Marsas (planeta)

Išvaizda

Marsas yra sausumos planeta, sudaryta iš uolienų. Žemė yra raudona dėl uolienose ir dulkėse esančio geležies oksido (rūdžių). Planetos atmosfera labai plona. Daugiausia ją sudaro anglies dioksidas, šiek tiek argono ir azoto bei nedideli kiekiai kitų dujų, įskaitant deguonį. Marse temperatūra yra žemesnė nei Žemėje, nes jis yra toliau nuo Saulės ir turi mažiau oro, kuris sulaiko šilumą. Šiauriniame ir pietiniame ašigaliuose yra vandens ledo ir sušalusio anglies dioksido. Dabar Marso paviršiuje nėra skysto vandens, tačiau paviršiaus nubėgimo požymių tikriausiai atsirado dėl vandens.

Vidutinis planetos plutos storis yra apie 50 km (31 mylios), o didžiausias storis - 125 km (78 mylios).

Mėnesienos

Marsas turi du mažus mėnulius, vadinamus Fobosu ir Deimosu.

"Mars Pathfinder" nufotografuotas paviršius su visur esančiomis uolienomis

Fizinė geografija

Sukimasis

Marso diena vadinama sol ir yra šiek tiek ilgesnė už Žemės dieną. Marsas apsisuka per 24 valandas ir 37 minutes. Jis sukasi apie pasvirusią ašį, kaip ir Žemė, todėl jame yra keturi skirtingi metų laikai. Iš visų Saulės sistemos planetų dėl panašaus ašies posvyrio Marso metų laikai panašiausi į Žemės. Marso metų laikų trukmė yra beveik dvigubai ilgesnė nei Žemės, nes dėl didesnio Marso atstumo nuo Saulės Marso metai trunka beveik dvejus Žemės metus.

Marso paviršiaus temperatūra svyruoja nuo žemiausios -143 °C (-225 °F) (žiemos poliarinėse viršūnėse) iki aukščiausios - 35 °C (95 °F) (ekvatorinėje vasaros dalyje). Tokį didelį temperatūrų svyravimą daugiausia lemia plona atmosfera, kuri negali sukaupti daug saulės šilumos. Be to, planeta yra 1,52 karto toliau nuo Saulės nei Žemė, todėl į ją patenka tik 43 % Saulės šviesos kiekio.

Vanduo

2015 m. ataskaitoje teigiama, kad tamsios juostos Marso paviršiuje atsirado dėl vandens.

Marso paviršiuje negali būti skysto vandens dėl žemo atmosferos slėgio (nėra pakankamai oro, kuris jį sulaikytų), išskyrus trumpalaikį buvimą žemiausiose vietose. Atrodo, kad abi poliarinės ledo kepurės daugiausia sudarytos iš užšalusio vandens. Pietų poliarinėje ledo kepurėje esančio ledo kiekio, jei jis ištirptų, užtektų padengti visą planetos paviršių 11 metrų gylyje. Amžinojo įšalo mantija driekiasi nuo ašigalio iki maždaug 60° platumos.

Iš nepilotuojamų misijų surinktų geologinių duomenų galima spręsti, kad Marso paviršiuje kadaise buvo daug skysto vandens. 2005 m. radarų duomenys atskleidė, kad ašigaliuose ir vidutinėse platumose yra daug vandens ledo. Marsaeigis "Spirit" 2007 m. kovo mėn. paėmė vandens molekulių turinčių cheminių junginių mėginių. 2008 m. liepos mėn. nusileidimo aparatas "Phoenix" sekliame Marso dirvožemyje aptiko vandens ledo. Marse pastebėtos reljefo formos tvirtai rodo, kad planetos paviršiuje tam tikru metu būta skysto vandens. Didžiuliai žemės plotai buvo nuardyti ir išgraužti.

Poliarinės kepurės

Marse yra dvi nuolatinės poliarinės ledo kepurės. Per ašigalio žiemą jis nuolat būna tamsoje, todėl paviršius atšąla ir 25-30 % atmosferos nusėda į CO ₂ledo (sauso ledo) plokštes. Kai polius vėl pasiekia saulės šviesa, sušaldytas CO ₂sublimuojasi (virsta garais) ir sukelia didžiulius vėjus, kurie nuo polių atslenka net 400 km/val. greičiu. Kiekvieną sezoną tai išjudina didelius kiekius dulkių ir vandens garų, todėl susidaro į Žemę panašus įšalas, dideli cirro debesys ir dulkių audros. Vandens ledo debesis 2004 m. nufotografavo "Opportunity" roveris.

Abiejų ašigalių poliarinės kepurės daugiausia sudarytos iš vandens ledo.

Atmosfera

Marso atmosfera labai plona, joje beveik nėra deguonies (daugiausia anglies dioksido). Kadangi atmosfera yra, nors ir plona, saulei kylant ir leidžiantis dangus keičia spalvą. Dėl Marso atmosferoje esančių dulkių marsiečių saulėlydžiai yra šiek tiek mėlyni. Marso atmosfera per plona, kad apsaugotų Marsą nuo meteoritų, todėl Marse tiek daug kraterių.

Meteoritų krateriai

Susikūrus planetoms, visos jos patyrė "vėlyvąjį smarkųjį bombardavimą". Maždaug 60 % Marso paviršiaus yra išlikę to laikotarpio smūgių pėdsakų. Didelė dalis likusio paviršiaus tikriausiai guli virš milžiniškų tų įvykių sukeltų smūgių baseinų. Yra įrodymų, kad Marso šiauriniame pusrutulyje yra milžiniškas smūginis baseinas, kurio plotas yra 10 600 × 8 500 km, arba maždaug keturis kartus didesnis už didžiausią iki šiol aptiktą smūginį baseiną. Ši teorija rodo, kad maždaug prieš keturis milijardus metų į Marsą atsitrenkė Plutono dydžio kūnas. Manoma, kad šis įvykis ir lėmė Marso pusiaujo skirtumus. Dėl jo susidarė lygus Borealio baseinas, užimantis 40 % planetos ploto.

Kai kurie meteoritai trenkėsi į Marsą su tokia jėga, kad keli Marso gabalėliai nuskrido į kosmosą - net į Žemę! Kartais Žemėje randama uolienų, kurių cheminės medžiagos yra lygiai tokios pat kaip Marso uolienose. Šios uolienos taip pat atrodo taip, tarsi būtų labai greitai nukritusios per atmosferą, todėl galima pagrįstai manyti, kad jos atkeliavo iš Marso.

Geografija

Marse yra aukščiausias žinomas Saulės sistemos kalnas - Olympus Mons. Olympus Mons yra maždaug 17 mylių (arba 27 km) aukščio. Tai daugiau nei tris kartus aukščiau už aukščiausią Žemės kalną - Everesto kalną. Jame taip pat yra Valles Marineris - trečia pagal dydį Saulės sistemos plyšių sistema (kanjonas), kurios ilgis siekia 4 000 km.

"Opportunity" padaryta mikroskopinė nuotrauka, kurioje matyti pilka hematito konkrecija, rodanti buvus skysto vandens

Marso stebėjimas

Marso stebėjimą ir registravimą pradėjo senovės Egipto astronomai II tūkstantmetyje prieš Kristų.

Išsamius Marso padėties stebėjimus atliko Babilonijos astronomai, kurie sukūrė matematinius metodus būsimai planetos padėčiai nuspėti. Senovės graikų filosofai ir astronomai sukūrė Saulės sistemos modelį, kurio centre buvo ne Saulė, o Žemė ("geocentrinis"). Šį modelį jie naudojo planetų judėjimui paaiškinti. Indijos ir islamo astronomai apskaičiavo Marso dydį ir jo atstumą nuo Žemės. Panašų darbą atliko ir kinų astronomai.

XVI a. Mikalojus Kopernikas pasiūlė Saulės sistemos modelį, pagal kurį planetos skrieja apskritomis orbitomis aplink Saulę. Šis "heliocentrinis" modelis tapo šiuolaikinės astronomijos pradžia. Jį patikslino Johanesas Kepleris, pateikęs elipsinę Marso orbitą, kuri geriau atitiko mūsų stebėjimų duomenis.

Pirmą kartą Marsą teleskopu 1610 m. stebėjo Galileo Galilėjus. Per šimtmetį astronomai atrado ryškius planetos albedo (ryškumo pokyčių) bruožus, įskaitant tamsiąją dėmę ir poliarines ledo kepures. Jiems pavyko nustatyti planetos parą (sukimosi periodą) ir ašinį posvyrį.

XIX a. pradžioje sukurti tobulesni teleskopai leido išsamiai kartografuoti nuolatinius Marso albedo ypatumus. Pirmasis neapdorotas Marso žemėlapis buvo paskelbtas 1840 m., o nuo 1877 m. pradėti rengti geresni žemėlapiai. Astronomai klaidingai manė Marso atmosferoje aptikę spektroskopinį vandens požymį, o visuomenėje išpopuliarėjo idėja apie gyvybę Marse.

Geltoni debesys Marse buvo stebimi nuo 1870-ųjų - tai buvo vėjo atneštas smėlis arba dulkės. XX a. trečiajame dešimtmetyje išmatuotas Marso paviršiaus temperatūros diapazonas; jis svyravo nuo -85 iki 7^o C. Nustatyta, kad planetos atmosfera yra sausa, joje yra tik deguonies ir vandens pėdsakai. 1947 m. Džerardas Kuiperis įrodė, kad plonoje Marso atmosferoje yra daug anglies dioksido; maždaug dvigubai daugiau nei Žemės atmosferoje. 1960 m. Tarptautinė astronomų sąjunga nustatė pirmuosius standartinius Marso paviršiaus savybių pavadinimus.

Nuo septintojo dešimtmečio Marso tyrinėti iš orbitos ir iš paviršiaus buvo pasiųsta daugybė robotų ir roverių. Planeta ir toliau stebima antžeminiais ir kosminiais prietaisais plačiame elektromagnetinio spektro diapazone (matomoje šviesoje, infraraudonojoje spinduliuotėje ir kt.). Žemėje aptikus meteoritų, atkeliavusių iš Marso, buvo galima laboratoriškai ištirti planetos chemines sąlygas.

Marso "kanalai

Per 1877 m. opoziciją italų astronomas Giovanni Schiaparelli 22 cm (8,7 col.) teleskopu sudarė pirmąjį išsamų Marso žemėlapį. Žmonių dėmesį patraukė tai, kad žemėlapiuose buvo bruožų, kuriuos jis pavadino kanalais. Vėliau paaiškėjo, kad tai buvo optinė iliuzija (ne tikra). Šie kanalai neva buvo ilgos tiesios linijos Marso paviršiuje, kurioms jis suteikė garsių upių Žemėje pavadinimus. Jo terminas "canali" į anglų kalbą buvo klaidingai išverstas kaip "kanalai" ir manyta, kad jį sukūrė protingos būtybės.

Kiti astronomai taip pat manė, kad gali matyti kanalus, ypač amerikiečių astronomas Percivalis Lowellas, kuris nubraižė dirbtinio kanalų tinklo Marse žemėlapius.

Nors šie rezultatai buvo visuotinai pripažinti, jie buvo ginčijami. Graikų astronomas Eugenas M. Antoniadis ir anglų gamtininkas Alfredas Russelas Wallace'as prieštaravo šiai idėjai; Wallace'as buvo itin atviras. Naudojant vis didesnius ir geresnius teleskopus, ilgų ir tiesių kanalų buvo pastebėta vis mažiau. Flammarionas 1909 m. stebėdamas 84 cm (33 col.) teleskopu pastebėjo netaisyklingus raštus, tačiau kanalų nepastebėjo.

1877 m. prancūzų astronomo Trouvelot nupieštas spalvotas Marso piešinys

Gyvenimas Marse

Kadangi Marsas yra viena iš artimiausių planetų Saulės sistemoje, daug kam kilo klausimas, ar Marse egzistuoja kokia nors gyvybė. Šiandien žinome, kad gyvybė, jei tokia ir būtų, būtų paprastas bakterijų tipo organizmas.

Meteoritai

NASA saugo 34 Marso meteoritų katalogą, t. y. meteoritų, kurie atkeliavo iš Marso. Šis turtas yra labai vertingas, nes tai vieninteliai turimi fiziniai Marso mėginiai.

NASA Džonsono kosmoso centre atlikti tyrimai rodo, kad bent trijuose meteorituose yra galimų buvusios gyvybės Marse įrodymų - mikroskopinių struktūrų, panašių į suakmenėjusias bakterijas (vadinamųjų biomorfų). Nors surinkti moksliniai įrodymai yra patikimi, o uolienos teisingai aprašytos, neaišku, kas lėmė, kad uolienos atrodo taip, kaip atrodo. Iki šiol mokslininkai vis dar bando susitarti, ar tai tikrai yra paprastos gyvybės Marse įrodymai.

Per pastaruosius kelis dešimtmečius mokslininkai sutarė, kad naudojant Žemėje rastus meteoritus iš kitų planetų (arba į Žemę atgabentas uolienas), norint įsitikinti, kad ten yra gyvybė, reikia įvairių dalykų. Šie dalykai yra šie:

1. Ar uoliena atsirado tinkamu laiku ir tinkamoje planetos vietoje gyvybei egzistuoti?
2. Ar mėginyje yra bakterijų ląstelių požymių (ar yra kokių nors fosilijų, net jei jos labai mažos)?
3. Ar yra kokių nors biomineralų požymių? (mineralai, kuriuos paprastai sukelia gyvosios būtybės)
4. Ar yra kokių nors įrodymų apie gyvybei būdingus izotopus?
5. Ar šie bruožai yra meteorito dalis, o ne užteršimas iš Žemės?

Kad žmonės galėtų susitarti dėl praeities gyvybės geologiniame mėginyje, turi būti įvykdyta dauguma arba visi šie dalykai. To dar neįvyko, tačiau tyrimai vis dar vyksta. Šiuo metu atliekami pakartotiniai trijų Marso meteoritų rastų biomorfų tyrimai.

Vandens reikšmė

Skystas vanduo yra būtinas gyvybei ir medžiagų apykaitai, todėl, jei Marse buvo vandens, tikimybė, kad gyvybė išsivystys, yra didesnė. Orbitiniai zondai "Vikingas" daugelyje vietų aptiko galimų upių slėnių, erozijos, o pietiniame pusrutulyje - išsišakojusių upelių požymių. Nuo to laiko roveriai ir orbitiniai aparatai taip pat atidžiai tyrinėjo ir galiausiai įrodė, kad vanduo kažkada buvo Marso paviršiuje ir vis dar randamas ledo pavidalu poliarinėse ledo kepurėse ir po žeme.

Šiandien

Kol kas mokslininkai Marse nerado nei gyvos, nei išnykusios gyvybės. Keli kosminiai zondai buvo nuskridę į Marsą jo tyrinėti. Kai kurie iš jų skriejo aplink planetą, o kai kurie nusileido ant jos. Yra Marso paviršiaus nuotraukų, kurias zondai atsiuntė į Žemę. Kai kurie žmonės domisi astronautų siuntimu į Marsą. Jie galėtų atlikti geresnes paieškas, tačiau astronautus ten nuskraidinti būtų sunku ir brangu. Astronautai kosmose praleistų daugelį metų, o tai galėtų būti labai pavojinga dėl Saulės spinduliuotės. Iki šiol siuntėme tik nepilotuojamus zondus.

Naujausias zondas, nuskridęs į šią planetą, yra "Mars Science Laboratory". Jis 2012 m. rugpjūčio 6 d. nusileido Aeolis Palus Gale'o krateryje Marse. Su savimi jis atsivežė mobilųjį tyrinėtoją, pavadintą "Curiosity". Tai pažangiausias visų laikų kosminis zondas. "Curiosity" iškasė Marso dirvožemį ir tyrinėjo jį savo laboratorijoje. Jis aptiko sieros, chloro ir vandens molekulių.

Populiarioji kultūra

Apie šią idėją parašyta keletas garsių istorijų. Rašytojai protingas būtybes iš Marso vadino marsiečiais. 1898 m. H. G. Wellsas parašė garsųjį romaną "Pasaulių karas" (The War of the Worlds) apie Žemę užpuolusius marsiečius. 1938 m. Orsonas Velsas (Orson Welles) Jungtinėse Valstijose per radiją transliavo šios istorijos versiją, ir daugelis žmonių pagalvojo, kad tai vyksta iš tikrųjų, ir labai išsigando. Nuo 1912 m. Edgaras Rice'as Burroughsas parašė keletą romanų apie nuotykius Marse.