Путеводитель по марсу. все, что нужно знать о красной планете людям, не имеющим о ней никакого представления

Цвет марсианского грунта

Почвы Марса богаты оксидами железа – в ней их около 15%. По данным, переданным одной из автоматических исследовательских станций, на планете существуют различные модификации оксида железа, иначе говоря, ржавчины, однако преобладает нанокристаллический красный гематит (α-Fe2O3), а также темно-бурый со стальным отливом маггемит (γ-Fe2O3), которые и придают грунту ржавый оттенок.

Гематит (слева) и маггемит (справа), придающие Марсу красно-ржавый оттенок.

Гипотез, объясняющих откуда на Марсе столько окисленного железа, для возникновения которого требуется кислород, у современной науки три:

  1. В древние времена на Марсе была и вода, и теплый климат, то есть условия для ржавения железосодержащих пород самой планеты.
  2. Оксиды железа были в составе космических пород, которые тоннами падали на поверхность Марса в виде метеоритов. Эта теория объясняет факт, что оксиды железа содержатся только в верхнем слое поверхности Марса, точнее – в слое пыли в несколько миллиметров. Хотя в некоторых областях толщина красной пыли и достигает 2 метров, по сути – это тончайшая оболочка, которая не проникает в слои марсианского грунта, а «путешествует» по планете в виде пылевых бурь.
  3. Это результат извержений древних вулканов.

Тёмные и светлые участки

Несмотря на отсутствие морей и океанов, закреплённые за светлыми и темными участками названия остались. Если посмотреть на карту, можно заметить, что моря по большей части находятся в южном полушарии, они хорошо просматриваются и неплохо изучены.

А вот что являют собой затемнённые участки на карте Марса – эта загадка не разгадана до сих пор. До появления космических аппаратов, считалось, что темные участки покрывает растительность. Сейчас стало очевидно, что в местах, где находятся тёмные полосы и пятна, поверхность состоит из холмов, гор, кратеров, со столкновениями которых воздушные массы, выдувают пыль. Поэтому изменение размеров и форм пятен связано с движением пыли, обладающей светлым или тёмным светом.

Грунт

Ещё одним свидетельством того, что в прежние времена жизнь на Марсе существовала, по мнению многих учёных, является грунт планеты, большая часть которого состоит из кремнезёма (25%), который благодаря содержанию находящимся в нём железа придает грунту красноватый оттенок. В почве планеты содержится немало кальция, магния, серы, натрия, алюминия. Соотношение кислотности почвы и некоторые другие её характеристики настолько близки к земным, что на них вполне могли бы прижиться растения, следовательно, теоретически жизнь в таком грунте вполне может существовать.

В почве было обнаружено наличие водяного льда (факты эти впоследствии были подтверждены не раз). Окончательно загадка была разгадана в 2008, когда один из зондов, пребывая на северном полюсе, смог извлечь из почвы воду. Через пять лет была обнародована информация о том, что количество воды в поверхностных слоях грунта Марса составляет около 2%.

Ядро и строение (структура)

Структура Марса схожа с Землёй. Он состоит из ядра, мантии и коры. Чем плотнее слой, тем ниже он залегает. Внутреннее строение планеты Марс относительно однородно. Ядро не обладает большой массой – на него приходится до 9% всей планеты (для земного ядра этот показатель равен 32 %). На поверхности находятся легкие окислившиеся породы. Они образовались внутри планеты, затем поднялись вверх в ходе процессов расплавления и дифференциации недр. Главным элементом мантии является оливин – порода, которая содержит ортисиликаты магния и железа.

Ядро состоит из железа, никеля, серы и кремния. Радиус ядра – 1800 км. Поверхность ядра состоит из силикатной мантии. Основные элементы коры – это кремний, кислород, ядро, железо, кальций и алюминий. Окисление железа сделало планету красной. Мантия лишена тектонической активности. Толщина коры доходит до 125 км, её средний размеры – 50 км. Кора содержит базальт. Большое распространение на Марсе получили хлор, фосфор и сера.

Значительная часть поверхности покрыта кратерами. Это результат падения метеоритов в прошлом. Самый большой кратер находится в Северном полярном бассейне. В геологическом плане Марс занимает нишу между Землёй и Луной: на Марсе происходит поднятие коры, но тектонические плиты не сталкиваются.

В полярных областях располагаются белые шапки. Возможно, в их состав входит вода в виде снега или льда. Зимой они занимают довольно значительную территорию, но к лету их размер уменьшается. Затем они вырастают снова. В начале весны вокруг них образовывается кайма. Это может свидетельствовать о том, что на Марсе происходят процесс таяния и образования снега. 75 процентов планеты состоит из светлых облаков, которые являются пустынями.

В состав атмосферы красной планеты входят:
Углекислый газ – 95%
Азот и аргон – 4%
Кислород и водяной пар – 1%

Атмосферное давление на поверхности составляет 6,1 мбар. Марс не способен долго сохранять тепло, поэтому климат на нём намного холоднее земного. Средняя температура достигает -40% С. Летом она поднимается до -20 С, зимой может опускаться до -125. Разницы в температурах привели к возникновению сильных ветров.

В состав грунта входят следующие элементы: кремнезём с примесями железа, серы, натрия алюминия и кальция. Грунт содержит и водяной лед.

Современные оболочка и особенности строения Марса сформировались в результате длительной эволюции. Геологическая история планеты насчитывает несколько эр:

• Нойская эра (3,8-4,1 млрд лет назад) – в этот период сформировались большие и маленькие кратеры, долины и вулканы. Климат планеты ещё не был столь суров как сегодня, поэтому ученые предполагают наличие рек и озер на красной планете. Период отмечен большой активностью вулканов, которые выбрасывали в атмосферу различные химические соединения. Планета активно подвергалась метеоритным бомбандировкам.

• Гесперийская эра (3,7 – 3 млрд лет назад) – формирование долин идёт на спад, космические тела падают на планету всё меньше. Вулканическая активность проявлялась с такой же силой. Это обусловило кратковременное потепление. Затем климат стал холоднее. Характерны нечастые наводнения. Океан занимал Северную равнину Марса. На планете существовали река и озёра.

• Амазонийская эра – отмечен исчезновением кратеров и снижением вулканической активности. Быстро менялся климат. Марс лишился воды в её жидком виде. В этот период формировался современный рельеф планеты: появились крупнейшие вулканы и большие каньоны. Относительно небольшая масса планеты привела к снижению тектонической активности, исчезновении магнитного поля и атмосферы.

Форма планеты

Марс на небе выглядит размытой точкой только без телескопа. На самом деле он обладает правильной круглой формой, как и другие планеты солнечной системы. Рельеф его такой же неоднородный, как и земной. Считается, что там находится самый большой след удара от столкновения с другим небесным объектом. Речь идет о Великой Северной Равнине, охватывающей немногим меньше половины всей площади планеты. Импактные кратеры обычно образовываются после падений метеоритов. Последние новости с Красной планеты пока не опровергли, но и не подтвердили предположение о такой природе происхождения Равнины.

Климат

Красная планета вращается вокруг своей оси под углом 25,29 градуса. Благодаря этому солнечные сутки здесь составляют 24 ч. 39 мин. 35 сек., тогда как год на планете бога Марса из-за вытянутости орбиты длится 686,9 дней.
Четвёртая по порядку планета Солнечной системы имеет времена года. Правда, летняя погода в северном полушарии холодная: лето начинается тогда, когда планета максимально удалена от звезды. Зато на юге оно жаркое и короткое: в это время Марс максимально близко приближается к звезде.

Для Марса характерно наличие холодной погоды. Средние температурные показатели планеты составляют −50 °C: зимой температура на полюсе составляет −153°C, тогда как на экваторе летом – немногим более +22 °C.

Немаловажную роль в распределении температуры на Марсе играют многочисленные пылевые бури, начинающиеся после таяния льдов. В это время атмосферное давление быстро повышается, в результате чего большие массы газа начинают двигаться к соседнему полушарию на скорости от 10 до 100 м/с. При этом с поверхности поднимается огромное количество пыли, что полностью скрывает рельеф (не просматривается даже вулкан Олимп).

Триптих

Для последнего варианта были выбраны три мотива для трех разных частей полотнища флага: вольной части (дальней от древка половины), древковой части (ближней к древку половины) и самой главной части, которую называют крыж, или кантон (ближней к древку верхней четверти).

Крыж — это самая заметная часть полотнища, поэтому часто на нее наносится самая важная информация (как, например, на флаге США).

В крыже нашего флага представлено положение Марса в Солнечной системе. В нижней половине древковой части изображена гора Олимп, а в вольной части — условное обозначение Марса как планеты красного цвета.

Какой вариант вам понравился больше? Может быть, у вас есть свои предложения? Шлите их нашим английским коллегам по имейлу william.park@bbc.com

История

В древние времена наши предки без особого труда отличали Марс от других космических тел Солнечной системы. Он вызывал ассоциацию с войной и имел немало легенд. В Египте Марс называли «Красная планета», в Индии у неё было аналогичное наименование. Связано это с тем, что объект обладает характерным цветом, который можно заметить невооружённым глазом. Современные исследовательские работы привели к доказательству того факта, что красноватым оттенком обладает не только поверхность, но и атмосфера.

Атмосфера Марса, снимок получен искусственным спутником «Викинг» в 1976 году. Слева виден «кратер-смайлик» Галле

История (теория)

Образование планеты (очень давно)

Марс родился 4,6 миллиардов лет назад, когда мелкие объекты Солнечной системы, похожие на глыбы, начали формировать очертания новоиспеченной планеты. Марс был создан из массивных кусков породы, льда и камня.

Период расцвета (~ 4-3,5 млрд лет назад)

3,8 миллиардов лет назад на Марсе была ЖИЗНЬ. Приблизительно в то же время на Земле зародилась жизнь. На Марсе обитали мелкие бактерии, и прочие слаборазвитые организмы. Ось была наклонена, началась смена времен года, а также наблюдались процессы вунканизма и движение литосферных плит. Марс был очень похож на Землю, планету, полную жизни.

Где-то в тот же период расплавленное ядро Марса начало внезапно остывать. Он начал терять свою атмосферу и гидросферу. Оставшаяся вода начала замораживаться и стала льдом, образовались полюса и снежные шапки на севере и юге.

Безжизненная планета (~ 3 млрд лет назад)

После потери почти всей воды, потери атмосферы, Марс стал холодной, мертвой и безжизненной планетой. Он оставался таким на протяжении трех миллиардов лет.

На сегодняшний день Марс имеет очень неплотную атмосферу, состоящую в основном из углекислого газа, а также имеет остатки от того, что было на нем ранее: исследователи заметили высохшие русла рек, очертания озёр, лёд в виде полярных шапок — это доказательства того, что на Марсе раньше была вода. На данный момент человечество (шары) решили вообще оккупировать красную планету, проводить над ним дальнейшие исследования.

Вода и атмосфера Марса

На Марсе слишком холодно для того, чтобы вода могла сохранится на поверхности планеты в жидком виде, хотя следы на поверхности планеты недвусмысленно свидетельствуют о том, что когда-то вода в привычном нам состоянии не была на Марсе редкостью – следы от ручьев, пересохшие русла рек и даже ложа озер и морей слишком сильно напоминают земные, чтобы оставлять какие-то сомнения.

В наши же дни, вода на Марсе существует только в виде подпочвенного льда, или в пластах углекислого льда в полярных ледяных шапках планеты. Что и не удивительно для планеты, средняя суточная температура которой составляет -60 градусов по Цельсию. Есть некоторые теории, что под поверхностью Марса существуют резервуары жидкой воды, подогреваемые подземными источниками и жаром мантии, однако вряд ли такая вода будет пригодна для питья или развития жизни.

Порой, на Марсе даже идет снег, однако марсианские снежинки состоят не из воды, а из диоксида углерода, и такие мелкие, что по размеру не превышают размеров красных кровяных телец – эритроцитов.

Земля

Земля имеет светло-голубой цвет, за что получила название «голубая планета». Дело не только в огромных площадях, которые занимают океаны – 70% всей поверхности. Земля имеет довольно плотную атмосферу, которая преломляет проходящий свет таким образом, что красные лучи поглощаются, а синие проходят свободно.

Земля — «голубая планета».

Именно поэтому мы видим небо голубым. А если посмотреть на Землю из космоса, видно, как атмосфера окутывает планету голубым коконом.

В земном небе много белых облаков, состоящих из водяного пара. Поэтому издалека наша планета выглядит не чисто голубой, а светло-голубой.

Описание поверхности Марса

Поверхность Марса весьма разнообразна. Кроме гор, равнин, полярных льдов, практически вся поверхность густо усеяна кратерами. К тому же всю планету окутывает мелкозернистая красноватая пыль.

Равнины

Большая часть поверхности состоит из плоских, низменных равнин, которые в основном расположены в северном полушарии планеты. Одна из таких равнин является самой низменной и относительно гладкой среди всех равнин солнечной системы. Такая гладкость, вероятно, была достигнута отложениями осадочных пород (крошечные частицы, которые оседают на дне жидкости), сформированных в результате нахождения воды в этом месте — что является одним из доказательств того, что когда-то на Марсе была вода.

Каньоны

Вдоль экватора планеты расположено одно из самых поразительных мест — система каньонов известная как долина Маринера, названная в честь космической научно-исследовательской станции «Маринера-9», которая первая обнаружила долину в 1971 году. Долина Маринера простирается с востока на запад и в длину составляет приблизительно 4000 км, что равно ширине континента Австралия. Ученые считают, что эти каньоны образовались в результате раскола и растяжения коры планеты, глубина в некоторых местах достигает 8–10 км.

Долина Маринера на Марсе. Фото с сайта astronet.ru

С восточной части долины выходят каналы, а в некоторых местах обнаружены слоистые отложения. Основываясь на этих данных можно предполагать, что каньоны были заполнены частично водой.

Вулканы на Марсе

На Марсе расположен самый большой вулкан в солнечной системе — вулкан Olympus Mons (перевод с лат. Гора Олимп) высотой 27 км. Диаметр горы составляет 600 км. Три других больших вулкана — горы Арсия, Аскреус и Повонис, расположены на огромном вулканическом нагорье, называемом Тарсис.

Все склоны вулканов на Марсе постепенно повышаются, аналогично вулканам на Гавайях. Гавайские и Марсианские вулканы являются ограждающими, формирующиеся из извержения лавы. В настоящее время не найдено ни одного действующего вулкана на Марсе. Следы вулканического пепла на склонах других гор позволяют предположить, что раньше Марс был вулканически активным.

Кратеры и бассейны рек Марса

Большое количество метеоритов нанесли ущерб планете, образовав на поверхности Марса кратеры. На Земле редко встречается явление ударных кратеров по двум причинам: 1) те, кратеры, которые образовались в начале истории планеты, уже размыты; 2) Земля имеет очень плотную атмосферу,которая препятствует падению метеоритов.

Марсианские кратеры аналогичны кратерам на луне и другим объектам солнечной системы, которые имеют глубокое, чашеобразное дно с приподнятыми колесообразными краями. Большие кратеры могут иметь центральные пики, формирующиеся в результате ударной волны.

Улыбающийся кратер. Фото с сайта astrolab.ru

Количество кратеров на Марсе изменяется от места к месту. Практически все южное полушарие усыпано кратерами разных размеров. Самым крупным кратером Марса является бассейн Эллада ( лат. Hellas Planitia) в южном полушарии, диаметр которого составляет приблизительно 2300 км. Глубина впадины — около 9 км.

На поверхности Марса обнаружены каналы и долины рек, многие из которых были разлиты по низменным равнинам. Ученые предполагают, что марсианский климат был достаточно теплым, раз вода существовала в жидком виде.

Полярные месторождения 

Наиболее интересной особенностью Марса являются толстые накопления мелко слоистых отложений, расположенных в обоих полюсах Марса. Ученые считают, что слои состоят из смеси водяного льда и пыли. Атмосфера Марса, вероятно хранила эти слои в течении длительного периода. Они могут служить доказательством сезонной активности погоды и долгосрочным изменением климата. Шапки льда обоих полушарий Марса остаются замороженными в течении всего года.

Какой настоящий цвет Марса

Марс считали равномерно красным до появления телескопов. Позже астрономическая техника позволила подробно рассмотреть оттенок этого космического объекта: в разные периоды он бывает от розового до коричневого. Это зависит, например, от состояния атмосферы, силы ветра, поднимающего в воздух ржавую пыль.

Получить точное представление об оттенке марсианской поверхности позволили снимки, сделанные межпланетными исследовательскими зондами, а позже марсоходами. Преобладающий цвет местного грунта красный, но общая картина может меняться в зависимости от:

  • наличия на участке других минералов;
  • погодных условий;
  • сезона года;
  • времени суток.

Иногда даже снимок одного и того же участка отличается по цветовой гамме. На фото, выполненных в естественных цветах, можно увидеть ярко-красную, бордовую, светло-коричневую и даже синеватую панорамы. Кое-где она прерывается белыми участками: в этих местах расположены ледники. А некоторые зоны на поверхности кажутся почти черными. И все же из-за преобладания железистых веществ, имеющих кровавый оттенок, на небе Марс выглядит как равномерно красное тело.

Снимки, сделанные непосредственно с поверхности Марса с помощью камер марсоходов, свидетельствуют, что красный здесь не только грунт, но и небо: такой оттенок атмосфере придает все та же ржавая пыль, поднятая ветром в воздух.

Где вода сейчас на Марсе?

Жидкая вода должна течь с крутых и теплых склонов на марсианской поверхности. Первый нашли в 2011 году, где подтвердили намеки на соленую жидкость. Фото Марса показывали темные полосы, появляющиеся при смене сезонов. Спектральный анализ говорил, что сформированы соленой жидкой водой. Ниже указана карта Марса с распределением воды.

Карта распределения воды на поверхности Марса

Огромные водные запасы закованы в ледяные осколки и расположены на планетарных полюсах. Эти шапки сокращаются, потому что вода переходит сразу из ледяной формы в газовую, но зимой она трансформируется обратно. Шапки простираются на 3 км и могут полностью покрыть поверхность на 5.6 м.

Замороженная вода Марса также скрывается под поверхностью между экваториальной линией и северным полюсом. Но можно искать и в других территориях. Марс-Экспресс сумел сделать снимки ледяных пластин, погруженных на дно кратеров, а значит вода способна накапливаться в определенных условиях.

Северный марсианский участок со свежим кратером, чей диаметр составляет 6 м. Внутри виден яркий материал (синий)

Водные следы обнаружили еще в 2000 году. Это были овраги, обладающие водным происхождением.

Появление пыли

Цвет Марса также пребывает в зависимости от состояния пыли NPOX. Она имеет способность к окислению вследствие определённых процессов даже без участия свободного кислородного вещества. С течением геологического времени происходят изменения атмосферного характера, что свидетельствует о том, что свободный O2 (кислород), вероятно, существовал всегда и делал это в качестве микрокомпонента.

Одно из таких явлений характеризуется прямой химической реакцией между железом и водой. В итоге получается вещество, которое приводит к возникновению иона (гетита). С точки зрения термодинамики этот процесс проходит недостаточно активно. Изучая вопрос, какого цвета Марс, стоит рассмотреть несколько подтверждений того, что образование гематита может происходить из магнетита вследствие протекания определённых эрозионных процессов.

В лаборатории, посвящённой моделированию условий, преобладающих на Марсе, в Дании, было доказано, что в случае соединения в одной пробирке смеси песком (магнетита и кварца) произойдёт превращение определённой доли магнетита в гематит, а также окрашивание полученной смеси в красный тон. Случится это по той простой причине, что химические связи кварцевого вещества подлежат разрушению, а при контакте с магнетитом наблюдается переход в него атомов кислорода и формирование гематита.

Мантия, ядро и извержения вулканов на Марсе

Несмотря на наличие гигантских вулканов на поверхности, в наши дни – Марс это холодная и давно мертвая планета. По данным исследовательского зонда “Марс-Экспресс”, гигант Олимп последний раз извергался 2 миллиона лет назад – и хотя с точки зрения геологии, это произошло не так уж и давно, в настоящее время никаких предпосылок к последующему пробуждению, на данный момент нет.

Мантия под марсианской корой находится в состоянии покоя. Она состоит в основном из кремния, кислорода, железа и магния и, вероятно, имеет консистенцию шоколадной пасты. Толщина марсианской мантии по расчетам ученых составляет от 5400 до 7200 километров.

Ядро Марса скорее всего твердое, состоящее из железа, никеля и серы. Его оценочный диаметр составляет 3000-4000 километров. Ядро неподвижно, и как следствие, у Марса отсутствует непрерывное магнитное поле. Именно отсутствие магнитного поля – главная причина того, что Марс мертв и почти не поддается колонизации, вопреки заверениям фантастов. Магнитное поле – “подушка безопасности” для планеты, и не имея такой “подушки”, поверхность Марса совершенно беззащитна перед солнечной радиацией.

Необходимо отметить, что в далеком прошлом планеты, магнитное поле Марса было очень даже заметным и успешно справлялось с ролью “щита” от опасного излучения. Если на Марсе и была когда-то жизнь, то было это именно в те времена. Теоретически, возможность того, что какие-то формы жизни сумели найти способ укрыться от радиации, не исключена, однако несмотря на все поиски в прошлом или настоящем Марса, признаков хоть какой-то органики пока найдено не было.

На Марсе слишком холодно для жидкой воды, чтобы существовать в течение любого промежутка времени, но имеет на поверхности можно предположить, что после воды текли на Марсе. Сегодня, вода существует в виде льда в почве, и в листах льда в полярных ледяных шапок. Средняя температура воздуха составит около минус 80 градусов по Фаренгейту (минус 60 ° С), хотя они могут варьироваться от минус 195 градусов по Фаренгейту (минус 125 градусов по Цельсию) в районе полюса зимой до 70 градусов F (20 градусов C) в полдень в районе экватора.

Гора Олимп – крупнейший вулкан Марса. на его вершине (27 км), состав атмосферы и её давление почти ничем не отличаются от открытого космоса

Космические эпохи

Прежде чем говорить о какой бы то ни было колонизации Марса землянами, важно вспомнить о том, что он имеет давнюю геологическую историю, полную бурных событий, сформировавших нынешний ландшафт этой планеты. Под влиянием таких рассуждений родились новые варианты флага: три разноцветные полосы на нем олицетворяют три основных марсианских геологических эры: Нойскую, Гесперийскую и Амазонийскую. Под влиянием таких рассуждений родились новые варианты флага: три разноцветные полосы на нем олицетворяют три основных марсианских геологических эры: Нойскую, Гесперийскую и Амазонийскую

Под влиянием таких рассуждений родились новые варианты флага: три разноцветные полосы на нем олицетворяют три основных марсианских геологических эры: Нойскую, Гесперийскую и Амазонийскую.

Ученые выявили эти геологические периоды, изучая изображения поверхности Марса, полученные с искусственных спутников, находящихся на орбите Красной планеты.

Во время этих трех эпох под воздействием астероидов, вулканов и потоков жидкости сформировались низменности, скальные образования и гигантские горы.

Возникновение нанофазных оксидов железа (npOx) в пыли [ править ]

Существует несколько процессов, которые могут давать npOx в качестве продукта окисления без участия свободного кислорода (O 2 ). Один или несколько из этих процессов могли доминировать на Марсе, поскольку атмосферное моделирование в геологических временных масштабах показывает, что свободный O 2 (генерируемый в основном в результате фотодиссоциации воды (H 2 O)) , возможно, всегда был следовым компонентом с парциальное давление не более 0,1 микропаскалей (мкПа).

Посыпанная камнями поверхность, полученная Mars Pathfinder (4 июля 1997 г.)

Один кислородно-(O 2 ) -независимый процесс включает прямую химическую реакцию двухвалентного железа (Fe 2+ ) (обычно присутствующего в типичных вулканических минералах) или металлического железа (Fe) с водой (H 2 O) с образованием трехвалентного железа (Fe 3+ (водн.)), Что обычно приводит к гидроокиси, такой как гетит (FeO • OH) в экспериментальных условиях. Хотя эта реакция с водой (H 2 O) является термодинамически неблагоприятной, тем не менее, она может поддерживаться быстрой потерей побочного продукта молекулярного водорода (H 2 ). Реакции могут дополнительно способствовать растворенные диоксид углерода (CO 2 ) и диоксид серы (SO2 ), которые понижают pH пленок рассола, увеличивая концентрацию более окислительных ионов водорода (H + ).

Однако для разложения (окси) гидроксидов Fe 3+, таких как гетит, на гематит , обычно требуются более высокие температуры (около 300 ° C) . Образование палагонитовой тефры на верхних склонах вулкана Мауна-Кеа может отражать такие процессы, что согласуется с интригующим спектральным и магнитным сходством между палагонитовой тефрой и марсианской пылью. Несмотря на необходимость таких кинетических условий, длительные засушливые условия с низким pH на Марсе (например, дневные пленки рассола) могут привести к возможному превращению гетита в гематит, учитывая термодинамическую стабильность последнего.

Fe и Fe 2+ также могут окисляться под действием перекиси водорода (H 2 O 2 ). Несмотря на то, что содержание H 2 O 2 в марсианской атмосфере очень низкое, он устойчив во времени и является гораздо более сильным окислителем, чем H 2 O. Окисление, вызванное H 2 O 2, до Fe 3+ (обычно в виде гидратированных минералов) , наблюдается экспериментально. Кроме того, распространенность спектральной характеристики α-Fe 2 O 3 , но не гидратированного Fe 3+минералы усиливают возможность того, что npOx может образовываться даже без термодинамически неблагоприятных посредников, таких как геотит.

Есть также свидетельства того, что гематит мог образовываться из магнетита в процессе эрозионных процессов. Эксперименты на Simulation лаборатории Mars из Университета Орхус в Дании , показывают , что , когда смесь magnetide порошка, кварцевого песка и кварцевых частиц пыли переворачивают в колбе, некоторые из магнетита обращенных в гематит, окрашивание образца красного цвета. Предлагаемое объяснение этого эффекта состоит в том, что при измельчении кварца путем измельчения определенные химические связи разрываются на вновь открытых поверхностях; когда эти поверхности входят в контакт с магнетитом, атомы кислорода могут переноситься с поверхности кварца на магнетит, образуя гематит.

Марс: гипотезы, факты и поиски жизни

Двадцатого июля 1976 года на поверхность планеты Марс в местности, названной Хризе, опустился посадочный отсек американской автоматической станции «Викинг-1».

Шестого сентября примерно в 1000 километрах к северу, на равнине Утопия сел «Викинг-2».

Обе станции передали черно-белые и цветные снимки марсианского ландшафта, сведения о составе грунта и атмосферы, провели некоторые эксперименты с целью установить, есть ли жизнь  на Марсе.

Одна из основных задач «Викингов» — поиски жизни на Марсе. Посадочный отсек несет компактную биологическую лабораторию с приборами для некоторых опытов и анализов.

Раздвижная механическая рука с совком, набрав грунт, засыпает его в дозатор, который распределяет пробы по трем отсекам биологической лаборатории.

На отсек приходится один-два кубических сантиметров грунта.

В первом отсеке, заполненном радиоактивной двуокисью углерода, проба подвергается освещению лучами лампы, имитирующей Солнце.

Если в грунте есть фотосинтезирующие организмы типа земных, они построят из радиоактивного углерода органические соединения.

Через некоторое время камера продувается инертным газом, а грунт нагревают до высокой температуры. Органические соединения при этом должны разложиться, превратившись в радиоактивный газ. Проба газа перекачивается к счетчику, измеряющему радиоактивность. Если двуокись углерода была усвоена живым организмом, то радиоактивность будет повышенной.

Во втором отсеке к пробе грунта добавляют жидкую питательную среду, которая пришлась бы по вкусу любому из земных микроорганизмов. В ней также присутствуют меченые соединения углерода. Через некоторое время благодаря дыханию микроорганизмов эти соединения должны появиться в воздухе отсека, где их отметит счетчик радиоактивности.

В третьем отсеке проба частично смачивается питательной жидкостью, а частично остается сухой. Атмосфера состоит из гелия, криптона и двуокиси углерода. Периодически отсасываемые из отсека пробы атмосферы анализируются автоматическим газовым хроматографом — масс-спектрографом.

Этот прибор сортирует молекулы, содержащиеся в анализируемом веществе, определяет их массу и количество. В воздухе третьего отсека он ищет кислород, водород, азот, метан и двуокись углерода — газы, которые могут выделяться гипотетическими почвенными организмами.

Предполагается, что приборы станции могут найти и остатки жизни, если она существовала в прошлом на Марсе. Одна проба почвы поступает в газовый хроматограф — масс-спектрограф без всякой предварительной обработки, без добавления питательных жидкостей. Прибор должен выявить в почве неживые органические соединения — результат жизнедеятельности вымерших организмов.

Предусмотрена и маловероятная возможность того, что вокруг приземлившейся станции будут бегать какие-то крупные животные. Сканирующие телекамеры осматривают окружающий пейзаж слишком медленно, они не успеют передать на Землю изображение движущегося объекта.

Но время от времени вращение камеры прерывается, и она «вглядывается» в узкую полоску, оказавшуюся непосредственно перед объективом. Если за это время в поле зрения что-то быстро промелькнет, сигнал об этом будет послан на Землю. Таких случаев пока не было.

Климат и атмосфера Марса

Атмосфера 

Атмосфера Марса разряжена, содержание кислорода в атмосфере составляет всего 0,13%, тогда как в атмосфере Земли — 21%. Содержания углекислого газа — 95,3%. К другим газам, содержащимся в атмосфере, относятся азот — 2,7%; аргон — 1,6%; окись углерода — 0,07% и вода — 0,03%.

Атмосферное давление

Атмосферное давление на поверхности планеты составляет всего лишь 0,7 кПаскаль это 0,7% от атмосферного давления на поверхности Земли. При изменении сезонов атмосферное давление колеблется.

Температура Марса

На больших высотах в районе 65–125 км от поверхности планеты температура атмосферы составляет -130 градусов по Цельсию. Ближе к поверхности средняя дневная температура Марса колеблется от -30 до -40 градусов. Прямо у поверхности температура атмосферы может сильно изменяться в течении дня. Даже в районе экватора поздно ночью она может достигать -100 градусов.

Температура атмосферы может повышаться, когда на планете бушуют пылевые бури. Пыль поглощает солнечный свет, а затем передает большую часть тепла газам атмосферы.

Облака

Облака на Марсе образуются только на больших высотах, в виде замороженных частиц углекислого газа. Рано утром особенно часто появляются иней и туман. Туман, иней и облака на Марсе очень похожи друг на друга.

Пылевое облако. Фото с сайта astrolab.ru

Ветер

На Марсе, как и на Земле, существует общая циркуляция атмосферы, выражающаяся в виде ветра, который характерен для всей планеты. Основной причиной возникновения ветров является солнечная энергия и неравномерность ее распределения на поверхности планеты. Средняя скорость поверхностных ветров составляет приблизительно 3 м/c. Учеными были зафиксированы порывы ветра до 25 м/c. Тем не менее порывы ветра на Марсе имеют гораздо меньше сил, чем такие же порывы на Земле — это связано с низкой плотностью атмосферы планеты.

Пылевые бури

Пылевые бури являются наиболее впечатляющим погодным явлением на Марсе. Это закрученный ветер, который может за короткое время поднять пыль с поверхности. Выглядят такой ветер как торнадо.

Образование больших пылевых бурь на Марсе происходит следующим образом: когда сильный ветер начинает поднимать пыль в атмосферу, эта пыль поглощает солнечный свет и тем самым согревает воздух вокруг себя. Как только поднимается теплый воздух возникает еще больший ветер, который поднимает еще больше пыли. В результате — буря становится еще сильнее.

При больших масштабах пылевые бури могут окутывать поверхность площадью более 320 км. При крупнейших бурях пылью может быть охвачена вся поверхность Марса. Штормы такого размера могут длиться в течении нескольких месяцев, скрывая из поля зрения всю планету. Такие штормы были зафиксированы в 1987 и в 2001 годах. Пылевые бури чаще происходят при максимальном приближении Марса к Солнцу, так как в такие моменты солнечная энергия больше нагревает атмосферу планеты.

Появление пыли

Цвет Марса также пребывает в зависимости от состояния пыли NPOX. Она имеет способность к окислению вследствие определённых процессов даже без участия свободного кислородного вещества. С течением геологического времени происходят изменения атмосферного характера, что свидетельствует о том, что свободный O2 (кислород), вероятно, существовал всегда и делал это в качестве микрокомпонента.

Одно из таких явлений характеризуется прямой химической реакцией между железом и водой. В итоге получается вещество, которое приводит к возникновению иона (гетита). С точки зрения термодинамики этот процесс проходит недостаточно активно. Изучая вопрос, какого цвета Марс, стоит рассмотреть несколько подтверждений того, что образование гематита может происходить из магнетита вследствие протекания определённых эрозионных процессов.

В лаборатории, посвящённой моделированию условий, преобладающих на Марсе, в Дании, было доказано, что в случае соединения в одной пробирке смеси песком (магнетита и кварца) произойдёт превращение определённой доли магнетита в гематит, а также окрашивание полученной смеси в красный тон. Случится это по той простой причине, что химические связи кварцевого вещества подлежат разрушению, а при контакте с магнетитом наблюдается переход в него атомов кислорода и формирование гематита.