Марс: все, що ви хотіли знати про червону планету

freepik.com

Марс — одна з найцікавіших і найзагадковіших планет Сонячної системи. Він привертає увагу вчених, письменників, художників і звичайних людей своїми особливостями та можливістю колонізації.

У цій статті ми розповімо все про дослідження Марса: від його положення в Сонячній системі до геології та атмосфери. Дізнайтеся про фізичні характеристики, орбіту, клімат, поверхню та супутники червоної планети.

 

Положення планети Марс в Сонячній системі

Як виглядає Марс?

Марс — це планета земного типу, тобто має тверду поверхню і тонку атмосферу. Він має два невеликих супутники — Фобос і Деймос, які схожі на астероїди. Марс має яскраво-оранжевий або червонуватий колір, який обумовлений високим вмістом оксиду заліза (іржі) у його ґрунті, через що його називають «червоною планетою». На поверхні Марса можна побачити багато кратерів, дюн, пагорбів, долин, вулканів і каньйонів.

 

Де знаходиться Марс?

Марс знаходиться в Сонячній системі, яка складається з восьми планет, їх супутників, астероїдів, комет та інших небесних тіл, що обертаються навколо зірки Сонця. Марс є четвертою планетою від Сонця за відстанню та другою планетою від Землі за віддаленістю.

Марс рухається по еліптичній орбіті навколо Сонця, яка має великий розкид у відстані між перигелієм (найближчою точкою до Сонця) та афелієм (найдальшою точкою від Сонця).

 

Марс: четверта планета від Сонця

Марс є четвертою планетою від Сонця за відстанню та має середню відстань від нього близько 228 мільйонів кілометрів. Це приблизно в 1,5 рази більше, ніж відстань від Землі до Сонця, яке становить близько 150 мільйонів кілометрів.

Через велику відстань від Сонця, Марс отримує в 4 рази менше сонячної енергії, ніж Земля, і має нижчу температуру на своїй поверхні.

 

Відстань від Марса до Сонця та Землі

Відстань від Марса до Сонця та Землі не постійна, а змінюється залежно від положення планет на їх орбітах. Мінімальна відстань від Марса до Сонця досягається під час перигелію і становить близько 207 млн км. Максимальна відстань від Марса до Сонця досягається під час афелію і становить близько 249 млн км.

Мінімальна відстань від Марса до Землі досягається під час опозиції, коли Марс і Земля знаходяться по одну сторону від Сонця, і становить близько 56 млн км. Максимальна відстань від Марса до Землі досягається під час кон'юнкції, коли Марс і Земля знаходяться по різні боки від Сонця, і становить близько 401 млн км.

Марс: все, що ви хотіли знати про червону планету

wikimedia.org

 

Фізичні характеристики Марса

Діаметр Марса

Діаметр Марса становить близько 6792 км (4220 миль), що приблизно в 2 рази менше, ніж діаметр Землі, який становить близько 12756 км (7926 миль).

 

Радіус Марса

Радіус червоної планети становить близько 3396 км, що приблизно в 2 рази менше, ніж радіус Землі, який становить близько 6378 км.

 

Площа поверхні Марса

Площа поверхні Марса становить близько 144 млн км², що приблизно дорівнює площі суші на Землі, яка становить близько 149 млн км².

 

Об'єм Марса

Об'єм планети становить приблизно 163 мільярди кубічних кілометрів, що приблизно в 7 разів менше, ніж об'єм Землі, який становить приблизно 1083 мільярди кубічних кілометрів.

 

Маса Марса

Повна маса Марса — близько 642 млрд тонн, що приблизно в 10 разів менше, ніж маса Землі, яка становить близько 5972 млрд тонн.

 

Щільність Марса

Щільність планети Марс — близько 3,93 г/см³, що приблизно в 1,3 рази менше, ніж щільність Землі, яка становить близько 5,51 г/см³.

 

Вік Марса

Марс існує приблизно 4,6 млрд років, що приблизно дорівнює віку Землі, яка також утворилася близько 4,6 млрд років тому.

Марс: все, що ви хотіли знати про червону планету

Порівняння розмірів Землі (середній радіус 6371 км) та Марса (середній радіус 3390 км) | wikimedia.org

 

Орбіта та період обертання Марса

Марсіанський день та його тривалість

Марс обертається навколо своєї осі та навколо Сонця. Час, за який Марс здійснює один оберт навколо своєї осі, називається марсіанським днем або солом. Він становить близько 24 годин 39 хвилин, що приблизно на 40 хвилин довше, ніж земний день.

 

Марсіанський рік та його тривалість

Час, за який Марс здійснює один оберт навколо Сонця, називається марсіанським роком. Він становить близько 687 земних днів, що приблизно в 1,9 рази довше, ніж земний рік.

 

Пори року на Марсі

Через різну тривалість дня та року на Марсі, пори року тут також відрізняються від земних. На Марсі є 4 пори року: весна, літо, осінь та зима. Однак, через еліптичність орбіти червоної планети, тривалість пір року тут не рівномірна.

У північній півкулі Марса весна триває 194 сола, літо — 178 сола, осінь — 142 сола, а зима — 154 сола.

У південній півкулі Марса весна триває 142 сола, літо — 154 сола, осінь — 194 сола, а зима — 178 сола.

Таким чином, у південній півкулі Марса пори року більш екстремальні, ніж у північній. Це пов'язано з тим, що під час південного літа Марс знаходиться ближче до Сонця, а під час південної зими — далі від Сонця, ніж під час північного літа та зими.

Орбіта Марса

Орбіта Марса та інших планет нашої Сонячної системи | wikipedia.org

 

Атмосфера та клімат на Марсі

Склад атмосфери Марса

Марс має дуже тонку атмосферу, яка складається переважно з вуглекислого газу (95,32 %), а також азоту (2,7 %), аргону (1,6 %), кисню (0,13 %), водяної пари (0,03 %) та інших газів.

Тиск атмосфери на Марсі в середньому становить близько 6 мілібар, що приблизно в 160 разів менше, ніж тиск атмосфери на Землі, який становить близько 1013 мілібар.

Через низький тиск атмосфери на Марсі, вода не може існувати в рідкому стані на поверхні планети, а одразу переходить із твердого стану (льоду) в газоподібний (пари).

 

Температура на Марсі та діапазон температур

Температура на Марсі сильно залежить від часу доби, пори року, широти та висоти над рівнем моря. В середньому, температура на Марсі становить близько -63 °C, що приблизно в 5 разів нижче, ніж середня температура на Землі, яка становить близько 15 °C. Однак, температура на Марсі може коливатися в широкому діапазоні від -143 °C до 35 °C.

Найнижчі температури на Марсі спостерігаються під час зими на полюсах, де температура може опускатися до -143 °C. Найвищі температури на Марсі спостерігаються під час літа на екваторі, де температура може підніматися до 35 °C. Також, температура на Марсі може сильно змінюватися протягом доби. Наприклад, на екваторі температура може бути близько 20 °C вдень та близько -73 °C вночі.

 

Погода на Марсі

Погода на червоній планеті визначається рухом атмосфери, яка піддається впливу сонячного випромінювання, обертання планети, нерівностей поверхні та сезонних змін. Тут можна спостерігати різні погодні явища, такі як хмари, туман, вітер, пилові бурі, сніг та іній.

Хмари на Марсі складаються з кристалів водяного льоду або вуглекислого газу та утворюються у верхніх шарах атмосфери. Туман утворюється у нижніх шарах атмосфери через конденсацію водяної пари та може покривати долини та кратери.

Вітер на Марсі виникає через різницю температури та тиску між різними регіонами планети та може досягати швидкості до 100 м/с.

Пилові бурі на цій планеті є найпотужнішими та наймасштабнішими в Сонячній системі. Вони можуть затінювати Сонце, піднімати пил на висоту до 60 км та охоплювати всю планету. Пилові бурі на Марсі частіше відбуваються під час весни та літа у південній півкулі, коли планета знаходиться ближче до Сонця.

Сніг та іній на Марсі утворюються через замерзання водяної пари або вуглекислого газу в атмосфері та осідають на поверхні планети. Сніг та іній тут частіше спостерігаються під час зими на полюсах, де температура достатньо низька для утворення льоду.

 

Клімат на Марсі

Клімат на Марсі залежить від багатьох факторів, таких як відстань від Сонця, нахил осі обертання, альбедо поверхні, склад атмосфери та геологічна активність.

Клімат тут може змінюватися протягом геологічних епох через зміну орбіти планети, коливання нахилу осі, вулканізм, удари астероїдів та інші процеси. На Марсі можна виділити 3 основні кліматичні зони: полярну, помірну та тропічну.

Полярна зона розташована на широтах вище 60° і характеризується низькою температурою, високим тиском, низькою вологістю, малою кількістю опадів та слабким вітром.

Помірна зона розташована на широтах від 30° до 60° і характеризується помірною температурою, середнім тиском, середньою вологістю, середньою кількістю опадів та середнім вітром.

Тропічна зона розташована на широтах нижче 30° і характеризується високою температурою, низьким тиском, високою вологістю, великою кількістю опадів та сильним вітром.

Анімація, яка показує основні особливості Марса

 

Поверхня Марса

Поверхня Марса та її особливості

Поверхня Марса представляє собою різноманітний і складний ландшафт, який формувався під впливом різних геологічних процесів, таких як вулканізм, тектоніка, ерозія, удари астероїдів і заледеніння.

Поверхня червоної планети має 2 основні типи: старі поверхні та молоді поверхні.

Старі поверхні на Марсі мають велику кількість кратерів, які свідчать про давність та низьку геологічну активність цих регіонів.

Молоді поверхні на Марсі мають менше кратерів, що свідчить про вищу геологічну активність цих регіонів. Молоді поверхні також більш різноманітні за рельєфом і складом. На них можна побачити вулкани, каньйони і долини.

 

Вулкани Марса

Марс має найбільші і численні вулкани в Сонячній системі. Вони утворилися через підняття і танення мантії під корою планети.

Вулкани на Марсі мають різну форму, розмір і вік. Найвідоміші з них — це Олімп, Арсія, Павоніс і Аскравій, які утворюють Тарсійське плато на екваторі планети. Вони є щитовими вулканами, тобто мають широку і плоску форму.

Вулкан Олімп є найвищим вулканом в Сонячній системі, він має висоту 21,9 км над рівнем моря і діаметр 600 км.

Інші вулкани на Марсі — це Елізій, Альбор і Аполлінаріс, які розташовані на північній і південній півкулях планети. Ці вулкани мають висоту від 4 до 8 км і діаметр від 100 до 200 км. Вони є конусоподібними вулканами, тобто мають вузьку і високу форму.

Марс: все, що ви хотіли знати про червону планету

Найбільший вулкан на Марсі, Олімп. Його діаметр становить близько 550 км (340 миль) | wikipedia.org

 

Каньйони

Марс має найглибші та найдовші каньйони в Сонячній системі. Вони утворилися через розломи та ерозію кори планети.

Каньйони на Марсі мають різну форму, розмір і вік. Найвідоміший з них — це Марінерська долина, яка розташована на екваторі планети. Цей каньйон має довжину близько 4500 км, глибину до 7 км і ширину від 2 до 120 км. Він є найбільшим каньйоном в Сонячній системі та перевершує за розмірами навіть Великий каньйон на Землі.

Інші каньйони на Марсі — це Ноктіс Лабіринтус, Валлес Марінеріс, Кандор Чазма, Офірій Чазма та інші, які утворюють систему каньйонів на заході планети. Вони є складними і звивистими каньйонами, які мають багато відгалужень та перетинів.

Марс: все, що ви хотіли знати про червону планету

Система каньйонів долини Марінер на Марсі | wikimedia.org

 

Долини

Марс має безліч долин, які утворилися через тектонічні, вулканічні, ерозійні та гляціальні процеси. Вони також мають різну форму, розмір і вік.

Найвідоміші долини на Марсі — це долини річок, які розташовані на південній півкулі планети. Ці долини мають довжину до 1000 км, ширину до 10 км і глибину до 100 м. Вони є доказом того, що в давнину на Марсі текли річки, які переносили воду та осади.

Інші долини на Марсі — це долини вітру, які розташовані на північній півкулі планети. Ці долини досягають в довжину 100 км, у ширину — до 100 м і глибину — до 10 м. Вони є результатом того, що вітер видував пил і пісок з низин та залишав за собою вузькі й глибокі канави.

Ще один тип долин на Марсі — це долини льоду, які розташовані на полюсах планети. Ці долини мають довжину від 10 до 100 км, ширину від 10 до 100 км і глибину від 10 до 100 м. Вони є наслідком того, що лід рухався по поверхні планети та вирізав у ній борозни та заглиблення.

 

Склад поверхні (ґрунту) Марса

Ґрунт на Марсі представляє собою суміш мінералів, пилу, піску, гравію та каміння, які утворилися через руйнування кори планети. Цей ґрунт має різний склад залежно від регіону, глибини та історії.

Найпоширеніший елемент у ґрунті на Марсі — це кисень, який становить близько 45 % за масою. Інші часто зустрічаються елементи в ґрунті — це залізо (близько 20 %), кремній (близько 15 %), магній (близько 7 %), алюміній (близько 6 %), кальцій (близько 4 %), сірка (близько 2 %) та інші.

Через високий вміст оксиду заліза (іржі) ґрунт Марса має червонуватий або коричнюватий колір.

Найпоширеніші мінерали тут — це силікати, оксиди, сульфати, карбонати, фосфати та галогеніди.

Цікавим фактом є те, що в ґрунті цієї планети були виявлені сліди органічних речовин, які можуть бути ознакою життя в минулому або теперішньому.

Ґрунт на Марсі має різну щільність, пористість, вологість і температуру залежно від регіону, глибини та сезону.

 

Марсіанські кратери

Кратери на Марсі — це заглиблення в поверхні планети, які утворилися в результаті ударів астероїдів, комет та інших небесних тіл. Кратери на Марсі мають різний розмір, форму, глибину, вік та стан.

Найбільші кратери мають діаметр від 100 до 1000 км і глибину від 10 до 100 км. Це найдавніші кратери на Марсі, вони датуються близько 4 млрд років тому.

Найменші кратери мають діаметр від 1 до 10 м і глибину від 0,1 до 1 м. Вони є наймолодшими кратерами і датуються від кількох років до кількох мільйонів років тому.

Марс: все, що ви хотіли знати про червону планету

Кратер Корольов, що містить 2200 кубічних кілометрів льоду | wikimedia.org

 

Марсіанські дюни та пагорби

Дюни та пагорби на Марсі утворилися через переміщення та накопичення пилу, піску, гравію та каміння під впливом вітру, води або льоду. Вони мають різний розмір, форму, висоту, колір та розташування.

Найбільші дюни та пагорби на Марсі мають розмір від 10 до 100 км, форму від лінійної до зіркоподібної, висоту від 10 до 100 м, колір від червоного до чорного. Вони є наймолодшими та динамічними формами рельєфу на Марсі та постійно змінюються під впливом вітру.

Найменші дюни та пагорби висотою і діаметром не більше 10 м мають куполоподібну або горбисту форму, колір від жовтого до білого. Вони є найстарішими та стабільними формами рельєфу на Марсі та рідко змінюються під впливом вітру.

 

Природні ресурси Марса

Природні ресурси на Марсі — це природні матеріали та енергія, які можуть бути використані для різних цілей, таких як наукові дослідження, колонізація, видобуток або туризм. Найважливіші природні ресурси тут — це вода, метали та енергія.

 

Вода

Вода на Марсі є життєво необхідним ресурсом для будь-яких форм життя, а також для наукових, колонізаційних та туристичних цілей. Вода тут існує у трьох станах: твердому, рідкому і газоподібному.

Тверда вода на Марсі знаходиться у вигляді льоду на полюсах, під поверхнею та у метеоритах. Рідка вода знаходиться у вигляді підземних річок, озер і аквіферів. Газоподібна знаходиться у вигляді водяної пари в атмосфері.

Кількість води на червоній планеті оцінюється у 20–30 мільйонів кубічних кілометрів, що приблизно у 50 разів менше, ніж кількість води на Землі, яка становить близько 1400 мільйонів кубічних кілометрів.

Марсіанська вода також може бути необхідна для підтримання життя людини на Марсі у майбутньому. Вона є предметом активного вивчення та пошуку за допомогою різних місій та інструментів.

 

Метали

Метали на Марсі є цінними ресурсами для різних цілей, таких як будівництво, виробництво, енергетика, комунікація, транспорт та торгівля. Вони існують у вигляді елементів, сплавів, руд або метеоритів.

Найпоширеніші метали на Марсі — це залізо, алюміній, магній, нікель, мідь, цинк, свинець, золото та платина. Їх кількість оцінюється у кілька мільярдів тонн, що приблизно в 100 разів менше, ніж кількість металів на Землі, яка становить близько 800 мільярдів тонн.

 

Енергія

Енергія є необхідним ресурсом для будь-якої діяльності, такої як освітлення, опалення, охолодження, рух, обробка, передача та зберігання інформації. Енергія на Марсі існує у вигляді сонячної, вітрової, геотермальної, ядерної або хімічної.

Кількість енергії на Марсі оцінюється у кілька трильйонів кіловат-годин. На Землі кількість енергії приблизно у 1000 разів більше, ніж на Марсі.

 

Геологічні процеси на Марсі

Геологічні процеси на Марсі залежать від багатьох факторів, таких як температура, тиск, вологість, гравітація, сонячне випромінювання, магнітне поле, внутрішня структура та діяльність планети. Нижче ми розглянемо найважливіші з них.

 

Вулканізм

Вулканізм на Марсі був активним у минулому, але зараз він практично згас. Вулканізм тут був відповідальним за створення найбільших вулканів у Сонячній системі, таких як Олімп, Арсія, Павоніс та Аскравій, а також за формування Тарсійського плато, Елізійського плато та інших височин.

Вулканізм на Марсі впливав на склад та температуру атмосфери, на розподіл води та льоду, на хімічний та мінеральний склад поверхні.

 

Тектоніка

Тектоніка — це процес, при якому кора планети розбивається на плити, які рухаються відносно одна одної під впливом сил, що виникають у мантії планети. Тектоніка на Марсі також була активною у минулому, але зараз вона практично зупинилася.

В результаті цього процесу тут утворилися найглибші та найдовші каньйони у Сонячній системі, такі як Марінерська долина, Валлес Марінеріс, Ноктіс Лабіринтус та інші, а також сформувалися хребти, грабени, складки, розломи та інші структури.

 

Ерозія

Ерозія — це процес, при якому поверхня планети піддається руйнуванню та переміщенню під впливом вітру, води, льоду, гравітації, ударів та інших факторів. Ерозія на Марсі була активною у минулому і продовжує бути активною у теперішньому.

В результаті ерозії були сформовані найдавніші та молоді форми рельєфу на планеті, такі як долини річок, долини вітру, долини льоду, кратери, дюни, пагорби.

Марс: все, що ви хотіли знати про червону планету

Панорама поверхні Марса в кратері Єзеро, знята марсоходом «Персеверанс» | wikimedia.org

 

Ядро Марса

Ядро Марса складається з заліза, нікелю та інших важких елементів. Воно має радіус близько 1800 км, масу близько 15 % від маси планети та температуру близько 1500 °C.

Ядро Марса поділяється на 2 шари: зовнішнє ядро і внутрішнє ядро. Зовнішнє ядро — це рідкий шар, який обертається навколо внутрішнього ядра та створює геомагнітне поле планети. Внутрішнє ядро — це твердий шар, який складається з кристалів заліза та нікелю.

Ядро Марса впливає на температуру, тиск, щільність та склад мантії і кори планети, на геомагнітне поле та на можливість існування життя на планеті.

 

Магнітне поле Марса

Магнітне поле Марса — це сила, яка виникає через рух електрично заряджених часток у ядрі, мантії, корі та атмосфері планети. Магнітне поле Марса має складну і нестабільну структуру, яка складається з глобального і локального полів.

Глобальне магнітне поле — це слабке і нерегулярне поле, яке утворюється через залишкову намагніченість кори планети. Локальне магнітне поле — це сильне і розрізнене поле, яке утворюється через турбулентність іонізованого газу в атмосфері планети.

Магнітне поле Марса впливає на розподіл і рух заряджених часток у космосі, на захист планети від сонячного вітру та космічних променів, на формування магнітосфери та аврори, на клімат і погоду, на геохімію і геобіологію, на можливість існування життя на планеті.

 

Гравітація на Марсі

Гравітація на Марсі — це сила, яка притягує всі тіла до центру планети. Гравітація залежить від маси і радіусу планети, а також від відстані до її поверхні. Гравітація на Марсі становить близько 38 % від гравітації на Землі, тобто близько 3,7 м/с².

Гравітація впливає на вагу і рух тіл на планеті, на форму і розміри планети, на орбіти і періоди обертання супутників, на припливи і відпливи, на атмосферний тиск і температуру, на геологію і геодезію, на біологію і фізіологію.

 

Землетруси на Марсі

Землетруси на Марсі були рідкісними і слабкими у минулому, але стали частішими і сильнішими у теперішньому. Вони обумовлені різними причинами, такими як тектонічні процеси, вулканічна активність, удари астероїдів, термальні напруження, фазові переходи води та льоду, гравітаційні взаємодії із Сонцем та супутниками.

Землетруси на Марсі вимірюються за шкалою магнітуди, яка визначає енергію, що вивільняється під час землетрусу. Найсильніший землетрус на Марсі, який був зафіксований, мав магнітуду близько 4,5, що відповідає середньому землетрусу на Землі.

 

Супутники Марса

Супутники Марса називаються Фобос і Деймос. Вони були відкриті у 1877 році американським астрономом Асафом Голлом.

Фобос і Деймос мають неправильну форму та невеликі розміри, складаються з пористої скельної матерії, яка покрита товстим шаром пилу і гравію. Обидва супутники обертаються навколо своєї осі та навколо Марса з однаковою швидкістю, тому вони завжди звернені до планети однією стороною.

 

Супутник Фобос

Фобос — це найближчий до Марса супутник, який знаходиться на відстані близько 6000 км від центру планети. Фобос має діаметр близько 22 км, масу близько 10 млрд тонн.

Фобос має неправильну форму, яка нагадує картоплину. Він має багато кратерів, з яких найбільший називається Стікс. Він також має кілька борозен, які можуть бути слідами від ударів або напружень у корі.

Супутник Фобос здійснює один оберт навколо Марса за 7 годин 39 хвилин, що менше, ніж марсіанський день. Через це Фобос рухається по небу швидше, ніж Сонце, і може заходити та сходити двічі на день.

Фобос поступово наближається до Марса через гравітаційне тяжіння планети, і через кілька мільйонів років він або розіб'ється на кільце, або впаде на поверхню Марса.

 

Супутник Деймос

Деймос — це дальній від Марса супутник, який знаходиться на відстані близько 23000 км від центру планети. Він має діаметр близько 12 км, масу близько 2 млрд тонн.

Деймос має неправильну форму, яка нагадує трикутник. Він має менше кратерів, ніж Фобос, з яких найбільший називається Свіфт.

Супутник Деймос здійснює один оберт навколо Марса за 30 годин 18 хвилин, що більше, ніж марсіанський день. Через це Деймос рухається по небу повільніше, ніж Сонце, і може заходити та сходити один раз на два дні.

Деймос поступово віддаляється від Марса через гравітаційне тяжіння планети, і через кілька мільярдів років він може вийти з орбіти та стати вільним астероїдом.

Марс: все, що ви хотіли знати про червону планету

Супутники Марса: Фобос і Деймос | wikimedia.org

 

Висновок

Марс — це дивовижна та унікальна планета, яка має багато спільного із Землею, але й багато відмінностей від неї. Марс має безліч цікавих і загадкових особливостей, таких як червоний колір, два супутники, чотири пори року, найбільші вулкани та каньйони, тонку атмосферу, пилові бурі, крижані полярні шапки, древні долини річок, природні ресурси та геологічні процеси.

Марс є об'єктом наукового інтересу та дослідження, оскільки він може дати відповіді на багато запитань про походження та еволюцію Сонячної системи, про можливість існування життя на інших планетах, про перспективи колонізації та туризму на Марсі.

Марс — це планета, яка заслуговує уваги та вивчення, оскільки вона може відкрити нам нові горизонти та можливості.

 

Марс інтригував людство тисячоліттями: від його кривавого кольору до потенціалу підтримання життя. У наступному відео ви дізнаєтеся, як Червона планета утворилася з газу та пилу і яке значення її полярні крижані шапки мають для життя в тому вигляді, у якому ми її знаємо.

У відеоплеєрі можна ввімкнути субтитри і в налаштуваннях вибрати їхній переклад будь-якою мовою