Geum.ru

Загадки марса

Вид материалаДокументы

Содержание


Состав и внутреннее строение
ядро – мантия – кора
«Страх» и «Ужас» на орбите
Главные загадки планеты
Есть ли жизнь на Марсе
Подобный материал:

ЗАГАДКИ МАРСА

Введение


Марс - одна из планет земной группы, с диаметром немного больше половины диаметра Земли. Расстояние от Солнца - 1,5 а.е., экваториальный диаметр - 6,7 тыс. км, в 0,53 земного масса - 6,4.1023 кг, 0,1 массы Земли. Период обращения вокруг Солнца - 687 дней. Относительно низкая плотность Марса (в 3,95 раза выше плотности воды) позволяет предположить, что в железном ядре содержится всего 25% массы планеты. У планеты имеется слабое магнитное поле, сила которого составляет около 2% от поля Земли. Кора богата оливином и железистыми окислами, которые и придают планете ржавый цвет. Разреженная марсианская атмосфера содержит 95,3% углекислоты, 2,7% молекулярного азота и 1,6% аргона. Кислород присутствует только в виде следов. Атмосферное давление у поверхности составляет 0,7% давления у поверхности Земли. Она долго рассматривалась как единственная (кроме Земли) планета, на которой вероятно существование жизни, что подкреплялось наблюдением полярных ледяных шапок и сезонных изменений. Наблюдатели, особенно Персиваль Лоуэлл, убедили сами себя в том, что они видят систему прямых русел - каналов, которые могли бы иметь искусственное происхождение, но учёные XX в. от этой идеи отказались.

Планета названа в честь бога войны.

Состав и внутреннее строение


Химический состав Марса типичен для планет Земной группы, хотя, конечно, существуют и специфические отличия. Здесь также происходило раннее перераспределение вещества под воздействием гравитации, на что указывают сохранившиеся следы первичной магматической. Из-за намагниченности пород в некоторых областях локальные магнитные поля выше основного поля.
Ядро Марса богато железом и серой, по-видимому, оно состоит почти из чистого железа или сплава Fe-FeS (железо-сульфид железа) и, возможно, растворенного в них водорода. Ядро Марса частично или полностью пребывает в жидком состоянии, что подтверждено данными, собранными за три года космическим зондом "Mars Global Surveyor" и электропроводимое.

Формирование ядра, согласно современным теоретическим оценкам, продолжалось около миллиарда лет и совпало с периодом раннего вулканизма. На Марсе зарегистрированы марсотрясения. Внутреннее строение Марса, как и всех планет земной группы и Луны описывается трёхслойной моделью:

ядро – мантия – кора


По расчётам, ядро Марса составляет около 9% массы планеты, радиус его оценивается от 1300 до 2000 км. Оно состоит из железа и его сплавов и пребывает в жидком состоянии. Марс имеет мощную кору толщиной не менее 50 км. Между ними находится силикатная мантия, обогащенная железом.

Поверхность


Еще в 1659 г нидерландский ученый Христиан Гюйгенс впервые описал темные области на Марсе. Приблизительно в то же время итальянец Джованни Доменико Кассини обнаружил на планете полярные шапки. До полетов к Марсу разгадать природу деталей марсианского диска не удавалось, хотя на этот счет высказывалось множество гипотез. На первый взгляд поверхность Марса напоминает лунную. Однако на самом деле его рельеф отличается большим разнообразием. На протяжении долгой геологической истории Марса его поверхность изменяли извержения вулканов и марсотрясения. Глубокие шрамы на лице бога войны оставили метеориты, ветер, вода и льды.  Кроме того, выделяются два крупных вулканических района - Элизиум и Фарсида. Разница высот между горными и равнинными областями достигает 6 км.

Южная часть имеет в основном древнюю поверхность, сильно изрытую кратерами. В этом полушарии расположены главные ударные впадины - равнины Эллада, Аргир и Исиды. Южный полюс почти на 6,5 км выше северного. На севере доминирует более молодая и менее богатая кратерами поверхность. Значительная часть поверхности Марса представляет собой более светлые участки («материки»), которые имеют красновато-оранжевую окраску; 25% поверхности — более темные «моря» серо-зеленого цвета, уровень которых ниже, чем «материков». Перепады высот весьма значительны и составляют в экваториальной области примерно 14-16 км, но имеются и вершины, вздымающиеся значительно выше.
Некоторые из равнин сплошь покрыты древними изверженными породами. Потоки жидкой лавы растекались по поверхности, застывали, по ним текли новые потоки. Эти окаменевшие "реки" сосредоточены вокруг крупных вулканов. Взаимодействие лавы и подземного льда привело также к появлению многочисленных борозд и трещин. На далеких от вулканов низменных областях северного полушария простираются песчаные дюны. Особенно много их у северной полярной шапки.

Наиболее активные процессы происходили в областях Элизиум и Фарсида. В свое время они буквально были выдавлены из недр Марса и сейчас возвышаются над его поверхностью в виде грандиозных вздутий: Элизиум высотой 5 км, Фарсида - 10 км. Вокруг этих вздутий сосредоточены многочисленные разломы, трещины, гребни - следы давних процессов в марсианской коре. Наиболее грандиозная система каньонов глубиной несколько километров - долина Маринера - начинается у вершины гор Фарсида и тянется на 4 тыс. километров к востоку.

Вулканы Марса - по земным меркам явление исключительное. Но даже среди них выделяется Олимп (самая большая гора в Солнечной системе), расположенный на северо-западе гор Фарсида.

В прошлом огромную роль в формировании марсианского рельефа играла проточная вода. На первых снимках "Маринера-4" Марс предстал перед астрономами пустынной и безводной планетой. Но когда поверхность планеты удалось сфотографировать с близкого расстояния, оказалось, что на старых высокогорьях часто встречаются словно бы оставленные текущей водой промоины.

Рельеф полярных областей Марса формировался и ныне формируется за счет процессов, связанных с изменениями полярных шапок.

Атмосфера


Температура на экваторе планеты колеблется от +30 °C в полдень до −80 °С в полночь. Вблизи полюсов температура может упасть до −143 °С.

Атмосфера Марса, состоящая в основном из углекислого газа, очень разрежена. Из-за большого перепада высот на Марсе, давление у поверхности сильно изменяется.

В отличие от Земли, масса марсианской атмосферы сильно изменяется в течение года в связи с таянием и намерзанием полярных шапок, содержащих углекислый газ.

Атмосфера состоит на 95 % из углекислого газа; также в ней содержится 2,7 % азота, 1,6 % аргона, 0,13 % кислорода, 0,1 % водяного пара, 0,07 % угарного газа. Марсианская ионосфера простирается в пределах от 110 до 130 км над поверхностью планеты.

По результатам наблюдений с Земли и данных космического аппарата «Марс Экспресс» в атмосфере Марса обнаружен метан. В условиях Марса этот газ довольно быстро разлагается, поэтому должен существовать постоянный источник его пополнения. Таким источником может быть либо геологическая активность (но действующие вулканы на Марсе не обнаружены), либо жизнедеятельность бактерий.

«Страх» и «Ужас» на орбите


У Марса есть две маленькие луны, Фобос (в переводе с греческого Страх) и Деймос (Ужас), открытые в 1877 г. во время великого противостояния американским астрономом А.Холлом. Их нелегко увидеть даже в большой телескоп. Диаметр Фобоса всего 23 км, а Деймоса – 16 км. Возможно, Фобос и Деймос являются астероидами, захваченными полем тяготения Марса, а не лунами, которые когда-то образовались вблизи планеты. Поверхность у них темная, как у всех астероидов, и по плотности они тоже близки к ним. Оба спутника выглядят как большие куски каменистой породы.

Эти маленькие луны не совсем круглые. Для этого есть две причины. Во-первых, они, возможно, представляют собой фрагменты, отколовшиеся при столкновении более крупных небесных тел. Во-вторых, ввиду столь небольших размеров этих лун, их собственная сила тяготения слишком мала, чтобы сжать их до более круглой формы.

И. С. Шкловским была выдвинута гипотеза о том, что спутники Марса могут быть искусственными. Они двигаются по почти круговым, экваториальным орбита, и в этом смысле они отличаются от естественных спутников любой другой планеты Солнечной системы.

А вот гипотеза, выдвинутая профессором Вирджинского университета Фредом Сингером (Fred Singer). Когда-то у Марса была одна большая луна, от которой остались лишь две небольшие глыбы - Фобос и Деймос. Большинство ученых до сих склоняется к мнению, что Фобос и Деймос - это астероиды, попавшие в свое время в гравитационный плен Марса

Еще одна загадка спутников Марса связана с удивительным различием их поверхностей. Фобос исполосован шрамами, а на Деймосе — толстый слой пыли, словно пушистое одеяло, сгладил большие кратеры, полностью засыпал мелкие. А над ним возвышаются стометровые каменные глыбы. На Фобосе глыбы вообще отсутствуют.

Главные загадки планеты


Каналами были названы отрезки прямых линий, обнаруженные при визуальных наблюдениях Марса в телескоп.

Вначале предполагалось, что это ирригационная система с открытой поверхностью воды, а наблюдаемые линии - полосы растительности, существующие вблизи водных магистралей. Затем, когда стало ясно, что вода в жидком состоянии существовать на поверхности планеты не может, возникла идея о подповерхностных трубопроводах, питающих полосы растительности.

«Марсианские каналы» – четкие линии, протянувшиеся по поверхности Марса на тысячи километров.

Впервые их разглядел астроном Джованни Скиапарелли, и жаждавшая хотя бы чуточку поверить в разумных собратьев публика стала увлеченно строить гипотезы: это, возможно, оросительная система, с помощью которой марсиане борются с безводием на своей планете.

В 1976 году первые американские аппараты «Викинг» достигли поверхности Марса. Они передали на Землю почти 300 тысяч телеснимков ландшафта Марса, которые фиксировались в памяти компьютеров. На одном из изображений, отмеченном как снимок номер 35А72, операторы узрели огромное женское лицо. Но не придали этому значение.

В 1980 году специалист НАСА Винсент Ди Пистро, обрабатывая снимки, обнаружил в южной части Ацидалийской равнины скалу, изображение которой напоминало обращенное в небо человеческое лицо. Удивительное образование высотой около 300 метров и поперечником более 1500 метров вызвало сенсационный интерес. Американские ученые продолжили более скрупулезное изучение загадочного снимка. Ноздри, ожерелье, другие точки, считавшиеся помехами, на новом изображении почему-то не исчезли. ЭВМ уверенно вырисовала детали человеческого облика: зрачки глаз, очаровательную улыбку и даже зубы!

Почему астероиды так яростно атаковали «Красную планету»? Только ли потому, что она ближе других расположена к «поясу астероидов» - обломкам загадочной планеты Фаэтон, возможно, некогда существовавший на этой орбите? Астрономы предполагают, что спутники марса Фобос и Деймос когда-то были захвачены гравитационным полем планеты из пояса астероидов.

Фобос вращался вокруг Марса по кольцевой орбите на расстоянии всего лишь 5920 км от поверхности планеты. За марсианские сутки (24 часа 37 минут) он успевает трижды облететь планету. По некоторым расчетам, Фобос почти вплотную приблизился к так называемому «пределу Роща», то есть когда тому критическому расстоянию, на котором гравитационные силы разрывают спутник на части. По форме Фобос похож на картофелину. Его длина - 27 км, ширина - 19 км. Развал и падение осколков такой гигантской «картофелины» вызовут страшные удары по Марсу и новое прокаливание его поверхности. Остатки атмосферы, конечно, будут сорваны и уйдут в космосе в виде потока раскаленной плазмы.

Возникает мысль, что в прошлом Марс уже испытал нечто подобное. Вполне возможно, что у него был, по крайней мере, еще один спутник. Лучшее название для него было бы Танатос - Смерть. Танатос прошел через предел Роша, опередив гибнущий сейчас Фобос. Очень может быть, что именно эти обломки уничтожили на Марсе все живое. Они стерли с поверхности Марса растительную жизнь, уничтожили плотную кислородную атмосферу. При их падении произошло промагничивание красноцветной коры Марса.

Несколько последующих миллионов лет оказалось достаточно для того, чтобы Марс превратился в безжизненную пустыню с замерзшими морями и реками, засыпанными магнитным песком. Подобные или меньшие катаклизмы - вовсе не чудо в мире планет. Разве кто-нибудь на Земле сейчас помнит, что на месте гигантской пустыни Сахары всего-навсего 6 тысяч лет назад текли многоводные реки, шумели леса и кипела жизнь?..

На поверхности Марса иногда наблюдаются очень яркие световые вспышки. Иногда они продолжаются по 5 минут, а вслед за этим возникает расширяющееся белое облако. У некоторых ученых сложилось впечатление, что с 1938 года - первого известного такого случая - такое событие повторялось 10 - 12 раз. Яркость вспышки эквивалентна яркости взрыва водородной бомбы. Такой яркий голубовато - белый свет едва ли может быть вулканическим, а взрыв упавшего метеорита не мог бы продолжаться так долго. Но в то же время вряд ли это термоядерный взрыв. Ученые считают, что эти вспышки – ничто иное, как солнечный свет, отраженный от пластинчатого льда.

Космический аппарат Mars Global Surveyor (MGS) наблюдал на Марсе утренние туманы, образованные слабыми облаками – цирусами, которые также могли порождать вспышки, путем отражения.

Есть ли жизнь на Марсе


Вопрос о присутствии жизни на Марсе интересовал человечество с давних пор, казалось бы, пробы грунта собранные в 1976 году американским космическим кораблём «Викинг» подтвердили её отсутствие.

Уникальное исследование дало основания утверждать, что некоторые из земных микроорганизмов способны выживать в марсианских условиях.

Американские учёные протестировали возможности бактерий обнаруженных в недавно открытых озёрах Антарктиды и пришли к выводу, что микроорганизмы – галофилы и метаногены, принадлежащие к группе экстремофилов (способны жить и размножаться в самых невероятных условиях, которые убили бы «нормальных» организмов).

Удивительно, но исследователям удалось выращивать этих уникальных микроорганизмов в культуре из морской воды при температуре -28 градусов, при этом бактерии не только выживали, но и успешно размножались, создавая настоящую колонию.