período de 4,5 bilhões - 3,5 bilhões de anos atrás. Durante esta época, a superfície foi marcada por numerosas crateras de impacto. O planalto da província de Tharsis provavelmente se formou nesse período com intenso fluxo de água posteriormente.

Era Hesperiana: de 3,5 bilhões de anos atrás a 2,9 - 3,3 bilhões de anos atrás. Esta época é marcada pela formação de enormes campos de lava.

Era amazônica (em homenagem à "planície amazônica" em Marte): 2,9-3,3 bilhões de anos atrás até os dias atuais. As regiões formadas durante esta época têm muito poucas crateras de meteoritos, mas são completamente diferentes. O Monte Olimpo foi formado durante este período. Neste momento, fluxos de lava estavam derramando em outras partes de Marte.

Luas de Marte

Os satélites naturais de Marte são Fobos e Deimos. Ambos foram descobertos pelo astrônomo americano Asaph Hall em 1877. Phobos e Deimos são de formato irregular e muito pequenos. De acordo com uma hipótese, eles podem representar asteróides como (5261) Eureka do grupo troiano de asteróides capturados pelo campo gravitacional de Marte. Os satélites têm o nome dos personagens que acompanham o deus Ares (isto é, Marte) - Phobos e Deimos, personificando o medo e o horror, que ajudaram o deus da guerra nas batalhas.

Ambos os satélites giram em torno de seus eixos com o mesmo período que em torno de Marte, portanto, estão sempre voltados para o planeta pelo mesmo lado. A influência das marés de Marte diminui gradualmente o movimento de Fobos e, eventualmente, levará à queda do satélite para Marte (mantendo a tendência atual) ou à sua desintegração. Pelo contrário, Deimos está se afastando de Marte.

Ambos os satélites têm uma forma que se aproxima de um elipsóide triaxial, Fobos (26,6x22,2x18,6 km) é um pouco maior que Deimos (15x12,2x10,4 km). A superfície de Deimos parece muito mais lisa devido ao fato de que a maioria das crateras são cobertas com matéria de grão fino. Obviamente, em Fobos, que é mais próximo do planeta e mais massivo, a substância ejetada durante os impactos de meteoritos ou atingiu novamente a superfície ou caiu em Marte, enquanto em Deimos permaneceu em órbita ao redor do satélite por um longo tempo, gradualmente se estabelecendo e esconder terreno irregular.

Vida em Marte

A ideia popular de que Marte era habitado por marcianos inteligentes tornou-se difundida no final do século 19.

As observações de Schiaparelli sobre os chamados canais, combinadas com o livro de Percival Lowell sobre o mesmo assunto, popularizaram a ideia de um planeta cada vez mais seco, frio, moribundo e no qual civilização antiga execução de obras de irrigação.

Numerosos outros avistamentos e anúncios de pessoas famosas deram origem à chamada "Febre de Marte" em torno deste tópico. Em 1899, enquanto estudava a interferência atmosférica em um sinal de rádio usando receptores no Observatório do Colorado, o inventor Nikola Tesla observou um sinal repetido. Ele então especulou que poderia ser um sinal de rádio de outros planetas, como Marte. Em uma entrevista de 1901, Tesla disse que lhe veio a ideia de que a interferência poderia ser causada artificialmente. Embora não pudesse decifrar seu significado, era impossível para ele que surgissem completamente por acaso. Em sua opinião, era uma saudação de um planeta para outro.

A teoria de Tesla foi fortemente apoiada pelo famoso físico britânico William Thomson (Lord Kelvin), que, visitando os Estados Unidos em 1902, disse que em sua opinião Tesla havia captado o sinal marciano enviado aos Estados Unidos. No entanto, Kelvin então negou veementemente essa declaração antes de deixar a América: "Na verdade, eu disse que os habitantes de Marte, se existirem, certamente podem ver Nova York, em particular a luz da eletricidade".

Hoje, a presença de água líquida em sua superfície é considerada condição para o desenvolvimento e manutenção da vida no planeta. Há também a exigência de que a órbita do planeta esteja na chamada zona habitável, que para o sistema solar começa atrás de Vênus e termina no semi-eixo maior da órbita de Marte. Durante o periélio, Marte está dentro desta zona, mas uma fina atmosfera com baixa pressão impede o aparecimento de água líquida em uma grande área por um longo período. Evidências recentes sugerem que qualquer água na superfície de Marte é muito salgada e ácida para suportar vida terrestre permanente.

A falta de uma magnetosfera e a atmosfera extremamente fina de Marte também são um problema para sustentar a vida. Há um movimento muito fraco de fluxos de calor na superfície do planeta, é mal isolado do bombardeio por partículas de vento solar, além disso, quando aquecida, a água evapora instantaneamente, contornando o estado líquido devido à baixa pressão. Marte também está no limiar do chamado. "morte geológica". O fim da atividade vulcânica aparentemente interrompeu a circulação de minerais e elementos químicos entre a superfície e lado de dentro planetas.

Evidências sugerem que o planeta era anteriormente muito mais propenso à vida do que é agora. No entanto, até o momento, os restos de organismos não foram encontrados nele. No âmbito do programa Viking, realizado em meados da década de 1970, uma série de experimentos foi realizada para detectar microrganismos no solo marciano. Tem mostrado resultados positivos, como um aumento temporário nas emissões de CO2 quando partículas de solo são colocadas na água e meio nutriente. No entanto, essa evidência de vida em Marte foi contestada por alguns cientistas [por quem?]. Isso levou a uma longa disputa com o cientista da NASA Gilbert Lewin, que afirmou que o Viking havia descoberto a vida. Após reavaliar os dados da Viking à luz do conhecimento científico atual sobre extremófilos, foi determinado que os experimentos realizados não eram perfeitos o suficiente para detectar essas formas de vida. Além disso, esses testes podem até matar os organismos, mesmo que estejam contidos nas amostras. Testes realizados pelo Programa Phoenix mostraram que o solo tem um pH muito alcalino e contém magnésio, sódio, potássio e cloreto. Nutrientes suficiente no solo para sustentar a vida, mas as formas de vida devem ser protegidas da luz ultravioleta intensa.

Curiosamente, em alguns meteoritos de origem marciana, foram encontradas formações que se assemelham às bactérias mais simples em forma, embora sejam inferiores aos menores organismos terrestres em tamanho. Um desses meteoritos é o ALH 84001, encontrado na Antártida em 1984.

De acordo com os resultados de observações da Terra e dados da espaçonave Mars Express, foi detectado metano na atmosfera de Marte. Sob as condições de Marte, este gás se decompõe rapidamente, então deve haver fonte permanente seu reabastecimento. Tal fonte pode ser atividade geológica (mas nenhum vulcões ativos foram encontrados em Marte), ou a atividade vital de bactérias.

Observações astronômicas da superfície de Marte

Após os pousos de veículos automáticos na superfície de Marte, tornou-se possível realizar observações astronômicas diretamente da superfície do planeta. Devido à posição astronômica de Marte no sistema solar, as características da atmosfera, o período de revolução de Marte e seus satélites, a imagem do céu noturno de Marte (e fenômenos astronômicos observados do planeta) difere da da Terra e de muitas maneiras parece incomum e interessante.

Cor do céu em Marte

Durante o nascer e o pôr do sol, o céu marciano no zênite tem uma cor rosa avermelhada e está próximo ao disco do Sol - do azul ao roxo, que é completamente oposto à imagem dos amanheceres terrestres.

Ao meio-dia, o céu de Marte é amarelo-alaranjado. A razão para essas diferenças de cores céu terrestre - as propriedades de uma atmosfera fina e rarefeita contendo poeira suspensa de Marte. Em Marte, a dispersão de raios Rayleigh (que na Terra é a causa da cor azul do céu) desempenha um papel insignificante, seu efeito é fraco. Presumivelmente, a coloração amarelo-alaranjada do céu também é causada pela presença de 1% de magnetita em partículas de poeira constantemente suspensas na atmosfera marciana e levantadas por tempestades de poeira sazonais. O crepúsculo começa muito antes do nascer do sol e dura muito depois do pôr do sol. Às vezes, a cor do céu marciano assume um tom roxo como resultado da dispersão da luz em micropartículas de gelo de água nas nuvens (o último é um fenômeno bastante raro).

sol e planetas

O tamanho angular do Sol, observado de Marte, é menor do que o visível da Terra e é 2/3 deste último. Mercúrio de Marte será praticamente inacessível à observação a olho nu devido à sua extrema proximidade com o Sol. O planeta mais brilhante no céu de Marte é Vênus, em segundo lugar está Júpiter (seus quatro maiores satélites podem ser observados sem telescópio), em terceiro está a Terra.

A Terra em relação a Marte é planeta interior, assim como Vênus é para a Terra. Assim, de Marte, a Terra é observada como uma estrela da manhã ou da noite, nascendo antes do amanhecer ou visível no céu noturno após o pôr do sol.

O alongamento máximo da Terra no céu de Marte será de 38 graus. A olho nu, a Terra será visível como uma estrela esverdeada brilhante (máxima magnitude estelar visível de cerca de -2,5), ao lado da qual a estrela amarelada e mais escura (cerca de 0,9) da Lua será facilmente distinguível. Em um telescópio, ambos os objetos mostrarão as mesmas fases. A revolução da Lua ao redor da Terra será observada de Marte da seguinte forma: na distância angular máxima da Lua da Terra, a olho nu separará facilmente a Lua e a Terra: em uma semana as “estrelas” da Lua e a Terra se fundirá em uma única estrela inseparável pelo olho, em mais uma semana a Lua estará novamente visível à distância máxima, mas do outro lado da Terra. Periodicamente, um observador em Marte poderá ver a passagem (trânsito) da Lua pelo disco da Terra ou, inversamente, a cobertura da Lua pelo disco da Terra. A distância aparente máxima da Lua da Terra (e seu brilho aparente) quando vista de Marte variará significativamente dependendo da posição relativa da Terra e de Marte e, consequentemente, da distância entre os planetas. Durante a época das oposições, serão cerca de 17 minutos de arco, à distância máxima da Terra e de Marte - 3,5 minutos de arco. A Terra, como outros planetas, será observada na faixa da constelação do Zodíaco. Um astrônomo em Marte também poderá observar a passagem da Terra pelo disco do Sol, a próxima ocorrerá em 10 de novembro de 2084.

Luas - Fobos e Deimos

Passagem de Fobos através do disco do Sol. Fotos da oportunidade

Fobos, quando observado da superfície de Marte, tem um diâmetro aparente de cerca de 1/3 do disco da Lua no céu da Terra e uma magnitude aparente de cerca de -9 (aproximadamente como a Lua na fase do primeiro quarto) . Fobos nasce no oeste e se põe no leste, apenas para subir novamente 11 horas depois, cruzando o céu de Marte duas vezes por dia. O movimento desta lua rápida no céu será facilmente visto durante a noite, assim como as mudanças de fases. A olho nu pode distinguir a maior característica do relevo de Fobos - a cratera Stickney. Deimos nasce no leste e se põe no oeste, parece estrela Brilhante sem um disco visível perceptível, uma magnitude de cerca de -5 (um pouco mais brilhante que Vênus no céu da Terra), cruzando lentamente o céu por 2,7 dias marcianos. Ambos os satélites podem ser observados no céu noturno ao mesmo tempo, caso em que Fobos se moverá em direção a Deimos.

O brilho de Fobos e Deimos é suficiente para que objetos na superfície de Marte produzam sombras nítidas à noite. Ambos os satélites têm uma inclinação relativamente pequena da órbita para o equador de Marte, o que exclui sua observação nas altas latitudes norte e sul do planeta: por exemplo, Fobos nunca se eleva acima do horizonte norte de 70,4 ° N. sh. ou sul de 70,4°S sh.; para Deimos esses valores são 82,7°N. sh. e 82,7°S sh. Em Marte, um eclipse de Fobos e Deimos pode ser observado quando entram na sombra de Marte, bem como um eclipse do Sol, que é apenas anular devido ao pequeno tamanho angular de Fobos em comparação com o disco solar.

Esfera celestial

O pólo norte de Marte, devido à inclinação do eixo do planeta, está na constelação de Cygnus ( coordenadas equatoriais: ascensão reta 21h 10m 42s, declinação +52° 53,0? e não é marcado por uma estrela brilhante: a mais próxima do pólo é uma estrela fraca de sexta magnitude BD +52 2880 (suas outras designações são HR 8106, HD 201834, SAO 33185). pólo Sul o mundo (coordenadas 9h 10m 42s e -52 ° 53,0) está a alguns graus da estrela Kappa Sails (magnitude aparente 2,5) - ela, em princípio, pode ser considerada a Estrela do Pólo Sul de Marte.

As constelações do zodíaco da eclíptica marciana são semelhantes às observadas da Terra, com uma diferença: ao observar o movimento anual do Sol entre as constelações, ele (como outros planetas, incluindo a Terra), deixando a parte leste da constelação Peixes, passará por 6 dias pela parte norte da constelação de Cetus antes de entrar novamente na parte ocidental de Peixes.

História do estudo de Marte

A exploração de Marte começou há muito tempo, até 3,5 mil anos atrás, em Antigo Egito. Os primeiros relatos detalhados da posição de Marte foram feitos por astrônomos babilônicos, que desenvolveram vários métodos matemáticos para prever a posição do planeta. Usando os dados dos egípcios e babilônios, os antigos filósofos e astrônomos gregos (helenísticos) desenvolveram um modelo geocêntrico detalhado para explicar o movimento dos planetas. Alguns séculos depois, astrônomos indianos e islâmicos estimaram o tamanho de Marte e sua distância da Terra. No século 16, Nicolau Copérnico propôs um modelo heliocêntrico para descrever o sistema solar com órbitas planetárias circulares. Seus resultados foram revisados ​​por Johannes Kepler, que introduziu uma órbita elíptica mais precisa para Marte, coincidindo com a observada.

Em 1659, Francesco Fontana, olhando para Marte através de um telescópio, fez o primeiro desenho do planeta. Ele imaginou mancha negra no centro de uma esfera bem definida.

Em 1660, duas calotas polares foram adicionadas à mancha preta, adicionadas por Jean Dominique Cassini.

Em 1888, Giovanni Schiaparelli, que estudou na Rússia, deu os primeiros nomes aos detalhes individuais da superfície: os mares de Afrodite, Eritreia, Adriático, Cimério; lagos do Sol, Lunar e Phoenix.

O auge das observações telescópicas de Marte caiu em final do XIX- meados do século XX. É em grande parte devido ao interesse público e disputas científicas bem conhecidas em torno dos canais marcianos observados. Entre os astrônomos da era pré-espacial que fizeram observações telescópicas de Marte durante esse período, os mais famosos são Schiaparelli, Percival Lovell, Slifer, Antoniadi, Barnard, Jarry-Deloge, L. Eddy, Tikhov, Vaucouleurs. Foram eles que lançaram as bases da areografia e compilaram os primeiros mapas detalhados a superfície de Marte - embora tenham se mostrado quase completamente errados após voos para Marte de sondas automáticas.

Colonização de Marte

Vista estimada de Marte após a terraformação

Relativamente perto da Terra condições naturais tornar esta tarefa um pouco mais fácil. Em particular, existem lugares na Terra onde as condições naturais são semelhantes às de Marte. Temperaturas extremamente baixas no Ártico e na Antártida são comparáveis ​​até mesmo às temperaturas mais baixas em Marte, e no equador marciano em meses de verão pode ser tão quente (+20 °C) como na Terra. Também na Terra existem desertos semelhantes em aparência à paisagem marciana.

Mas existem diferenças significativas entre a Terra e Marte. Em particular, o campo magnético de Marte é cerca de 800 vezes mais fraco que o da Terra. Juntamente com uma atmosfera rarefeita (centenas de vezes em comparação com a Terra), isso aumenta a quantidade de radiação ionizante. Medições realizadas pelo veículo não tripulado americano The Mars Odyssey mostraram que a radiação de fundo na órbita de Marte é 2,2 vezes maior que a radiação de fundo na Estação Espacial Internacional. A dose média foi de aproximadamente 220 milirads por dia (2,2 miligrays por dia ou 0,8 grays por ano). A quantidade de radiação recebida como resultado de permanecer em tal cenário por três anos está se aproximando dos limites de segurança estabelecidos para os astronautas. Na superfície de Marte, a radiação de fundo é um pouco menor e a dose é de 0,2-0,3 Gy por ano, variando significativamente dependendo do terreno, altitude e campos magnéticos locais.

A composição química dos minerais comuns em Marte é mais diversificada do que a de outros corpos celestes próximos à Terra. Segundo a corporação 4Frontiers, eles são suficientes para abastecer não apenas o próprio Marte, mas também a Lua, a Terra e o cinturão de asteroides.

O tempo de voo da Terra a Marte (com as tecnologias atuais) é de 259 dias em uma semi-elipse e 70 dias em uma parábola. Para se comunicar com potenciais colônias, pode-se usar a comunicação por rádio, que tem um atraso de 3 a 4 minutos em cada direção durante a aproximação dos planetas (que se repete a cada 780 dias) e cerca de 20 minutos. na distância máxima dos planetas; veja Configuração (astronomia).

Até o momento, nenhuma medida prática foi tomada para a colonização de Marte, no entanto, a colonização está sendo desenvolvida, por exemplo, o Projeto Centenário nave espacial, desenvolvimento de um módulo de habitação para permanência no planeta Deep Space Habitat.

Hoje, não apenas escritores de ficção científica em suas histórias, mas também verdadeiros cientistas, empresários e políticos falam sobre voos para Marte e sua possível colonização. Sondas e rovers deram respostas sobre as características da geologia. No entanto, para missões tripuladas, deve-se descobrir se Marte tem uma atmosfera e qual é sua estrutura.

Informação geral

Marte tem sua própria atmosfera, mas é apenas 1% da Terra. Como Vênus, é predominantemente dióxido de carbono, mas, novamente, muito mais fino. A camada relativamente densa é de 100 km (para comparação, a Terra tem 500 - 1000 km ao longo estimativas diferentes). Por isso, não há proteção contra a radiação solar e o regime de temperatura praticamente não é regulado. Não há ar em Marte no sentido usual.

Os cientistas estabeleceram composição exata:

• Dióxido de carbono - 96%.
• Argônio - 2,1%.
• Nitrogênio - 1,9%.

O metano foi descoberto em 2003. A descoberta despertou o interesse pelo Planeta Vermelho, com muitos países lançando programas de exploração que levaram a falar de voo e colonização.

Devido à baixa densidade, o regime de temperatura não é regulado, portanto, as diferenças são em média de 100 0 C. Durante o dia, o suficiente condições confortáveis+30 0 C, e à noite a temperatura da superfície cai para -80 0 C. A pressão é de 0,6 kPa (1/110 do indicador terrestre). Em nosso planeta, condições semelhantes são encontradas a uma altitude de 35 km. Este é o principal perigo para uma pessoa sem proteção - ela não será morta pela temperatura ou gases, mas pela pressão.

Há sempre poeira na superfície. Devido à baixa gravidade, as nuvens sobem até 50 km. Fortes quedas de temperatura levam ao aparecimento de ventos com rajadas de até 100 m/s, então tempestades de poeira em Marte são comuns. Eles não representam uma ameaça séria devido à pequena concentração de partículas nas massas de ar.

Quais são as camadas da atmosfera de Marte?

A força da gravidade é menor que a da Terra, então a atmosfera de Marte não é tão claramente dividida em camadas em termos de densidade e pressão. A composição homogênea é preservada até a marca de 11 km, então a atmosfera começa a se separar em camadas. Acima de 100 km, a densidade diminui para os valores mínimos.

• Troposfera - até 20 km.
• Estratomesosfera - até 100 km.
• Termosfera - até 200 km.
• Ionosfera - até 500 km.

Na atmosfera superior existem gases leves - hidrogênio, carbono. O oxigênio se acumula nessas camadas. Partículas individuais de hidrogênio atômico se propagam por uma distância de até 20.000 km, formando uma coroa de hidrogênio. Não há uma separação clara entre as regiões extremas e o espaço sideral.

atmosfera superior

Em uma marca de mais de 20 a 30 km, a termosfera está localizada - as regiões superiores. A composição permanece estável até uma altitude de 200 km. Há um alto teor de oxigênio atômico. A temperatura é bastante baixa - até 200-300 K (de -70 a -200 0 C). Em seguida vem a ionosfera, na qual os íons reagem com elementos neutros.

atmosfera inferior

Dependendo da estação, o limite dessa camada muda e essa zona é chamada de tropopausa. Mais adiante, a estratomesosfera se estende, cuja temperatura média é de -133 0 C. Na Terra, o ozônio está contido aqui, o que protege contra a radiação cósmica. Em Marte, acumula-se a uma altitude de 50-60 km e depois está praticamente ausente.

Composição da atmosfera

A atmosfera terrestre é composta por nitrogênio (78%) e oxigênio (20%), argônio, dióxido de carbono, metano, etc. estão presentes em pequenas quantidades. Tais condições são consideradas ótimas para o surgimento da vida. A composição do ar em Marte é muito diferente. O principal elemento da atmosfera marciana é o dióxido de carbono - cerca de 95%. O nitrogênio representa 3% e o argônio 1,6%. A quantidade total de oxigênio não é superior a 0,14%.

Esta composição foi formada devido à fraca atração do Planeta Vermelho. O mais estável era o dióxido de carbono pesado, que é constantemente reabastecido como resultado da atividade vulcânica. Os gases leves se dissipam no espaço devido à baixa gravidade e à ausência de um campo magnético. O nitrogênio é mantido pela gravidade como uma molécula diatômica, mas se divide sob a influência da radiação e, na forma de átomos únicos, voa para o espaço.

A situação é semelhante com o oxigênio, mas nas camadas superiores ele reage com carbono e hidrogênio. No entanto, os cientistas não entendem completamente as características das reações. De acordo com os cálculos, a quantidade de monóxido de carbono CO deveria ser maior, mas no final ele se oxida em dióxido de carbono CO2 e afunda na superfície. Separadamente, o oxigênio molecular O2 aparece somente após a decomposição química do dióxido de carbono e da água nas camadas superiores sob a influência de fótons. Refere-se a substâncias não condensáveis ​​em Marte.

Os cientistas acreditam que há milhões de anos, a quantidade de oxigênio era comparável à da Terra - 15-20%. Ainda não se sabe exatamente por que as condições mudaram. No entanto, os átomos individuais não volatilizam tão ativamente e, devido ao maior peso, até se acumulam. Até certo ponto, o processo inverso é observado.

Outros elementos importantes:

• O ozônio está praticamente ausente, há uma área de acumulação a 30-60 km da superfície.
• O conteúdo de água é 100-200 vezes menor do que na região mais seca da Terra.
• Metano - são observadas emissões de natureza desconhecida, e até agora a substância mais discutida para Marte.

O metano na Terra pertence a substâncias biogênicas, portanto, pode estar potencialmente associado à matéria orgânica. A natureza da aparência e da rápida destruição ainda não foi explicada, então os cientistas estão procurando respostas para essas perguntas.

O que aconteceu com a atmosfera de Marte no passado?

Ao longo dos milhões de anos de existência do planeta, a atmosfera muda em composição e estrutura. Como resultado da pesquisa, surgiram evidências de que oceanos líquidos existiam na superfície no passado. No entanto, agora a água permanece em pequenas quantidades na forma de vapor ou gelo.

Razões para o desaparecimento de fluido:

• A baixa pressão atmosférica não é capaz de manter a água em estado líquido por muito tempo, como acontece na Terra.
• A gravidade não é forte o suficiente para conter nuvens de vapor.
• Devido à ausência de um campo magnético, a matéria é transportada por partículas do vento solar para o espaço.
• Com flutuações significativas de temperatura, a água só pode ser armazenada em estado sólido.

Em outras palavras, a atmosfera marciana não é densa o suficiente para reter a água como um líquido, e a pequena força da gravidade não é capaz de reter hidrogênio e oxigênio.
Segundo especialistas, condições favoráveis ​​para a vida no Planeta Vermelho podem ter se formado há cerca de 4 bilhões de anos. Talvez houvesse vida naquela época.

são chamados as seguintes razões destruição:

• Falta de proteção contra a radiação solar e esgotamento gradual da atmosfera ao longo de milhões de anos.
• Uma colisão com um meteorito ou outro corpo cósmico que destruiu instantaneamente a atmosfera.

A primeira razão para este momento embora mais provável, uma vez que vestígios catástrofe global ainda não descoberto. Conclusões semelhantes foram feitas graças ao estudo da estação autônoma Curiosity. O rover estabeleceu a composição exata do ar.

A antiga atmosfera de Marte continha muito oxigênio

Hoje, os cientistas têm poucas dúvidas de que costumava haver água no Planeta Vermelho. Sobre inúmeras vistas dos contornos dos oceanos. As observações visuais são apoiadas por estudos específicos. Os rovers coletaram amostras de solo nos vales dos antigos mares e rios, e a composição química confirmou as suposições iniciais.

NO condições atuais qualquer água líquida na superfície do planeta evaporará instantaneamente porque a pressão é muito baixa. No entanto, se nos tempos antigos havia oceanos e lagos, as condições eram diferentes. Uma das suposições é uma composição diferente com uma fração de oxigênio da ordem de 15-20%, bem como uma proporção aumentada de nitrogênio e argônio. Nesta forma, Marte se torna quase idêntico ao nosso planeta natal - com água líquida, oxigênio e nitrogênio.

Outros cientistas sugerem a existência de um campo magnético completo que pode proteger contra o vento solar. Seu poder é comparável ao da terra, e este é outro fator que fala a favor da presença de condições para a origem e desenvolvimento da vida.

Causas da Depleção da Atmosfera

O pico de desenvolvimento cai na era Hesperiana (3,5-2,5 bilhões de anos atrás). Na planície havia um oceano salgado comparável em tamanho ao Oceano Ártico. A temperatura da superfície atingiu 40-50 0 C, e a pressão foi de cerca de 1 atm. Há uma alta probabilidade da existência de organismos vivos nesse período. No entanto, o período de "prosperidade" não foi longo o suficiente para que surgisse uma vida complexa e ainda mais inteligente.

Uma das principais razões é o pequeno tamanho do planeta. Marte é menor que a Terra, então a gravidade e o campo magnético são mais fracos. Como resultado, o vento solar derrubou ativamente as partículas e literalmente cortou a casca camada por camada. A composição da atmosfera começou a mudar ao longo de 1 bilhão de anos, após o que as mudanças climáticas se tornaram catastróficas. A diminuição da pressão levou à evaporação do líquido e à queda de temperatura.

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Marte - a atmosfera do planeta: camadas da atmosfera, composição química, pressão, densidade, comparação com a Terra, quantidade de metano, planeta antigo, pesquisa com foto.

MASatmosfera de marteé apenas 1% da Terra, portanto, não há proteção contra a radiação solar no Planeta Vermelho, bem como um regime normal de temperatura. A composição da atmosfera de Marte é representada por dióxido de carbono (95%), nitrogênio (3%), argônio (1,6%) e pequenas impurezas de oxigênio, vapor d'água e outros gases. Também está cheio de pequenas partículas de poeira, que fazem o planeta parecer vermelho.

Os pesquisadores acreditam que antes a camada atmosférica era densa, mas entrou em colapso há 4 bilhões de anos. Sem uma magnetosfera, o vento solar colide com a ionosfera e reduz a densidade atmosférica.

Isso levou a um indicador de baixa pressão - 30 Pa. A atmosfera se estende por 10,8 km. Contém muito metano. Além disso, fortes emissões são perceptíveis em áreas específicas. Existem dois locais, mas as fontes ainda não foram descobertas.

270 toneladas de metano são produzidas por ano. Isso significa que estamos falando de algum tipo de processo ativo de subsuperfície. Muito provavelmente, trata-se de atividade vulcânica, impactos de cometas ou serpentinização. A opção mais atraente é a vida microbiana metanogênica.

Agora você sabe sobre a presença da atmosfera de Marte, mas, infelizmente, está pronta para exterminar os colonos. Impede a acumulação de água líquida, é aberto à radiação e é extremamente frio. Mas nos próximos 30 anos, ainda estamos focados no desenvolvimento.

Dissipação de atmosferas planetárias

O astrofísico Valery Shematovich sobre a evolução das atmosferas planetárias, sistemas exoplanetários e a perda da atmosfera marciana:

Cada planeta é diferente do resto de várias maneiras. As pessoas comparam outros planetas encontrados com aquele que conhecem bem, mas não perfeitamente, - este é o planeta Terra. Afinal, isso é lógico, a vida pode aparecer em nosso planeta, o que significa que, se você procurar um planeta semelhante ao nosso, também será possível encontrar vida lá. Por causa dessas comparações, os planetas têm suas próprias características distintas. Por exemplo, Saturno tem belos anéis, por causa dos quais Saturno é chamado de planeta mais bonito do sistema solar. Júpiter é o maior planeta do sistema solar e esta característica de Júpiter. Então, quais são as características de Marte? Este artigo é sobre isso.

Marte, como muitos outros planetas do sistema solar, tem luas. Marte tem duas luas, Fobos e Deimos. Os satélites receberam seus nomes dos gregos. Fobos e Deimos eram filhos de Ares (Marte) e sempre estiveram perto do pai, assim como esses dois satélites estão sempre perto de Marte. Na tradução, “Phobos” significa “medo” e “Deimos” significa “horror”.

Fobos é uma lua cuja órbita está muito próxima do planeta. É o satélite mais próximo do planeta em todo o sistema solar. A distância da superfície de Marte a Fobos é de 9.380 quilômetros. O satélite gira em torno de Marte com uma frequência de 7 horas e 40 minutos. Acontece que Phobos consegue fazer três e algumas revoluções em torno de Marte, enquanto o próprio Marte faz uma revolução em torno de seu eixo.

Deimos é a menor lua do sistema solar. As dimensões do satélite são 15x12,4x10,8 km. E a distância do satélite à superfície do planeta é de 23.450 mil km. O período de revolução de Deimos em torno de Marte é de 30 horas e 20 minutos, que é um pouco mais longo do que o tempo que o planeta leva para girar em torno de seu eixo. Se você estiver em Marte, então Fobos nascerá no oeste e se porá no leste, fazendo três revoluções por dia, e Deimos, pelo contrário, nascerá no leste e se porá no oeste, fazendo apenas uma revolução ao redor. o planeta.

Características de Marte e sua atmosfera

Uma das principais características de Marte é que ele foi criado. A atmosfera em Marte é muito interessante. Agora a atmosfera de Marte é muito rarefeita, é possível que no futuro Marte perca completamente sua atmosfera. As características da atmosfera de Marte são que, uma vez, Marte tinha a mesma atmosfera e ar que em nosso planeta natal. Mas no curso da evolução, o Planeta Vermelho perdeu quase toda a sua atmosfera. Agora a pressão da atmosfera do Planeta Vermelho é apenas 1% da pressão do nosso planeta. Características da atmosfera de Marte também é que, mesmo com três vezes menos gravidade do planeta, em relação à Terra, Marte pode levantar enormes tempestades de poeira, levantando toneladas de areia e solo no ar. As tempestades de poeira já estragaram os nervos de nossos astrônomos mais de uma vez, pois as tempestades de poeira são muito extensas, então a observação de Marte da Terra se torna impossível. Às vezes, essas tempestades podem durar meses, o que prejudica muito o processo de estudo do planeta. Mas a exploração do planeta Marte não para por aí. Existem robôs na superfície de Marte que não param o processo de exploração do planeta.

As características atmosféricas do planeta Marte também estão no fato de que as suposições dos cientistas sobre a cor do céu marciano foram refutadas. Os cientistas pensavam que o céu de Marte deveria ser preto, mas as fotos tiradas pela estação espacial do planeta refutaram essa teoria. O céu de Marte não é preto, é rosa, graças às partículas de areia e poeira que estão no ar e absorvem 40% luz solar, graças a isso, o efeito do céu rosa em Marte é criado.

Características da temperatura de Marte

As medições da temperatura de Marte começaram há relativamente muito tempo. Tudo começou com as medições de Lampland em 1922. Em seguida, as medições indicaram que a temperatura média em Marte é de -28º C. Mais tarde, nas décadas de 50 e 60, acumulou-se algum conhecimento sobre o regime de temperatura do planeta, realizado das décadas de 20 a 60. A partir dessas medições, verifica-se que durante o dia no equador do planeta a temperatura pode chegar a +27º C, mas à noite cairá para zero e pela manhã se tornará -50º C. A temperatura nos pólos varia de +10º C, durante o dia polar, e muito Baixas temperaturas, durante a noite polar.

Características do relevo de Marte

A superfície de Marte, como outros planetas que não têm atmosfera, é marcada por várias crateras de objetos espaciais em queda. As crateras são pequenas em tamanho (5 km de diâmetro) e grandes (de 50 a 70 km de diâmetro). Devido à ausência de sua atmosfera, Marte estava sujeito a chuvas de meteoros. Mas a superfície do planeta não contém apenas crateras. Anteriormente, as pessoas acreditavam que nunca havia água em Marte, mas as observações da superfície do planeta contam uma história diferente. A superfície de Marte tem canais e até pequenas depressões, que lembram depósitos de água. Isso sugere que havia água em Marte, mas por muitas razões ela desapareceu. Agora é difícil dizer o que precisa ser feito para que a água em Marte reapareça e possamos observar a ressurreição do planeta.

Há também vulcões no Planeta Vermelho. O vulcão mais famoso é o Monte Olimpo. Este vulcão é conhecido por todos aqueles que estão interessados ​​em Marte. Este vulcão é a maior colina não só em Marte, mas também no sistema solar, esta é outra característica deste planeta. Se você estiver no sopé do Monte Olimpo, será impossível ver a borda deste vulcão. Este vulcão é tão grande que suas bordas ultrapassam o horizonte e parece que o Olimpo não tem fim.

Características do campo magnético de Marte

Esta é talvez a última característica interessante deste planeta. O campo magnético é o protetor do planeta, que repele todas as cargas elétricas que se deslocam em direção ao planeta e as repele de sua trajetória original. O campo magnético é completamente dependente do núcleo do planeta. O núcleo de Marte é quase estacionário e, portanto, o campo magnético do planeta é muito fraco. Ação campo magnético muito interessante, não é global, como no nosso planeta, mas tem zonas em que é mais ativo, e em outras zonas pode não ser nada.

Assim, o planeta que nos parece tão comum tem todo um conjunto de características próprias, algumas das quais lideram nosso sistema solar. Marte não é um planeta tão simples quanto você pode pensar à primeira vista.

Como Marte está mais distante do Sol do que a Terra, ele pode ocupar uma posição oposta ao Sol no céu, então é visível a noite toda. Essa posição do planeta é chamada confronto. Em Marte, repete-se a cada dois anos e dois meses. Como a órbita de Marte é mais extensa que a da Terra, durante as oposições as distâncias entre Marte e a Terra podem ser diferentes. Uma vez a cada 15 ou 17 anos, ocorre o Grande Confronto, quando a distância entre a Terra e Marte é mínima e é de 55 milhões de km.

Canais em Marte

Uma fotografia de Marte tirada do Telescópio Espacial Hubble mostra claramente características planetas. Contra o fundo vermelho dos desertos marcianos, mares azul-esverdeados e uma calota polar branca brilhante são claramente visíveis. Famoso canais não visível na imagem. Nesta ampliação, eles realmente não são visíveis. Depois que imagens em grande escala de Marte foram obtidas, o mistério dos canais marcianos foi finalmente resolvido: os canais são uma ilusão de ótica.

De grande interesse foi a questão da possibilidade de existência vida em Marte. Realizado em 1976 no americano AMS "Viking" estudos deram, aparentemente, o resultado final negativo. Nenhum vestígio de vida foi encontrado em Marte.

No entanto, ainda há uma discussão viva sobre isso. Ambos os lados, tanto defensores quanto oponentes da vida em Marte, apresentam argumentos que seus oponentes não podem refutar. Simplesmente não há dados experimentais suficientes para resolver esse problema. Resta apenas esperar quando os vôos em andamento e planejados para Marte fornecerão material confirmando ou refutando a existência de vida em Marte em nosso tempo ou em um passado distante. materiais do site

Marte tem dois pequenos satélite- Phobos (Fig. 51) e Deimos (Fig. 52). Suas dimensões são 18×22 e 10×16 km, respectivamente. Phobos está localizado a partir da superfície do planeta a uma distância de apenas 6.000 km e gira em torno dele em cerca de 7 horas, o que é 3 vezes menos que um dia marciano. Deimos está localizado a uma distância de 20.000 km.

Uma série de mistérios estão relacionados com os satélites. Portanto, sua origem não é clara. A maioria dos cientistas acredita que estes são asteróides capturados relativamente recentemente. É difícil imaginar como Fobos sobreviveu após o impacto de um meteorito, que deixou uma cratera de 8 km de diâmetro. Não está claro por que Phobos é o corpo mais negro conhecido por nós. Sua refletividade é 3 vezes menor que a da fuligem. Infelizmente, vários voos de naves espaciais para Fobos terminaram em fracasso. A solução final de muitos problemas de Fobos e Marte é adiada para a expedição a Marte, planejada para os anos 30 do século XXI.