Mars: četrti planet Osončja, značilnosti, vulkani in raziskave

Mars je kopenski planet in je sestavljen iz kamnin. Tamkajšnja tla so rdeča zaradi železovega oksida (rje) v kamninah in prahu. Ozračje na planetu je zelo tanko. Večinoma je sestavljena iz ogljikovega dioksida, nekaj argona in dušika ter majhnih količin drugih plinov, vključno s kisikom. Temperature na Marsu so nižje kot na Zemlji, ker je bolj oddaljen od Sonca in ima manj zraka, ki zadržuje toploto. Na severnem in južnem polu sta vodni led in zamrznjen ogljikov dioksid. Na površju Marsa zdaj ni tekoče vode, vendar je znake odtekanja vode na površju verjetno povzročila voda.

Povprečna debelina planetarne skorje je približno 50 km, največja pa 125 km.

Lune

Mars ima dve majhni luni, imenovani Fobos in Deimos.

Vrtenje

Marsovski dan se imenuje sol in je nekoliko daljši od zemeljskega. Mars se zavrti v 24 urah in 37 minutah. Tako kot Zemlja se vrti okoli nagnjene osi, zato ima štiri različne letne čase. Od vseh planetov v Osončju so Marsovi letni časi zaradi podobnega nagiba osi najbolj podobni zemeljskim. Marsovi letni časi so skoraj dvakrat daljši od zemeljskih, saj je Mars zaradi večje oddaljenosti od Sonca marsovsko leto daljše za skoraj dve zemeljski leti.

Temperature na površju Marsa se gibljejo od najnižjih okoli -143 °C (-225 °F) (na zimskih polarnih pokrovih) do najvišjih do 35 °C (95 °F) (v ekvatorialnem poletju). Velik razpon temperatur je predvsem posledica tanke atmosfere, ki ne more shraniti veliko sončne toplote. Planet je tudi 1,52-krat bolj oddaljen od Sonca kot Zemlja, zaradi česar je delež sončne svetlobe le 43 %.

Voda

Poročilo iz leta 2015 navaja, da je na temne črte na površju Marsa vplivala voda.

Tekoča voda na površju Marsa ne more obstajati zaradi nizkega atmosferskega tlaka (ni dovolj zraka, da bi jo zadržal), razen na najnižjih nadmorskih višinah za kratek čas. Zdi se, da sta obe polarni ledeni kapi sestavljeni pretežno iz zamrznjene vode. Količina ledu v južni polarni ledeni kapi, če bi se stopila, bi zadostovala za pokritje celotnega površja planeta v globini 11 metrov. Plašč permafrosta se razteza od pola do zemljepisne širine približno 60°.

Geološki dokazi, zbrani z misijami brez posadke, kažejo, da je bilo na površju Marsa nekoč veliko tekoče vode. Leta 2005 so radarski podatki razkrili prisotnost velikih količin vodnega ledu na polih in srednjih širinah. Marsov rover Spirit je marca 2007 vzorčil kemične spojine, ki so vsebovale molekule vode. Pristajalna sonda Phoenix je julija 2008 v plitvi marsovski zemlji našla vodni led. Oblike tal, ki jih je mogoče opaziti na Marsu, jasno kažejo, da je na površju planeta nekoč obstajala tekoča voda. Ogromna območja tal so bila zdrgnjena in erodirana.

Polarne kape

Mars ima dve stalni polarni ledeni kapi. V zimskem času je pol na Marsu v neprekinjeni temi, ki ohladi površje in povzroči odlaganje 25-30 % atmosfere v plošče CO ₂ledu (suhega ledu). Ko sta pola ponovno izpostavljena sončni svetlobi, zamrznjeni CO ₂sublimira (spremeni se v paro) in ustvari ogromne vetrove, ki s tečajev odnašajo tudi do 400 km/h. Vsako sezono se tako premikajo velike količine prahu in vodne pare, zaradi česar nastajajo Zemlji podoben mraz, veliki oblaki cirrus in nevihte s prahom. Oblake vodnega ledu je leta 2004 fotografiral rover Opportunity.

Polarni kapi na obeh polih sta sestavljeni predvsem iz vodnega ledu.

Atmosfera

Mars ima zelo tanko ozračje, v katerem skoraj ni kisika (večinoma gre za ogljikov dioksid). Ker obstaja ozračje, pa naj bo še tako tanko, se barva neba ob sončnem vzhodu in zahodu spreminja. Zaradi prahu v marsovskem ozračju so marsovski sončni zahodi nekoliko modri. Marsovo ozračje je preredko, da bi ga zaščitilo pred meteorji, zato je na Marsu toliko kraterjev.

Meteoritski kraterji

Po nastanku planetov so vsi doživeli "pozno močno bombardiranje". Na približno 60 % Marsove površine so vidni udarci iz tega obdobja. Velik del preostale površine verjetno leži nad ogromnimi udarnimi bazeni, ki so jih povzročili ti dogodki. Na severni polobli Marsa obstaja dokaz o ogromnem udarnem bazenu, ki se razteza na 10.600 x 8.500 km, kar je približno štirikrat več od največjega doslej odkritega udarnega bazena. Po tej teoriji naj bi v Mars pred približno štirimi milijardami let udarilo telo v velikosti Plutona. Dogodek naj bi bil vzrok za razliko med marsovskima poloblama. Zaradi njega je nastalo gladko porečje Borealis, ki pokriva 40 % planeta.

Nekateri meteoriti so v Mars udarili s tako silo, da je nekaj koščkov Marsa odletelo v vesolje - celo na Zemljo! Na Zemlji včasih najdemo kamnine, katerih kemikalije so povsem enake tistim v marsovskih kamninah. Te kamnine so tudi videti, kot da so zelo hitro padle skozi atmosfero, zato lahko upravičeno domnevamo, da so prišle z Marsa.

Geografija

Na Marsu se nahaja najvišja znana gora v Osončju, Olympus Mons. Olympus Mons je visok približno 17 milj (ali 27 kilometrov). To je več kot trikrat več od najvišje gore na Zemlji, Mount Everesta. Na njem se nahaja tudi Valles Marineris, tretji največji sistem razpok (kanjon) v Osončju, dolg 4.000 km.

O opazovanju in beleženju Marsa pričnejo pisati staroegipčanski astronomi v 2. tisočletju pred našim štetjem.

Podrobna opazovanja položaja Marsa so opravili babilonski astronomi, ki so razvili matematične metode za napovedovanje prihodnjega položaja planeta. Starogrški filozofi in astronomi so razvili model osončja, v katerem je v središču Zemlja ("geocentrični") in ne Sonce. S tem modelom so pojasnili gibanje planetov. Indijski in islamski astronomi so ocenili velikost Marsa in njegovo oddaljenost od Zemlje. Podobno delo so opravili tudi kitajski astronomi.

V 16. stoletju je Nikolaj Kopernik predlagal model osončja, v katerem so planeti krožili okoli Sonca. Ta "heliocentrični" model je bil začetek sodobne astronomije. Johannes Kepler ga je spremenil in za Mars določil eliptično orbito, ki se bolje ujema s podatki iz naših opazovanj.

Prvo opazovanje Marsa s teleskopom je opravil Galileo Galilei leta 1610. V enem stoletju so astronomi na planetu odkrili izrazite značilnosti albedo (spremembe svetlosti), vključno s temno liso in polarnimi ledenimi pokrovi. Ugotovili so tudi planetov dan (obdobje vrtenja) in osni nagib.

Boljši teleskopi, razviti v začetku 19. stoletja, so omogočili podrobno kartiranje stalnih značilnosti marsovskega albeda. Prvi grobi zemljevid Marsa je bil objavljen leta 1840, od leta 1877 pa so mu sledili boljši zemljevidi. Astronomi so zmotno mislili, da so odkrili spektroskopski znak vode v marsovskem ozračju, in v javnosti je postala priljubljena ideja o življenju na Marsu.

Rumene oblake na Marsu so opazili že v sedemdesetih letih 19. stoletja, šlo pa je za pesek ali prah, ki ga je raznašal veter. V dvajsetih letih 20. stoletja so izmerili temperaturni razpon marsovskega površja, ki je znašal od -85 do 7^o C. Ugotovljeno je bilo, da je planetarno ozračje suho, v njem pa so le sledovi kisika in vode. Leta 1947 je Gerard Kuiper dokazal, da redka marsovska atmosfera vsebuje veliko ogljikovega dioksida; približno dvakrat več kot v Zemljini atmosferi. Mednarodna astronomska zveza je leta 1960 določila prvo standardno poimenovanje značilnosti Marsovega površja.

Od šestdesetih let prejšnjega stoletja je bilo na Mars poslanih več robotskih vesoljskih plovil in roverjev, ki so ga raziskovali iz orbite in s površine. Planet je ostal pod nadzorom zemeljskih in vesoljskih instrumentov v širokem razponu elektromagnetnega spektra (vidna svetloba, infrardeča svetloba in drugi). Odkritje meteoritov na Zemlji, ki so prišli z Marsa, je omogočilo laboratorijske raziskave kemijskih razmer na planetu.

Marsovski 'kanali'

Italijanski astronom Giovanni Schiaparelli je med opozicijo leta 1877 s pomočjo 22-centimetrskega teleskopa izdelal prvi podrobni zemljevid Marsa. Pozornost ljudi je pritegnilo dejstvo, da so bile na zemljevidu vidne značilnosti, ki jih je poimenoval kanali. Kasneje se je izkazalo, da so to optične iluzije (niso resnične). Kanali naj bi bile dolge ravne črte na površini Marsa, ki jim je dal imena znanih rek na Zemlji. Njegov izraz canali so v angleščino napačno prevedli kot canals in menili, da so ga ustvarila inteligentna bitja.

Tudi drugi astronomi so menili, da lahko vidijo kanale, zlasti ameriški astronom Percival Lowell, ki je narisal zemljevide umetnega omrežja kanalov na Marsu.

Čeprav so bili ti rezultati splošno sprejeti, so bili sporni. Grški astronom Eugène M. Antoniadi in angleški naravoslovec Alfred Russel Wallace sta tej zamisli nasprotovala; Wallace je bil zelo odkrit. Ker so uporabljali večje in boljše teleskope, so opazili manj dolgih in ravnih kanalov. Med opazovanjem leta 1909, ki ga je opravil Flammarion s teleskopom, velikim 84 cm (33 palcev), so opazili nepravilne vzorce, vendar kanalov niso opazili.

Ker je Mars eden od Zemlji najbližjih planetov v Osončju, se mnogi sprašujejo, ali na Marsu obstaja kakšno življenje. Danes vemo, da bi bila vrsta življenja, če bi obstajala, preprosta bakterija.

Meteoriti

NASA vodi katalog 34 marsovskih meteoritov, to je meteoritov, ki izvirajo z Marsa. Ti predmeti so zelo dragoceni, saj so edini razpoložljivi fizični vzorci Marsa.

Študije v Nasinem vesoljskem centru Johnson kažejo, da vsaj trije od teh meteoritov vsebujejo možne dokaze o nekdanjem življenju na Marsu v obliki mikroskopskih struktur, ki spominjajo na okamnele bakterije (tako imenovane biomorfne strukture). Čeprav so zbrani znanstveni dokazi zanesljivi in so kamnine pravilno opisane, ni jasno, zaradi česa so kamnine videti tako, kot so. Znanstveniki se še danes poskušajo dogovoriti, ali gre res za dokaz preprostega življenja na Marsu.

V zadnjih nekaj desetletjih so se znanstveniki strinjali, da je pri uporabi meteoritov z drugih planetov, najdenih na Zemlji (ali kamnin, prinesenih nazaj na Zemljo), potrebnih več stvari, da bi bili prepričani o življenju. Te stvari vključujejo:

1. Ali skala izvira iz pravega časa in kraja na planetu, kjer je obstajalo življenje?
2. Ali vzorec vsebuje dokaze o bakterijskih celicah (ali so v njem vidni nekakšni fosili, četudi zelo majhni)?
3. Ali obstajajo dokazi o biomineralih? (minerali, ki jih običajno povzročajo živa bitja)
4. Ali obstajajo dokazi o izotopih, značilnih za življenje?
5. Ali so značilnosti del meteorita in ne onesnaženje z Zemlje?

Da bi se ljudje strinjali glede preteklega življenja v geološkem vzorcu, mora biti izpolnjena večina ali vse te zahteve. To se še ni zgodilo, vendar raziskave še vedno potekajo. V teku so ponovne raziskave biomorfov, najdenih v treh marsovskih meteoritih.

Pomen vode

Tekoča voda je potrebna za življenje in presnovo, zato so možnosti za razvoj življenja večje, če je bila voda na Marsu prisotna. Orbitalni sonde Viking sta na številnih območjih našli dokaze o možnih rečnih dolinah, eroziji in na južni polobli o razvejanih potokih. Od takrat so tudi roverji in orbiterji podrobneje pregledovali in sčasoma dokazali, da je bila voda nekoč na površju in da jo še vedno najdemo v obliki ledu v polarnih ledenih pokrovih in pod zemljo.

Danes

Znanstveniki na Marsu doslej niso našli ne živega ne izumrlega življenja. Na Mars je odšlo več vesoljskih sond, da bi ga preučile. Nekatere so krožile okoli planeta, druge pa so na njem pristale. Obstajajo slike Marsovega površja, ki so jih sonde poslale nazaj na Zemljo. Nekateri ljudje se zanimajo za pošiljanje astronavtov na Mars. Lahko bi ga bolje poiskali, vendar bi bilo potovanje astronavtov tja težavno in drago. Astronavti bi bili v vesolju več let in to bi lahko bilo zelo nevarno zaradi sevanja sonca. Doslej smo na Mars pošiljali le sonde brez posadke.

Najnovejša sonda na planetu je Mars Science Laboratory. Ta je 6. avgusta 2012 pristala na Aeolis Palus v kraterju Gale na Marsu. S seboj je pripeljala mobilni raziskovalni stroj z imenom "Curiosity". To je najnaprednejša vesoljska sonda doslej. Curiosity je izkopal marsovsko zemljo in jo preučeval v svojem laboratoriju. Našla je molekule žvepla, klora in vode.

Popularna kultura

O tej ideji je bilo napisanih nekaj znanih zgodb. Pisatelji so za inteligentna bitja z Marsa uporabili ime "Marsovci". Leta 1898 je H. G. Wells napisal Vojno svetov, slavni roman o napadu Marsovcev na Zemljo. Leta 1938 je Orson Welles v Združenih državah predvajal radijsko različico te zgodbe in veliko ljudi je mislilo, da se to res dogaja, zato so bili zelo prestrašeni. Edgar Rice Burroughs je od leta 1912 dalje napisal več romanov o dogodivščinah na Marsu.