Марс: всё, что вы хотели знать о красной планете

freepik.com

Марс – одна из самых интересных и загадочных планет Солнечной системы. Он привлекает внимание учёных, писателей, художников и обычных людей своими особенностями и возможностью колонизации.

В этой статье мы расскажем всё об исследованиях Марса: от его положения в Солнечной системе до геологии и атмосферы. Узнайте о физических характеристиках, орбите, климате, поверхности и спутниках красной планеты.

 

Положение планеты Марс в Солнечной системе

Как выглядит Марс?

Марс – это планета земного типа, то есть имеет твёрдую поверхность и тонкую атмосферу. Он имеет два небольших спутника – Фобос и Деймос, которые похожи на астероиды. Марс имеет ярко-оранжевый или красноватый цвет, который обусловлен высоким содержанием оксида железа (ржавчины) в его грунте, из-за чего его называют «красной планетой». На поверхности Марса можно увидеть множество кратеров, дюн, холмов, долин, вулканов и каньонов.

 

Где находится Марс?

Марс находится в Солнечной системе, которая состоит из восьми планет, их спутников, астероидов, комет и других небесных тел, которые вращаются вокруг звезды Солнца. Марс является четвертой планетой от Солнца по расстоянию и второй планетой от Земли по удалённости.

Марс движется по эллиптической орбите вокруг Солнца, которая имеет большой разброс в расстоянии между перигелием (ближайшей точкой к Солнцу) и афелием (дальнейшей точкой от Солнца).

 

Марс: четвертая планета от Солнца

Марс является четвертой планетой от Солнца по расстоянию и имеет среднее расстояние от него около 228 миллионов километров. Это примерно в 1,5 раза больше, чем расстояние от Земли до Солнца, которое составляет около 150 миллионов километров.

Из-за большого расстояния от Солнца, Марс получает в 4 раза меньше солнечной энергии, чем Земля, и имеет более низкую температуру на своей поверхности.

 

Расстояние от Марса до Солнца и Земли

Расстояние от Марса до Солнца и Земли не постоянно, а меняется в зависимости от положения планет на их орбитах. Минимальное расстояние от Марса до Солнца достигается во время перигелия и составляет около 207 млн км. Максимальное расстояние от Марса до Солнца достигается во время афелия и составляет около 249 млн км.

Минимальное расстояние от Марса до Земли достигается во время оппозиции, когда Марс и Земля находятся по одну сторону от Солнца, и составляет около 56 млн км. Максимальное расстояние от Марса до Земли достигается во время коньюнкции, когда Марс и Земля находятся по разные стороны от Солнца, и составляет около 401 млн км.

Марс: всё, что вы хотели знать о красной планете

wikimedia.org

 

Физические характеристики Марса

Диаметр Марса

Диаметр Марса составляет около 6792 км (4220 миль), что примерно в 2 раза меньше, чем диаметр Земли, который составляет около 12756 км (7926 миль).

 

Радиус Марса

Радиус красной планеты составляет около 3396 км, что примерно в 2 раза меньше, чем радиус Земли, который составляет около 6378 км.

 

Площадь поверхности Марса

Площадь поверхности Марса составляет около 144 млн км², что примерно равно площади суши на Земле, которая составляет около 149 млн км².

 

Объём Марса

Объём планеты составляет примерно 163 миллиарда кубических километров, что примерно в 7 раз меньше, чем объем Земли, который составляет примерно 1083 миллиарда кубических километров.

 

Масса Марса

Полная масса Марса – около 642 млрд тонн, что примерно в 10 раз меньше, чем масса Земли, которая составляет около 5972 млрд тонн.

 

Плотность Марса

Плотность планеты Марс – около 3,93 г/см³, что примерно в 1,3 раза меньше, чем плотность Земли, которая составляет около 5,51 г/см³.

 

Возраст Марса

Марс существует примерно 4,6 млрд лет, что примерно равно возрасту Земли, которая также образовалась около 4,6 млрд лет назад.

Марс: всё, что вы хотели знать о красной планете

Сравнение размеров Земли (средний радиус 6371 км) и Марса (средний радиус 3390 км) | wikimedia.org

 

Орбита и период вращение Марса

Марсианский день и его продолжительность

Марс вращается вокруг своей оси и вокруг Солнца. Время, за которое Марс совершает один оборот вокруг своей оси, называется марсианским днём или солом. Оно составляет около 24 часов 39 минут, что примерно на 40 минут дольше, чем земной день.

 

Марсианский год и его продолжительность

Время, за которое Марс совершает один оборот вокруг Солнца, называется марсианским годом. Оно составляет около 687 земных дней, что примерно в 1,9 раза дольше, чем земной год.

 

Времена года на Марсе

Из-за разной продолжительности дня и года на Марсе, времена года здесь также отличаются от земных. На Марсе есть 4 времени года: весна, лето, осень и зима. Однако, из-за эллиптичности орбиты красной планеты, продолжительность времён года здесь не равномерна.

На северном полушарии Марса весна длится 194 сола, лето – 178 сола, осень – 142 сола, а зима – 154 сола.

На южном полушарии Марса весна длится 142 сола, лето – 154 сола, осень – 194 сола, а зима – 178 сола.

Таким образом, на южном полушарии Марса времена года более экстремальные, чем на северном. Это связано с тем, что во время южного лета Марс находится ближе к Солнцу, а во время южной зимы – дальше от Солнца, чем во время северного лета и зимы.

Орбита Марса

Орбита Марса и других планет нашей Солнечной системы | wikipedia.org

 

Атмосфера и климат на Марсе

Состав атмосферы Марса

Марс имеет очень тонкую атмосферу, которая состоит преимущественно из углекислого газа (95,32 %), а также азота (2,7 %), аргона (1,6 %), кислорода (0,13 %), водяного пара (0,03 %) и других газов.

Давление атмосферы на Марсе в среднем составляет около 6 миллибар, что примерно в 160 раз меньше, чем давление атмосферы на Земле, которое составляет около 1013 миллибар.

Из-за низкого давления атмосферы на Марсе, вода не может существовать в жидком состоянии на поверхности планеты, а сразу переходит из твёрдого состояния (льда) в газообразное (пара).

 

Температура на Марсе и диапазон температур

Температура на Марсе сильно зависит от времени суток, времени года, широты и высоты над уровнем моря. В среднем, температура на Марсе составляет около -63 °C, что примерно в 5 раз ниже, чем средняя температура на Земле, которая составляет около 15 °C. Однако, температура на Марсе может колебаться в широком диапазоне от -143 °C до 35 °C.

Самые низкие температуры на Марсе наблюдаются во время зимы на полюсах, где температура может опускаться до -143 °C. Самые высокие температуры на Марсе наблюдаются во время лета на экваторе, где температура может подниматься до 35 °C. Также, температура на Марсе может сильно меняться в течение суток. Например, на экваторе температура может быть около 20 °C днём и около -73 °C ночью.

 

Погода на Марсе

Погода на красной планете определяется движением атмосферы, которая подвержена влиянию солнечного излучения, вращения планеты, неровностей поверхности и сезонных изменений. Здесь можно наблюдать различные погодные явления, такие как облака, туман, ветер, пылевые бури, снег и иней.

Облака на Марсе состоят из кристаллов водяного льда или углекислого газа и образуются в верхних слоях атмосферы. Туман образуется в нижних слоях атмосферы из-за конденсации водяного пара и может покрывать долины и кратеры.

Ветер на Марсе возникает из-за разницы температуры и давления между разными регионами планеты и может достигать скорости до 100 м/с.

Пылевые бури на этой планете являются самыми мощными и масштабными в Солнечной системе. Они могут затмевать Солнце, поднимать пыль на высоту до 60 км и охватывать всю планету. Пылевые бури на Марсе чаще происходят во время весны и лета на южном полушарии, когда планета находится ближе к Солнцу.

Снег и иней на Марсе образуются из-за замерзания водяного пара или углекислого газа в атмосфере и оседают на поверхности планеты. Снег и иней здесь чаще наблюдаются во время зимы на полюсах, где температура достаточно низкая для образования льда.

 

Климат на Марсе

Климат на Марсе зависит от многих факторов, таких как расстояние от Солнца, наклон оси вращения, альбедо поверхности, состав атмосферы и геологическая активность.

Климат здесь может меняться в течение геологических эпох из-за изменения орбиты планеты, осцилляции наклона оси, вулканизма, астероидных ударов и других процессов. На Марсе можно выделить 3 основных климатических зоны: полярную, умеренную и тропическую.

Полярная зона расположена на широтах выше 60° и характеризуется низкой температурой, высоким давлением, низкой влажностью, малым количеством осадков и слабым ветром.

Умеренная зона расположена на широтах от 30° до 60° и характеризуется умеренной температурой, средним давлением, средней влажностью, средним количеством осадков и средним ветром.

Тропическая зона расположена на широтах ниже 30° и характеризуется высокой температурой, низким давлением, высокой влажностью, большим количеством осадков и сильным ветром.

Анимация, показывающая основные особенности Марса

 

Поверхность Марса

Поверхность Марса и её особенности

Поверхность Марса представляет собой разнообразный и сложный ландшафт, который формировался под воздействием различных геологических процессов, таких как вулканизм, тектоника, эрозия, удары астероидов и оледенение.

Поверхность красной планеты имеет 2 основных типа: старые поверхности и молодые поверхности.

Старые поверхности на Марсе имеют большое количество кратеров, которые свидетельствуют о древности и низкой геологической активности этих регионов.

Молодые поверхности на Марсе имеют меньше кратеров, что свидетельствует о более высокой геологической активности этих регионов. Молодые поверхности также более разнообразны по рельефу и составу. На них можно увидеть вулканы, каньоны и долины.

 

Вулканы Марса

Марс имеет самые большие и многочисленные вулканы в Солнечной системе. Они образовались из-за поднятия и таяния мантии под корой планеты.

Вулканы на Марсе имеют разную форму, размер и возраст. Самые известные из них – это Олимп, Арсия, Павонис и Аскраевс, которые образуют Тарсийское плато на экваторе планеты. Они являются щитовидными вулканами, то есть имеют широкую и плоскую форму.

Вулкан Олимп является самым высоким вулканом в Солнечной системе, он имеет высоту 21,9 км над уровнем моря и диаметр 600 км.

Другие вулканы на Марсе – это Элизий, Альбор и Аполлинарис, которые расположены на северном и южном полушариях планеты. Эти вулканы имеют высоту от 4 до 8 км и диаметр от 100 до 200 км. Они являются конусообразными вулканами, то есть имеют узкую и высокую форму.

Марс: всё, что вы хотели знать о красной планете

Крупнейшего вулкана на Марсе, Олимп. Его поперечник составляет около 550 км (340 миль) | wikipedia.org

 

Каньоны

Марс имеет самые глубокие и длинные каньоны в Солнечной системе. Они образовались из-за разломов и эрозии коры планеты.

Каньоны на Марсе имеют разную форму, размер и возраст. Самый известный из них – это Маринерская долина, которая расположена на экваторе планеты. Этот каньон имеет длину около 4500 км, глубину до 7 км и ширину от 2 до 120 км. Он является самым большим каньоном в Солнечной системе и превосходит по размерам даже Великий каньон на Земле.

Другие каньоны на Марсе – это Ноктис Лабиринтус, Валлес Маринерис, Кандор Чазма, Офирий Чазма и другие, которые образуют систему каньонов на западе планеты. Они являются сложными и извилистыми каньонами, которые имеют множество ответвлений и пересечений.

Марс: всё, что вы хотели знать о красной планете

Система каньонов долины Маринер на Марсе | wikimedia.org

 

Долины

Марс имеет множество долин, которые образовались из-за тектонических, вулканических, эрозионных и гляциальных процессов. Они также имеют разную форму, размер и возраст.

Самые известные долины на Марсе – это долины рек, которые расположены на южном полушарии планеты. Эти долины имеют длину до 1000 км, ширину до 10 км и глубину до 100 м. Они являются доказательством того, что в древности на Марсе текли реки, которые переносили воду и осадки.

Другие долины на Марсе – это долины ветра, которые расположены на северном полушарии планеты. Эти долины достигают в длину 100 км, в ширину – до 100 м и глубину – до 10 м. Они являются результатом того, что ветер выдувал пыль и песок из низин и оставлял за собой узкие и глубокие канавы.

Ещё один тип долин на Марсе – это долины льда, которые расположены на полюсах планеты. Эти долины имеют длину от 10 до 100 км, ширину от 10 до 100 км и глубину от 10 до 100 м. Они являются следствием того, что лёд двигался по поверхности планеты и вырезал в ней борозды и углубления.

 

Состав поверхности (грунта) Марса

Грунт на Марсе представляет собой смесь минералов, пыли, песка, гравия и камней, которые образовались из-за разрушения коры планеты. Этот грунт имеет разный состав в зависимости от региона, глубины и истории.

Самый распространённый элемент в грунте на Марсе – это кислород, который составляет около 45 % по массе. Другие часто встречающиеся элементы в грунте – это железо (около 20 %), кремний (около 15 %), магний (около 7 %), алюминий (около 6 %), кальций (около 4 %), сера (около 2 %) и другие.

Из-за высокого содержания оксида железа (ржавчины) грунт Марса имеет красноватый или коричневатый цвет.

Самые распространённые минералы здесь – это силикаты, оксиды, сульфаты, карбонаты, фосфаты и галогениды.

Интересным фактом является то, что в грунте этой планеты были обнаружены следы органических веществ, которые могут быть признаком жизни в прошлом или настоящем.

Грунт на Марсе имеет разную плотность, пористость, влажность и температуру в зависимости от региона, глубины и сезона.

 

Марсианские кратеры

Кратеры на Марсе – это углубления в поверхности планеты, которые образовались в результате ударов астероидов, комет и других небесных тел. Кратеры на Марсе имеют разный размер, форму, глубину, возраст и состояние.

Самые большие кратеры имеют диаметр от 100 до 1000 км и глубину от 10 до 100 км. Это самые древние кратеры на Марсе, они датируются около 4 млрд лет назад.

Самые маленькие кратеры имеют диаметр от 1 до 10 м и глубину от 0,1 до 1 м. Они являются самыми молодыми кратерами и датируются от нескольких лет до нескольких миллионов лет назад.

Марс: всё, что вы хотели знать о красной планете

Кратер Королёв, содержащий 2200 кубических километров льда | wikimedia.org

 

Марсианские дюны и холмы

Дюны и холмы на Марсе образовались из-за перемещения и накопления пыли, песка, гравия и камней под воздействием ветра, воды или льда. Они имеют разный размер, форму, высоту, цвет и расположение.

Самые большие дюны и холмы на Марсе имеют размер от 10 до 100 км, форму от линейной до звездчатой, высоту от 10 до 100 м, цвет от красного до чёрного. Они являются самыми молодыми и динамичными формами рельефа на Марсе и постоянно меняются под воздействием ветра.

Самые маленькие дюны и холмы высотой и диаметром не более 10 м имеют куполообразную или бугристую форму, цвет от жёлтого до белого. Они являются самыми старыми и стабильными формами рельефа на Марсе и редко меняются под воздействием ветра.

 

Природные ресурсы Марса

Природные ресурсы на Марсе – это природные материалы и энергия, которые могут быть использованы для различных целей, таких как научные исследования, колонизация, добыча или туризм. Самые важные природные ресурсы здесь – это вода, металлы и энергия.

 

Вода

Вода на Марсе является жизненно необходимым ресурсом для любых форм жизни, а также для научных, колонизационных и туристических целей. Вода здесь существует в трёх состояниях: твёрдом, жидком и газообразном.

Твёрдая вода на Марсе находится в виде льда на полюсах, под поверхностью и в метеоритах. Жидкая вода находится в виде подземных рек, озёр и аквиферов. Газообразная находится в виде водяного пара в атмосфере.

Количество воды на красной планете оценивается в 20–30 миллионов кубических километров, что примерно в 50 раз меньше, чем количество воды на Земле, которое составляет около 1400 миллионов кубических километров.

Марсианская вода также может быть необходима для поддержания жизни человека на Марсе в будущем. Она является предметом активного изучения и поиска с помощью различных миссий и инструментов.

 

Металлы

Металлы на Марсе являются ценными ресурсами для различных целей, таких как строительство, производство, энергетика, коммуникация, транспорт и торговля. Они существуют в виде элементов, сплавов, руд или метеоритов.

Самые распространённые металлы на Марсе – это железо, алюминий, магний, никель, медь, цинк, свинец, золото и платина. Их количество оценивается в несколько миллиардов тонн, что примерно в 100 раз меньше, чем количество металлов на Земле, которое составляет около 800 миллиардов тонн.

 

Энергия

Энергия является необходимым ресурсом для любых деятельностей, таких как освещение, отопление, охлаждение, движение, обработка, передача и хранение информации. Энергия на Марсе существует в виде солнечной, ветровой, геотермальной, ядерной или химической.

Количество энергии на Марсе оценивается в несколько триллионов киловатт-часов. На Земле количество энергии примерно в 1000 раз больше, чем на Марсе.

 

Геологические процессы на Марсе

Геологические процессы на Марсе зависят от многих факторов, таких как температура, давление, влажность, гравитация, солнечное излучение, магнитное поле, внутренняя структура и деятельность планеты. Ниже мы рассмотрим самые важные из них.

 

Вулканизм

Вулканизм на Марсе был активным в прошлом, но сейчас он практически затух. Вулканизм здесь был ответственным за создание самых больших вулканов в Солнечной системе, таких как Олимп, Арсия, Павонис и Аскраевс, а также за формирование Тарсийского плато, Элизийского плато и других возвышенностей.

Вулканизм на Марсе влиял на состав и температуру атмосферы, на распределение воды и льда, на химический и минеральный состав поверхности.

 

Тектоника

Тектоника – это процесс, при котором кора планеты разбивается на плиты, которые движутся относительно друг друга под воздействием сил, возникающих в мантии планеты. Тектоника на Марсе также была активной в прошлом, но сейчас она практически остановилась.

В результате этого процесса здесь образовались самые глубокие и длинные каньоны в Солнечной системе, такие как Маринерская долина, Валлес Маринерис, Ноктис Лабиринтус и другие, а также сформировались хребты, грабены, складки, разломы и другие структуры.

 

Эрозия

Эрозия – это процесс, при котором поверхность планеты подвергается разрушению и перемещению под воздействием ветра, воды, льда, гравитации, ударов и других факторов. Эрозия на Марсе была активной в прошлом и продолжает быть активной в настоящем.

В результате эрозии были сформированы самые древние и молодые формы рельефа на планете, такие как долины рек, долины ветра, долины льда, кратеры, дюны, холмы.

Марс: всё, что вы хотели знать о красной планете

Панорама поверхности Марса в кратере Езеро, снятая марсоходом «Персеверанс» | wikimedia.org

 

Ядро Марса

Ядро Марса состоит из железа, никеля и других тяжёлых элементов. Оно имеет радиус около 1800 км, массу около 15 % от массы планеты и температуру около 1500 °C.

Ядро Марса подразделяется на 2 слоя: внешнее ядро и внутреннее ядро. Внешнее ядро – это жидкий слой, который вращается вокруг внутреннего ядра и создаёт геомагнитное поле планеты. Внутреннее ядро – это твёрдый слой, который состоит из кристаллов железа и никеля.

Ядро Марса влияет на температуру, давление, плотность и состав мантии и коры планеты, на геомагнитное поле и на возможность существования жизни на планете.

 

Магнитное поле Марса

Магнитное поле Марса – это сила, которая возникает из-за движения электрически заряженных частиц в ядре, мантии, коре и атмосфере планеты. Магнитное поле Марса имеет сложную и нестабильную структуру, которая состоит из глобального и локального полей.

Глобальное магнитное поле – это слабое и нерегулярное поле, которое образуется из-за остаточной намагниченности коры планеты. Локальное магнитное поле – это сильное и разрозненное поле, которое образуется из-за турбулентности ионизированного газа в атмосфере планеты.

Магнитное поле Марса влияет на распределение и движение заряженных частиц в космосе, на защиту планеты от солнечного ветра и космических лучей, на формирование магнитосферы и ауроры, на климат и погоду, на геохимию и геобиологию, на возможность существования жизни на планете.

 

Гравитация на Марсе

Гравитация на Марсе – это сила, которая притягивает все тела к центру планеты. Гравитация зависит от массы и радиуса планеты, а также от расстояния до её поверхности. Гравитация на Марсе составляет около 38 % от гравитации на Земле, то есть около 3,7 м/с².

Гравитация влияет на вес и движение тел на планете, на форму и размеры планеты, на орбиты и периоды обращения спутников, на приливы и отливы, на атмосферное давление и температуру, на геологию и геодезию, на биологию и физиологию.

 

Землетрясения на Марсе

Землетрясения на Марсе были редкими и слабыми в прошлом, но стали чаще и сильнее в настоящем. Они обусловлены различными причинами, такими как тектонические процессы, вулканическая активность, удары астероидов, термальные напряжения, фазовые переходы воды и льда, гравитационные взаимодействия с Солнцем и спутниками.

Землетрясения на Марсе измеряются по шкале магнитуды, которая определяет энергию, высвобождаемую при землетрясении. Самое сильное землетрясение на Марсе, которое было зафиксировано, имело магнитуду около 4,5, что соответствует среднему землетрясению на Земле.

 

Спутники Марса

Спутники Марса называются Фобос и Деймос. Они были открыты в 1877 году американским астрономом Асафом Холлом.

Фобос и Деймос имеют неправильную форму и небольшие размеры, состоят из пористой скальной материи, которая покрыта толстым слоем пыли и гравия. Оба спутника вращаются вокруг своей оси и вокруг Марса с одинаковой скоростью, поэтому они всегда обращены к планете одной стороной.

 

Спутник Фобос

Фобос – это ближайший к Марсу спутник, который находится на расстоянии около 6000 км от центра планеты. Фобос имеет диаметр около 22 км, массу около 10 млрд тонн.

Фобос имеет неправильную форму, которая напоминает картофелину. Он имеет много кратеров, из которых самый большой называется Стикс. Он также имеет несколько борозд, которые могут быть следами от ударов или напряжений в коре.

Спутник Фобос совершает один оборот вокруг Марса за 7 часов 39 минут, что меньше, чем марсианский день. Из-за этого Фобос движется по небу быстрее, чем Солнце, и может заходить и восходить два раза в день.

Фобос постепенно приближается к Марсу из-за гравитационного тяготения планеты, и через несколько миллионов лет он либо разобьётся на кольцо, либо упадёт на поверхность Марса.

 

Спутник Деймос

Деймос – это дальний от Марса спутник, который находится на расстоянии около 23000 км от центра планеты. Он имеет диаметр около 12 км, массу около 2 млрд тонн.

Деймос имеет неправильную форму, которая напоминает треугольник. Он имеет меньше кратеров, чем Фобос, из которых самый большой называется Свифт.

Спутник Деймос совершает один оборот вокруг Марса за 30 часов 18 минут, что больше, чем марсианский день. Из-за этого Деймос движется по небу медленнее, чем Солнце, и может заходить и восходить один раз в два дня.

Деймос постепенно отдаляется от Марса из-за гравитационного тяготения планеты, и через несколько миллиардов лет он может выйти из орбиты и стать свободным астероидом.

Марс: всё, что вы хотели знать о красной планете

Спутники Марса: Фобос и Деймос | wikimedia.org

 

Заключение

Марс – это удивительная и уникальная планета, которая имеет много общего с Землёй, но и много отличий от неё. Марс имеет множество интересных и загадочных особенностей, таких как красный цвет, два спутника, четыре времени года, самые большие вулканы и каньоны, тонкую атмосферу, пылевые бури, ледяные полярные шапки, древние долины рек, природные ресурсы и геологические процессы.

Марс является объектом научного интереса и исследования, так как он может дать ответы на многие вопросы о происхождении и эволюции Солнечной системы, о возможности существования жизни на других планетах, о перспективах колонизации и туризма на Марсе.

Марс – это планета, которая заслуживает внимания и изучения, так как она может открыть нам новые горизонты и возможности.

 

Марс интриговал человечество тысячелетиями: от его кровавого цвета до потенциала поддержания жизни. В следующем видео вы узнайте, как Красная планета образовалась из газа и пыли и какое значение её полярные ледяные шапки имеют для жизни в том виде, в каком мы её знаем.

В видеоплеере можно включить субтитры и в настройках выбрать их перевод на любой язык