Рельеф марса кратко


Атмосфера и климат Марса

Атмосферное давление у поверхности Марса в 160 раз меньше земного.

Атмосфера Марса в основном состоит из углекислого газа (95,32%), также в составе присутствуют азот, аргон, кислород, водяной пар, угарный газ и другие компоненты.

Среднее атмосферное давление на Марсе составляет 0,4-0,87 кПа.

Климат на Марсе, как и на нашей планете, носит сезонный характер из-за угла наклона оси 25,2 градуса.

Для северного полушария Марса характерны мягкая зима и прохладное лето, при этом в южном полушарии зима более холодная, а лето более жаркое.

Северная и южная полярные шапки Марса состоят из двух компонентов: сезонного углекислого газа и векового водяного льда.

Для Марса характерны пыльные бури, в том числе охватывающие планету целиком, как в 2018 году.

Исследование Марса

Марс является наиболее исследованной (после Земли) планетой Солнечной системы.

Советские исследования Марса включали в себя программу «Марс», в рамках которой с 1962 по 1973 год были запущены автоматические межпланетные станции четырех поколений, а также программу «Фобос» – две автоматические межпланетные станции, предназначенные для исследования Марса и его спутника Фобоса.


«ExoMars» (Экзомарс) – это совместная программа Европейского космического агентства (ESA) и российской госкорпорации «Роскосмос» по исследованию Красной планеты, основной целью которой является поиск доказательств существования в прошлом и настоящем жизни на Марсе.

В настоящее время на поверхности Марса работают марсоходы NASA «Opportunity» и «Curiosity», исследовательский посадочный модуль «InSight», а на орбите непрерывно трудится несколько орбитальных аппаратов различных космических агентств.

Интересные факты о Марсе

Объект, весящий на Земле 100 килограмм, на Марсе будет весить 37,8 килограмм.

Марсианский потухший вулкан гора Олимп – самая высокая известная гора на планетах Солнечной системы.

Из-за низкого давления вода не может существовать в жидком состоянии на большей части (около 70%) поверхности Марса.

Идея, что Марс населен разумными существами, широко распространилась в конце XIX века.

Иногда Марс называют «Красной планетой» из-за красноватого оттенка поверхности, придаваемого ей оксидом железа.

Источник: in-space.ru

Основные характеристики


Масса: 6,4*1023 кг (0,107 массы Земли)
Диаметр на экваторе:  6794 км (0,53 диаметра Земли)
Наклон оси: 25°
Плотность: 3,93 г/см³
Температура поверхности: –50 °C
Период обращения вокруг оси (сутки): 24 часа 39 мин 35 секунд;

вокруг Солнца по орбите (год): 687 дней

Расстояние от Солнца (среднее): 1,53 а. е. = 228 млн. км
Скорость вращения по орбите:

Наклон орбиты к эклиптике:

24,1 км/с

i = 1,85°

Ускорение свободного падения 3,7 м/c2
Спутники: Фобос и Деймос

Строение Марса

Ученые могут только предполагать, какова структура Марса, опираясь на данные с орбитальных аппаратов, исследования метеоритов и опыт изучения других планет. Есть основания считать, что Марс, как и Земля, имеет трехслойную структуру:

  • Ядро. Скорее всего, большую часть ядра составляет железо, сера и никель. Знания о плотности планеты и силе магнитного поля позволяют думать, что ядро Марса твердое и значительно меньше земного, примерно 2000км.
  • Мантия по составу похожа на Земную. Возможно, в ее состав входят такие радиоактивные элементы, как уран, торий и калий. Их распад нагревает мантию до 1500°.
  • Кора Марса неоднородна по толщине: слой увеличивается от северного полушария к южному. В основном она состоит из вулканического базальта.

Поверхность

Рельеф марса кратко

Благодаря роботизированным аппаратам, отправленным на Марс, удалось составить его подробную карту. Как оказалось, поверхность Марса очень напоминает Земную. Здесь есть равнины и горы, расщелины и вулканы.


Равнины.

Бо́льшую часть Марса, а особенно его северное полушарие, покрывают пустынные низменные равнины. Одна из них считается самой большой по площади низменностью во всей Солнечной системе, а ее относительная гладкость, возможно, является следствием нахождения здесь воды в далеком прошлом.

Каньоны.

Целая сеть каньонов покрывает поверхность Марса. Они сосредоточены, главным образом на экваторе. Свое название – долина Маринера – эти каньоны получили в честь одноименной космической станции, которая зафиксировала их в 1971 году. Длина долины сопоставима с протяженностью Австралии и занимает примерно 4000км, а в глубину иногда уходит на 10км.

Вулканы.

На Марсе находится множество вулканов, в том числе самый большой вулкан Солнечной системы – Олимп. Его высота достигает 27 км, что в 3 раза превышает высоту Эвереста.

На сегодняшний день не обнаружено ни одного действующего вулкана, но наличие вулканических пород и пепла говорят об их былой активности.

Бассейны рек.

На поверхности равнин Марса ученые обнаружили углубления, похожие на следы протекавших здесь рек. Возможно, раньше температура здесь была значительно выше, что позволяло воде существовать в жидком виде.

Вода

До середины прошлого века учёные считали, что на Марсе можно найти воду в жидком состоянии, и это давало повод говорить, что жизнь на красной планете существует. Эта теория была основана на том факте, что на планете совершенно чётко просматривались светлые и тёмные участки, которые очень напоминали моря и материки, а тёмные длинные линии на карте планеты походили на долины рек. Но, после первого же полёта к Марсу, стало очевидно, что вода из-за слишком низкого атмосферного давления в жидком состоянии на семидесяти процентах планеты находиться не может.


Выдвигается предположение, что она всё же была: об этом факте свидетельствуют найденные микроскопические частички минерала гематита и других минералов, которые обычно формируются лишь в осадочных породах и явно поддавались воздействию воды.

Также многие учёные убеждены, что тёмные полосы на горных возвышенностях являются следами наличия жидкой солёной воды в настоящее время: водные потоки проступают в конце лета и исчезают в начале зимы. О том, что это вода, свидетельствует тот факт, что полосы не идут поверх препятствия, а как бы обтекают их, иногда при этом расходятся, а затем вновь сливаются (они очень хорошо заметны на карте планеты). Некоторые особенности рельефа говорят о том, что русла рек во время постепенного поднятия поверхности смещались и продолжали течь в удобном для них направлении.

Ещё одним интересным фактом, свидетельствующим о наличии воды в атмосфере, являются густые облака, появление которых связывают с тем, что неровный рельеф планеты направляет воздушные массы вверх, где они остывают, а находящийся в них водяной пар конденсируется в ледяные кристаллы.

Спутники Марса


Рядом с Марсом вращаются две его луны: Фобос и Деймос. В 1877 году их нашел Асаф Холл, давший наименования в честь персонажей из греческой мифологии. Это сыновья бога войны Ареса: Фобос – страх, а Деймос – ужас. Марсианские спутники продемонстрированы на фото.

Рельеф марса кратко

Диаметр Фобоса – 22 км, а отдаленность – 9234.42 – 9517.58 км. На орбитальный проход ему необходимо 7 часов и постепенно это время сокращается. Исследователи считают, что через 10-50 млн. лет спутник врежится в Марс или же будет разрушен гравитацией планеты и образует кольцевую структуру.

Деймос в диаметре имеет 12 км и вращается на дистанции в 23455.5 – 23470.9 км. На орбитальный маршрут уходит 1.26 дней. Марс также может располагать дополнительными лунами с шириной в 50-100 м, а между двумя крупными способно сформироваться пылевое кольцо.

Есть мнение, что ранее спутники Марса были обычными астероидами, которые поддались планетарной гравитации. Но у них наблюдаются круговые орбиты, что необычно для пойманных тел. Они также могли сформироваться из материала, вырванного от планеты в начале создания. Но тогда их состав должен была напоминать планетарный. Также мог произойти сильный удар, повторяя сценарий с нашей Луной.

Атмосфера и температура планеты Марс


Рельеф марса кратко

Красная планета располагает тонким атмосферным слоем, который представлен углекислым газом (96%), аргоном (1.93%), азотом (1.89%) и примесями кислорода с водой. В ней много пыли, размер которой достигает 1.5 микрометра. Давление – 0.4-0.87 кПа.

Большое расстояние от Солнца к планете и тонкая атмосфера привели к тому, что температура Марса низкая. Она скачет между -46°C до -143°C зимой и может прогреваться до 35°C летом на полюсах и в полдень на экваториальной линии.

Существуют предположения, что в прошлом атмосфера могла быть более плотной, а климат — тёплым и влажным, и на поверхности Марса существовала жидкая вода и шли дожди. Доказательством этой гипотезы является анализ метеорита ALH 84001, показавший, что около 4 миллиардов лет назад температура Марса составляла 18 ± 4 °C.

Марс отличается активностью пылевых бурь, которые способны имитировать мини-торнадо. Они образуются благодаря солнечному нагреву, где более теплые воздушные потоки поднимаются и формируют бури, простирающиеся на тысячи километров.

При анализе в атмосфере также нашли следы метана с концентрацией 30 частичек на миллион. Значит, он освобождался из конкретных территорий. Исследования показывают, что планета способна создавать в год до 270 тонн метана. Он достигает атмосферного слоя и сохраняется 0.6-4 лет до полного разрушения. Даже небольшое наличие говорит о том, что на планете скрывается газовый источник.


Рельеф марса кратко

Среди предположений намекали на вулканическую активность, падение комет или наличие микроорганизмов под поверхностью. Метан может создаваться и в небиологическом процессе – серпентинизация. В нем присутствует вода, углекислый газ и минеральный оливин.

В 2012 году провели несколько вычислений по метану при помощи ровера Curiosity. Если первый анализ показал определенное количество метана в атмосфере, то второй показал 0. А вот в 2014 году ровер натолкнулся на 10-кратный всплеск, что говорит о локализированном выбросе.

Также спутники зафиксировали наличие аммиака, но его срок разложения намного короче. Возможный источник – вулканическая активность.

Краткая история изучения

Впервые человечество начало наблюдать за Марсом отнюдь не через телескопы. Ещё древние египтяне заметили Красную планету как блуждающий объект, что подтверждается древними письменными источниками. Египтяне впервые рассчитали траекторию движения Марса относительно земли.


Затем эстафету переняли астрономы Вавилонского царства. Учёным из Вавилона удалось более точно определить расположение планеты и измерить время её движения. Следующими были греки. Им удалось создать точную геоцентрическую модель и с её помощью понять движение планет. Затем учёные Персии и Индии смогли оценить размер Красной планеты и её расстояние до Земли.

Огромный прорыв сделали европейские астрономы. Иоганн Кеплер, взяв за основу модель Николая Каперника, смог рассчитать эллиптическую орбиту Марса, а Христиан Гюйгенс создал первую карту его поверхности и заметил ледяную шапку на северном полюсе планеты.

Рельеф марса кратко

Появление телескопов стало расцветом в изучении Марса. Слайфер, Барнард, Вокулёр и многие другие астрономы стали величайшими исследователями Марса до выхода человека в космос.

Выход человека в космос позволил изучать Красную планету более точно и подробно. В середине 20 века с помощью межпланетных станций были сделаны точные снимки поверхности, а сверхмощные инфракрасные и ультрафиолетовые телескопы позволили измерить состав атмосферы планеты и скорость ветров на ней.

В дальнейшем последовали всё более точные исследования Марса со стороны СССР, США, а затем и других государств.

Изучение Марса продолжается и по сей день, а полученные данные только подогревают интерес к его изучению.

Есть ли жизнь на Марсе?

Рельеф марса кратко

Однозначного ответа на этот вопрос нету до сих пор. В настоящее время существуют научные данные, которые становятся аргументами в пользу обеих теорий.

За:


  • Присутствие в почве планеты достаточного количества питательных веществ.
  • Большое количество метана на Марсе, источник которого неизвестен.
  • Наличие водяного пара в грунтовом слое.

Против:

  • Мгновенное испарение воды с поверхности планеты.
  • Уязвимость к бомбардировке «Солнечным ветром».
  • Вода на Марсе является слишком солёной и щёлочной и непригодна для жизни.
  • Интенсивное ультрафиолетовое излучение.

Таким образом, учёные не могут дать точного ответа, так как количество необходимых данных слишком невелико.

Марс в культуре

К созданию фантастических произведений о Марсе писателей подталкивали начавшиеся в конце XIX века дискуссии учёных о возможности того, что на поверхности Марса существует не просто жизнь, а развитая цивилизация. В это время был создан, например, знаменитый роман Г. Уэллса «Война миров», в котором марсиане пытались покинуть свою умирающую планету для завоевания Земли.

В 1938 году в США радиоверсия в виде новостей этого произведения послужила причиной массовой паники, когда многие слушатели по ошибке приняли этот «репортаж» за правду.

В 1966 году писатели Аркадий и Борис Стругацкие написали сатирическое «продолжение» данного произведения под названием «Второе нашествие марсиан».

В числе важных произведений о Марсе также стоит отметить вышедший в 1950 году роман Рэя Брэдбери «Марсианские хроники», состоящий из отдельных слабо связанных между собой новелл, а также ряд примыкающих к этому циклу рассказов; роман повествует об этапах освоения человеком Марса и контактах с гибнущей древней марсианской цивилизацией.

Примечательно, что Джонатан Свифт упомянул о спутниках Марса за 150 лет до того, как они были реально открыты, в 19-й части своего романа «Путешествия Гулливера».

Также в кинематографии широко раскрывается тема Марса, как в художественных, так и документальных фильмах.

В творчестве Дэвида Боуи начала 1970-х периодически упоминается Марс. Так, группа, с которой он выступает в это время называется Spiders From Mars, а на альбоме Hunky Dory появляется песня под названием «Life on Mars?».

Широко представлен Марс и в культуре античного времени.

Интересные факты

Рельеф марса кратко

  • Масса Марса меньше массы Земли в 10 раз.
  • Первый человеком, увидевшим Марс через телескоп, был Галилео Галилей.
  • Ученые обнаружили частицы марсианского грунта на Земле, которые позволили им исследовать Красную планету еще до начала космических полетов. Эти частицы были в буквальном смысле «выбиты» из Марса метеоритами, которые врезались в планету. Затем через миллионы лет они упали на Землю.
  • Жители Вавилона называли планету «Нергал» (в честь своего божества зла).
  • В древней Индии Марс носил имя «Мангала» (индийского бога войны).
  • В культуре Марс стал самой популярной планетой Солнечной системы.
  • Дневная доза радиации на Марсе равняется годовой дозе на Земле.
  • В 1997 году трое жителей Йемена подали в суд за вторжение NASA на Марс. Они утверждали, что они унаследовали эту планету от своих предков тысячи лет назад.
  • Более 100 000 человек подали заявку на поездку в один конец и хотят стать первыми колонизаторами Красной планеты в 2022 году (экспедиция Mars One). В настоящее время население Марса составляет семь роботов.

 

Когда на Марсе окажется человек ?

Марс-следующая цель человечества, после полета на Луну. Уже несколько лет обсуждают будущие миссии и перспективу создания колонии. Но эта задача кажется еще более сложной, поэтому нужен четкий план. Сможет ли человек оказаться на Марсе?

Концепцию первой экипажной миссии разработал Вернер фон Браун. Он был бывшим нацистским ученым и возглавлял проект Меркурий НАСА. В 1952 году предложил создать 10 аппаратов (по 7 человек), которые смогли бы доставить 70 человек к Красной планете.

Но ведь важен не сам полет, а организация того, чтобы люди жили на Марсе. В 1990 году свой проект Mars Direct предложил Роберт Зубрин, который ориентировался на колонизацию. Первые миссии должны были построить площадку для будущего поселения. Позже можно было бы спуститься под землю и разрабатывать среду обитания уже там.

В 1993 году появился план Mars Design Reference от НАСА, который редактировали 5 раз до 2009 года. Но проект так и не вышел за пределы расчетов и разговоров.

Современные идеи

Рельеф марса кратко

С 2004 года американскими президентами озвучивалось желание покорить Марс. В 2015-м году сформировался детальных план, где доставка основывалась на использовании корабля Орион и системы запуска SLS. Проект основывается на 3-х этапах и 32-х запусках в 2018-2030-х гг. За это время получится перевезти необходимое оборудование и обустроить подготовительную площадку. До 2024-го года необходимо протестировать Орион и SLS.

Также в НАСА планируют поймать ближайший астероид и притащить его к орбите Луны, чтобы протестировать новое оборудование. Это важная миссия, которая поможет не только уберечь Землю от падения опасной космической скалы, но и использовать их для трансформации планет (создания благоприятной среды для человека- терраформирование Марса).

Первый экипажный полет на Орионе должен состояться в 2021-2023-х гг. На втором этапе запустится череда доставки оборудования на Красную планету. Третья стадия включает создание необходимой защитной среды и проверка всех необходимых приборов.

Но виды на Марс есть не только у НАСА. ЕКА также заинтересовано в изучении и колонизации чужого мира. Программа Аврора рассчитывает в 2030-х гг. отправить людей на ракете Ariane-M. В 2040-2060-х гг. Красную планету может посетить Роскосмос. Еще в 2011 году в России проводили успешные симуляции миссии. Китай определил для себя те же сроки. Однажды мы можем прийти к тому, что на Марсе живут люди.

В 2012 году голландские предприниматели заявили, что собираются в 2023-м году создать на Марсе человеческую базу, которая позже расширится в колонию.

Миссия MarsOne планирует разместить телекоммуникационное орбитальное устройство в 2018 году, ровер – в 2020-м и базу для поселенцев – в 2023-м. Она будет питаться за счет солнечных батарей с протяжностью в 3000 м2. Доставят 4-х астронавтов на ракете Falcon-9 в 2025-м году, где они проведут 2 года.

Свое рвение к Марсу не скрывает и генеральный директор SpaceX Илон Маск. Он собирается создать колонию на 80000 человек. И это лишь малая часть того, сколько людей способно расположиться на Марсе. Для этого ему нужна специальная система транспортировки, которая бы работала в режиме конвейера. Он уже преуспел в создании системы повторного использования ракет.

В 2016 году Маск заявил о том, что первый беспилотный полет осуществят в 2022 году, а экипажный – 2024 год. Он считает, что на все потребуется 10 млрд. долл. и можно будет запустить 100 пассажиров. Это будут туристические поездки, отправляемые каждые 26 месяцев (окно, когда Земля и Марс расположены на максимальной близости).

Первые миссии могут потребовать жертвы. Но уже многие выразили желание отправиться в один конец. Когда же мы увидим первых людей на Марсе? Точной даты нет, но факты свидетельствуют о том, что это случится в ближайшие десятилетия.

Видео



Источник: asteropa.ru

Марс светит красным светом и поэтому всеми народами, наблюдавшими его, отождествлялся с богом войны.

Большую популярность планета приобрела в 1877 году, во время великого противостояния. Джованни Скиапарелли выполнил тщательные наблюдения Марса и обнаружил каналы, пересекающие всю поверхность планеты. Первоначально астроном вовсе не предполагал, что они должны быть искусственные. Однако, как это всегда бывает, пресса извратила научные факты и подняла шум.

В 1892 году Скиапарелли вновь наблюдал поверхность Марса и склонился к мнению, что каналы — искусственные сооружения. Американский астроном У. Пикеринг даже рассмотрел в местах слияния каналов “оазисы”.

Обобщил открытия П. Ловелл, заявив, что марсиане пользуются талой водой с полярных шапок и по каналам обводняют “оазисы”, где размещены марсианские города.

Современные исследования показали, что на Марсе нет каналов и даже растительной жизни.

В условиях низкого атмосферного давления вода закипает при температуре +20 С и в жидком виде существовать не может.

Наиболее благоприятные условия для наблюдений Марса складываются через каждые 2 года и 50 суток, когда он находится в противостоянии.

Лучше всего видны на поверхности полярные шапки. Они подвержены сезонным изменениям. Когда на одном из полушарий приходит зима, соответствующая полярная шапка начинает расти и достигает 570 широты в северном полушарии и 450 в южном. С приходом весны шапки начинают таять.

Полярные шапки состоят из обычного льда и замерзшего углекислого газа или “сухого льда”. Осенью, когда формируются полярные шапки, можно наблюдать голубовато-белые облака в атмосфере планеты.

На поверхности часто наблюдаются пылевые бури. тучи пыли могут полностью скрыть поверхность Марса от наблюдателя. Программа полёта “Маринера-9” чуть не сорвалась из-за сильной пылевой бури, которая поднялась во время подлёта аппарата к Марсу. Наиболее часты бури во время прохождения планеты через перигелий, когда в южном полушарии лето. Возле северной полярной шапки накапливается вода и пыль.

Слой вечной мерзлоты может достигать километровых толщин.

Южная полярная шапка состоит из двуокиси углерода, а северная из водяного льда и пыли.

Вода течёт под слоем грунта из северных областей и испаряется в “оазисах”. Пыль попадает в атмосферу при испарении воды во время нагрева марсианским летом южных экваториальных областей. Скорость ветра достигает 50 — 90 м/с.

Учёные долго спорили о происхождении русел рек на Марсе. Одни говорят, что раньше планета обладала более мощной атмосферой и условия были благоприятны для сохранения воды в жидком виде. Другие предполагают, что существует большой подповерхностный слой воды, который подогревается недрами планеты и радиоактивными породами, залегающими в коре. Время от времени в результате катастроф этот слой пробивается и изнутри извергаются большие потоки воды.

Недавно были получены новые подтверждения гипотезы, что на Марсе текла настоящая вода. Учёные исследовали метеорит, упавший среди льдов Антарктики около 10 лет назад. Исследования показали, что это осколок, выброшенный с Марса. Его возраст более 4,5 млрд. лет. В метеорите оказалось очень высокое содержание карбонатов — химических элементов, которые могут быть образованы только при условиях, что на Марсе когда-то текли большие потоки воды.

Красный цвет поверхности Марса вызывают красные окислы железа.

Кратеры покрывают преимущественно южное полушарие. Значит с геологической точки зрения северное — моложе.

На Марсе существует самый большой перепад высот в Солнечной системе и достигает 27 км. (на Земле — 19 км.).

Самый большой марсианский вулкан — гора Олимп возвышается на 21 (24) км. над равнинами (Эверест на Земле имеет высоту 8,8 км. над уровнем моря). Основание горы имеет диаметр около 500 км. и возвышается на 6 км.

С вулканами и поднятием Фарсида связаны огромные системы трещин и гряд, некоторые из них тянутся на 4000 км. и возвышаются на 10 км.

Долина (Vallis Marineris) тянется на 4000 км и имеет глубину от 2 до 7 км.

Hellas Planitia — ударный кратер в южном полушарии, имеет глубину 6 км и диаметр 2000 км.

Температура поверхности Марса была найдена по измерениям “Викинга-1”. Самая низкая температура наблюдается вблизи южного полюса, где может конденсироваться углекислый газ = — 1390С. В оазисах в районе озера Феникс и земли Ноя перепад температур составляет от -530 до +220С летом и от -103 до

— 430С зимой.

Атмосфера: Среднее давление атмосферы Марса составляет 6 мбар — 0,6% земного.

Сила тяжести равна 0,38 земной. Масса атмосферного столба над единичной площадкой равна 0,2%.

Атмосфера состоит:

Углекислый газ — 95%

Азот 2,7%

Аргон 1,6%

Кислород 2%

Содержание водяного пара сильно меняется.

Синодический период относительно Земли равен 780 суток.

Марсианский год равен 687 суткам.

Экватор Марса наклонён к плоскости орбиты на угол около 240.

Период обращения Марса вокруг своей оси — 24ч.37мин.

Расстояние до Марса меняется от 55,7 млн. до 101,2 млн. км. из-за большого эксцентриситета орбиты. Ближе всего Марс подходит к Земле во время великих противостояний, когда противостояние совпадает с прохождением планеты через перигелий. Это время равно 15 — 17 годам.

13.5 Спутники Марса – Фобос и Деймос.

Марс имеет два спутника — Фобос и Деймос, которые были открыты в 1877 году Асафом Холлом во время великого противостояния планеты.

Спутники имеют сероватый цвет и отражают свет подобно углистым хондритам. Большие оси спутников всегда направлены на Марс.

Происхождение спутников остаётся загадкой. Одни учёные считают, что это захваченные астероиды, другие считают, что это осколки одного спутника, распавшегося в результате столкновения.

Космический аппарат “Викинг-1” в 1977 году получил подробные снимки поверхности спутников. Специалисты по планетам обработали их так, чтобы не были видны стыки отдельных фотографий и разность в яркости отдельных фрагментов. В результате были получены хорошие по качеству фотографии Фобоса.

Самой главной деталью Фобоса является кратер Стикни. Его диаметр 10 км., тогда как диаметр самого спутника — 22 км. От кратера Стикни тянутся длинные борозды, шириной 150 — 200 м и протяжённостью до 10 км. и более.

Было высказано несколько гипотез о происхождении борозд. Одна говорит о том, что это наслоения лавы на том небесном теле, от которого откололся обломок — Фобос.

Другая гипотеза предполагает, что борозды — это свидетельства начавшегося процесса разлома спутника под действием приливных сил. В конце концов приливные силы могут привести к распаду Фобоса и превращению его в кольцо астероидов.

Связь борозд с кратером Стикни может также свидетельствовать о их метеоритном происхождении.

 

Источник: helpiks.org

Курсовая работа

Рельеф Марса

Введение

солнечный планета марс

Марс удивителен и интересен не только своими непривычным цветом, но еще очень похож на Землю: пустынные равнины, полярные шапки, горные хребты и вулканы.

Актуальность данной темы связана с тем, что бы понять процессы, которые управляют планетарной эволюции и обнаружить факторы, которые привели к уникальной эволюции Земли. Марс в настоящее время на краю обитаемой зоны, но может быть, когда то там были более благоприятные условия.

Основной целью курсовой работы является подробное изучение рельефа Марса и теории их образования.

Объектом исследования является поверхность Марса.

Предметом исследования является рельеф планеты.

Методы исследования. Для изучения рельефа и свойств поверхности Марса использовался фотогеологический анализ. Определение относительного возраста разных участков поверхности проводилось на основании анализа плотности ударных кратеров. Химический состав образцов определяли при помощи растрового электронного микроскопа с аналитической приставкой. Так же наблюдение космических аппаратов с орбиты для определение характеристик атмосферы, фотографирование поверхности, а так же изучение магнитного и гравитационного полей планеты.

1. Расположение в Солнечной системе

Марс расположен на расстоянии 228 млн. км от Солнца, тогда как Земля удалена от светила на 150 млн. км.

Благодаря большому эксцентриситету орбиты Марс может изменять расстояние от Солнце. Кратчайшее расстояние составляет 207 млн. км, а наибольшее — 249 млн. км. (Рис. 1)

Марс почти так же вращается вокруг своей оси за 24 часа 37 мин. 23 сек., что на 41 мин и 19 сек больше периода вращения Земли. Ось вращения наклонена к плоскости орбиты на 65, почти как земная ось (66,5). Из всего этого следует, что на Марсе, как и на Земле, смена дня и ночи и смена времён года протекает почти так же.

Отличия, прежде всего из-за значительного расстояния от Солнца. Климат гораздо суровее, чем на Земле. К тому же марсианский год почти в два раза длиннее земного, а это значит, что сезоны длятся дольше. Из-за эксцентриситета орбиты характер сезонов значительно отличаются на разных полушариях. К примеру, в южном полушарии зима долгая и суровая, а лето короткое, но теплое, тогда как в северном полушарии зима короткая, но теплая, а лето долгое, но прохладное.

Рис. 1 Расстояния планет от Солнца

1.1 Атмосфера и климат

Атмосфера Марса более разряжена по сравнению с атмосферой Земли. В ее составе 95,3% углекислого газа, 2,7% азота, аргона 1,6%; и всего 0,3% кислорода и водяного пара. По сравнению с земным среднее атмосферное давление на Марсе меньше в 160 раз. Из-за испарения и конденсации в разное время года, и значительного количества углекислого газа на полюсах и в полярных шапках, масса атмосферы сильно изменяется в течение года.

Несмотря на то, что в марсианской атмосфере содержится очень мало водяного пара, он при низких температуре и давлении, находясь в состоянии близком к насыщению, часто собирается в облака. Наблюдения показали, что на Марсе бывают волнистые, перистые и подветренные облака. Ночью на дне кратеров и над низинами часто стоят туманы. Иногда выпадает тонкий снег.

Летним днем температура планеты может подняться до 20 градусов Цельсия, а зимней ночью может опустится до -125 градусов. Можно сказать, что Марсу свойственен суровый климат и он малоблагоприятен для жизни.

Благодаря небольшой силе тяжести и перепадам температур на марсе очень часто дуют ветры скорость которых может достигать 100 м/c. Чаще всего они возникают вблизи полярных шапок. К примеру с сентября 1971 года по январь 1972 года бушевала пылевая буря и подняла около миллиарда тонн пыли на высоту около 10 км, тем самым помешав зонду «Маринер-9» сделать фотографии поверхности Марса. Пылевые бури чаще всего бывают в периоды великих противостояний, когда лето в южном полушарии совпадает с прохождением Марса через перигелий. Продолжительность бурь может достигать 50-100 суток.

Еще в начале 20-х годов температуру Марса измерили с помощью термометра помещённого в фокус телескопа-рефлектора. Таким образом в 1922 г. В. Лампланд выяснил среднюю температуру Марса -28°С, а в 1924 г. Э. Петтит и С. Никольсон получили значение -13°С. Позднее У. Синтон и Дж. Стронг в 1960 году получили более низкое значение -43°С. К середине 20 века было собрано достаточно информации о температуре поверхности Марса в разные сезоны и времена суток. Из этих измерений следовало, что днём на экваторе температура может доходить до +27°С, но уже к утру до -50°С.

Возможно, что на Марсе был другой климат. Вот несколько фактов в поддержку этой гипотезы. Во-первых, довольно древние кратеры буквально стёрты с лица Марса. Разрушения такого масштаба не могла вызвать нынешняя атмосфера. Во-вторых, есть большое количество следов проточной воды, что невозможно при сегодняшнем состоянии атмосферы. Исследование скорости образования и эрозии кратеров позволило установить, что скорее всего ветер и вода разрушили их в примерно 3,5 миллиардов лет назад.

Недавние наблюдения телескопа Хаббл подтверждают догадки о переменчивости марсианского климата. Это позволило производить довольно точные измерения атмосферы марса и предвещать марсианскую погоду. Результаты оказались неожиданными. Климат значительно изменился со времен посадки «Викинг» а (1976 год). Он стал гораздо суше и холоднее. Вполне вероятно, что это связано с сильными пылевыми бурями 1971-1972 годов. Скорее всего, данная пыль мешала остыванию планеты и испарению водяного пара, но затем пыль осела и планета возвратилась к своему обычному состоянию.

2. Поверхность планеты

Значительная часть поверхности Марса представляет собой более светлые участки («материки»), которые имеют красновато-оранжевую окраску; 25% поверхности — более темные («моря») серо-зеленого цвета, уровень которых ниже, чем «материков». Перепады высот весьма значительны и составляют в экваториальной области примерно 14-16 км, а угол наклона к экватору равен 30 градусов (Рис. 2).

Рис. 2. Светлые и темные участки [http://galspace.spb.ru]

С точки зрения геоморфологии Марс это почти сплошная, но весьма разнообразная пустыня, местами песчано-суглинистая, местами каменистая и горная. Исключение составляют полярные области, покрытые шапками льда и снега, которые опять же в географической классификации можно именовать арктическими и антарктическими пустынями.

На поверхности Марса лежит пыль — мелко-зернистый материал, выпавший из атмосферы и скрывший весь древний ландшафт, за исключением самых крутых склонов. Толстый слой пыли покрывает даже высочайшие вулканы. Исследователи полагаю, что в далеком прошлом на Марсе была более плотная атмосфера с большим количеством пыли. Частые пылевые бури могли привести к образованию таких структур, похожих на окаменелые осадочные отложения. Оседая, пыль захватывает из атмосферы летучие вещества и образует покров из льдистой пыли. Позже лед улетучивается, оставляя в грунте ямки.

Похожие слоистые отложения были обнаружены в разных местах на поверхности Марса, как кратеров и систем каньонов. Их высокий интерес полагается в том, что они подразумевают динамические условия в их осаждения. Действительно, большинство пород марсианской поверхности, которые имеют вулканическое происхождение, характерны яркие слоистые отложения.

2.1 Полярные шапки Марса

Многочисленные наблюдения полярных регионов Марса показали, что сезонный цикл, тесно повторяется из года в год. Углекислый газ конденсирует на поверхности в течение осени и зимы, а весной обратно сублимирует в атмосферу, что приводит к цикличности марсианскую атмосферу. Примерно 25% от атмосферы, которая составляет 95% СО 2 по объему, циклически через сезонных шапок в год.

Полярные шапки Марса — довольно молодые образования. На основе анализа количества ударных кратеров, покрывающих южные полярные районы, было установлено, что возраст южной полярной шапки составляет 7-15 млн лет. Северная шапка гораздо моложе, ее возраст оценивается от 100 тыс. до 10 млн лет. Меньший возраст северной шапки означает, что процесс ее формирования завершился относительно недавно или продолжается до сих пор. Из этого следует, что на современном Марсе где-то существует достаточно мощный источник водяного пара, который переносится в атмосфере и осаждается на северном полюсе.

По данным со спутника Марс Экспресс толщина шапок может составлять от 1 до 3,7 км. Аппарат «Марс Одиссей» обнаружил на южной полярной шапке Марса действующие гейзеры. Как считают специалисты НАСА, струи углекислого газа с весенним потеплением вырываются вверх на большую высоту, унося с собой пыль и песок.

Смоделировав снимки сезонных поведений северной полярной ледяной шапки, сделанные межпланетной станцией Mars Reconnaissance Orbiter с 16 августа 2005 по 21 мая 2009 год, показывает, что маленькие, яркие пятна льда на остаточной крышке не результат наклона или высоты. (Рис. 3) Скорее всего, они являются результатом местных метеорологических эффектов. Годовое потемнение и осветление периферийных районов остаточной крышки вокруг летнего солнцестояния можно объяснить сублимации светлого морозоустойчивого слоя раскрывая лежащий в основе темные отложения, что само по себе либо сублимируется, чтобы выявить яркий нижний материал или летом водяной лед сублимирует в атмосферу и водяные пары в ней переносятся на полюса, привлекая конденсации водяного пара, что скрашивает поверхность. Существует Альтернативное объяснение: перенос и осаждения пыли на поверхности, а позже удаления этого пыли. Снижение в кепке альбедо и сопровождающих рост приземного атмосферного стабильности может быть связано с годовым минимумом полярной штормовой активности вблизи северного летнего солнцестояния.

Рис. 3. Годовое изменение северной полярной шапки на марсе. «Mars Reconnaissance Orbiter»

2.2 Русла «рек» и грунт

На Марсе имеется множество геологических образований, напоминающих водную эрозию, в частности, высохшие русла рек. Согласно одной из гипотез, эти русла (Рис. 4) могли сформироваться в результате кратковременных катастрофических событий и не являются доказательством длительного существования речной системы. Однако последние данные свидетельствуют о том, что реки текли в течение геологически значимых промежутков времени. В частности, обнаружены инвертированные русла. На Земле подобные образования формируются благодаря длительному накоплению плотных донных отложений с последующим высыханием и выветриванием окружающих пород. Кроме того, есть свидетельства смещения русел в дельте реки при постепенном поднятии поверхности.

Рис. 4 Дельта реки в кратере Эберсвальде. Фотография «Mars Global Serveyer»

Рис. 5 Водные линзы на Марсе

Детальные снимки рельефа, сделанные космическим аппаратом «Mars Global Serveyer» вызвали большой интерес. Проанализировав поверхность, предположили, что промоины на склонах, скорее всего, образовались в результате недавних кратковременных выбросов сравнительно больших объемов жидкой воды из подповерхностных водяных линз. (Рис. 5) В итоге на поверхности Марса было обнаружено порядка ста мест, подходивших под описание.

Обнаруженные промоины, как правило, наблюдались на внутренних склонах ударных кратеров или на стенках глубоких ложбин в южной полярной зоне. Около половины подобных промоин находятся на южных склонах, и только 20% — на северных. Анализ рельефа местности показал, что по геологическим меркам это довольно молодые образования. Их возраст составляет не более нескольких миллионов лет. Следовательно, эпизодическая гидрологическая активность на Красной планете происходит и сейчас.

Рис. 5 Поток надтепловых нейтронов

Глобальные наблюдения потока нейтронов от поверхности Марса позволили надежно установить наличие больших количеств воды в грунте планеты в обширных областях северной и южной вечной мерзлоты и в двух антиподальных районах вблизи экватора.

В анализе марсианского грунта были обнаружены вода и серо- и хлорсодержащие соединения (Рис. 6). Газовый хроматограф в составе SAM выявил также хлорированные производные метана — CH3Cl СН2Сl2, СНСl3, а также неназванное тяжелое соединение с четырьмя атомами углерода (Рис. 7). В силу определения они являлись органическими соединениями, но, вероятно, не находились в грунте, а были синтезированы в ходе нагреве образца. Что касается хлора, то ученые были уверены, что он имеет местное происхождение, а вот насчет углерода сделали оговорку о его земном происхождении. Других органических соединений в заметных количествах обнаружено не было.

Рис. 6

Рис. 7

Фотография плиты с многочисленными прожилками и график газовыделений в точке John Klein (кратер Гейла).

На ряду с химическим был сделан рентгеновский диффракционный анализ. Он выявил значительное количество филлосиликатов — от 20 до 30% от массы образца. Присутствовали также полевой шпат, пироксен, магнетит и оливин, в малых количествах — ангидрит и бассанит, а также до 20% аморфного материала.

2.3 Марсианские долины и каньоны

Многие исследователи полагали, что марсианские каньоны когда-то были заполнены водой. Но эта теория была опровергнута после получения более подробных фотографий «Большого каньона» (Рис. 8). Оказалось, что сам каньон и особенно его наиболее узкие места являются и самыми низкими гипсометрическими отметками. Поэтому никакого течения там бы не происходило.

В 2014 году исследователями из Пенсильвании была выдвинута теория, что «Большой каньон» был образован благодаря воздействию огромных ледников. Ученые использовали спектральные данные MRO чтобы определить минеральный состав каньона. На его стенках был обнаружен минерал ярозит, образовывающегося в присутствии кислоты и серы.

Как предполагают исследователи, тепло, образовавшееся при трении льда о стены каньона, подтопило лёд, который затем вступил во взаимодействие с серой из атмосферы ранней планеты. Таким образом ледники производили богатую кислотой талую воду.

Рис. 8 (фото ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum)). Долина Маринера

Марсианский «Большой каньон» или «Долины Маринеров», представляет собой систему взаимосвязанных эрозионно-тектонических каньонов, глубоких эрозионных котловин, цепочек узких шахтообразных и карьерообразных углублений и других отрицательных элементов, рассекающих поверхность западного полушария планеты в приэкваториальной области на протяжении около 4000 км. Вся система ориентирована в запад-северо-западном направлении и связана, вероятно, с крупнейшей разрывной марсианской мегаструктурой, внешне напоминающей земной континентальный рифт, но имеющий более грандиозные размеры.

Одним из фундаментальных открытий марсианской геологии является обнаружение в долине Маринеров слоистой коры осадочно-вулканогенного происхождения. Первым подтверждением этому является разрез многоярусной стратифицированной толщи, вскрывающийся на большом протяжении в стенке «канала» долины Маринеров.

2.4 Древние вулканы

Для Марса характерны крупные вулканические сооружения типа щитовых вулканов, вулканических куполов и провальных кальдер (Рис. 9).

Поверхность склонов щитовых вулканов Марса изборождена системами лавовых потоков, каналов и гряд шириной в несколько километров и длиной в сотни километров. Поэтому в условиях меньшей силы тяжести на Марсе такие «жидкие» лавы обычно обладают способностью «растекаться» на более дальние расстояния.

Кроме щитовых вулканов, есть куполовидные. Они меньше по размерам, но больше по количеству. Их высота не превышает 8 км, а вершина часто осложнена кальдерами. К тому же, на поверхности куполовидных вулканов больше ударных кратеров. Можно сказать, что часть куполов представляет собой остатки более древних и крупных вулканических сооружений, которые были частично погребены под более поздними лавами.

Рис. 9 Olympus Mons caldera. «Викинг-1»

По предположению ученых, вулканическая деятельность началась примерно 4-4,5 млрд лет назад. В это время, возможно, Марс был очень тонким, и под ним бурлили расплавленные горные породы мантии. В доказательство этой теории, исчезновение поля магнитного на Марсе происходило, согласно компьютерной модели, 4,1 млрд. лет назад, что совпадает с полученными ранее данными.

Рис. 10. Панорама вулкана Олимп на Марсе. «Викинг-1»

Самый крупный вулкан на Марсе — гора Олимп — имеет поперечник около 600 км и поднимается над своим основанием на высоту 22,5 км (Рис. 10).

На склонах Олимпа нет следов лавовых потоков, хотя кратер на вершине горы четко обозначен. Вершина вулкана практически плоская. Скорее всего, кратер образовался из-за провала верхней части коры, благодаря чему вулкан не извергся. Если это так, вулкан образовался за счет подъема коры силами выдавливания.

Процесс образования гигантской горы с ровной поверхностью мог происходить при условии, что марсианская кора была горячей и достаточно пластичной. Возникнув как холм с небольшим основанием, гора выдавливалась и одновременно расширялась в основании как целое, не вызывая дополнительной деформации растяжения ранее сформированной части горы. Пористые породы в основании горы за счет повышенного давления, при застывании образовали сравнительно более плотный и более прочный каркас вулкана, который и обеспечил сохранность его форм и размеров.

2.5 Кратеры

На Марсе широко распространены кратеры, образованные ударами метеоритов, астероидов и комет. Поверхность южного полушария усеяна относительно крупными кратерами (диаметром более 15 км) и кольцевыми кратерными бассейнами (Рис. 11).

Рис. 11. Сильно кратерированиая поверхность южного полушария Марса в районе долины Маадим. Фото «Mars Reconnaisance Orbiter»

Морфология ударных кратеров, возможно, даст некоторое понимание внешних условий на планете во время кратерообразования. Так, например, для многих марсианских кратеров характерно наличие центральной лунки. По мнению американского планетолога К. Вуда, эти лунки возникли в результате экскавации подповерхностных пластов пород, обогащенных льдом. Быстрое плавление и испарение льда в момент кратерообразования и привело к формированию центральных лунок.

При этом если на ранних стадиях планетной истории (более 4 млрд. лет назад) интенсивность ударных процессов была наибольшей, то в период 3,8 — 3,5 млрд. лет назад она резко сократилась и продолжала последовательно затухать, роль кратерообразования в формировании облика поверхности планеты стала второстепенной, а главными процессами на поверхности стали тектоника, вулканизм и экзогенная активность.

Исследователь обратил внимание на цепочку из пяти гигантских кратеров. Места расположения кратеров позволили допустить, что все они образовались одновременно в результате одного катаклизма. По мнению ученых, причиной стало падение крупного астероида, который двигался вокруг Солнца по той же орбите, что и Марс. Некоторое время астероид обращался вокруг Марса как спутник, а затем упал под действием сил гравитации. Анализ показал, что астероид имел от 800 до 1000 км в диаметре. В результате столкновения полюса сместились приблизительно на 90 градусов и оказались вблизи бывшего экватора.

3. Геологическое строение

Поверхность Марса характеризуется четко выраженной асимметрией. Северное полушарие представлено пониженными равнинными поверхностями, а южное — сильно кратерированными возвышенностями. Граница представляет собой окружность, наклоненную к экватору под углом 35°. Разновысотность и морфологические различия определили четко выраженную дихотомию планеты.

Вероятнее всего, граница разрушенная эндогенными и экзогенными приверо к развитию переходной зоны. В этой зоне наблюдается четкий морфологический переход.

Асимметрия полушарий, вероятно, произошла из-за двух типах ее коры. В настоящее время нет точной причины такого строения марсианской коры. Есть теория, что асимметрии Марса — проявление конвективных движений в мантии на ранних этапах геологической истории. На Марсе есть особые участки, усиливающие асимметричность поверхности, это области Фарсида и Элизии.

Область Фарсида занимает около 1/4 поверхности Марса (Рис. 12.). Это гигантское аркообразное поднятие возвышается над древними материковыми возвышенностями. Именно в этой области расположены самые высокие вулканы Марса. Так же существует теория об образовании области Фарсида. Эта область образовалась в результате вертикальных тектонических движений, это подтверждают ярко выраженное высотное положение области и обширная радиально-концентрическая система грабенов и разломов, которые четко прослеживаются как по периферии области, так и среди вулканических местностей центральной зоны.

Помимо кратерированных возвышенностей и пониженными равнинными, Марсу присуще вулканические сооружения, полярные местности, горные и бороздчатые местности, области каньонов и долин.

Рис. 12. Область Фарсида. NASA / JPL-Caltech / Arizona State University — JMARS

Для Марса как для отдельной планеты была создана геохронологическая шкала.

Она делится на три периода: Нойский, Гесперидский и Амазонский. (Рис. 13.)

Рис. 13. Геохронологическая шкала Марса

Нойский период охватывает время с 4,1 до 3,7 млрд лет назад. Это время ассоциируется с метеоритной бомбардировки. В это время образовались равнина Эллада, плато Фарсида и долины Маринера.

Гесперидский период продолжался с 3,7 до примерно 3,0 млрд лет назад и на это время пришлись эпизоды активного вулканизма и мощных кратковременных потоков воды, прорезавших каньоны по краям равнины Хризе и в других местах. В этот период начался рост вулкана Олимп.

Амазонский период, примерно с 3 млрд лет назад и до современного периода, был временем затухания геологической активности и исчезновения жидкой воды с поверхности Марса. Основными геологическими явлением этого периода является ветровая эрозия, перемещение пыли и ледниковые процессы.

Заключение

Благодаря орбитальным аппаратом, Mars Global Surveyor, Mars Odyssey, Mars Express и Mars Reconnaissance Orbiter представление о геологической эволюции Марса, были очень изменены, относительно Земных представлений. Основными открытиями являются, открытие водяного льда под поверхностью, отображение различных типов льда в полярных регионах, создание водной истории поверхности Марса.

Многое еще предстоит сделать в нескольких ключевых областях. Некоторые основные задачи исследования Марса относятся к структуре рельефа, реакции атмосферы на солнечную активность и поиск жизни. Для решения данных задач предпримутся попытки запустить в 2016 году Марсианский научный орбитальный аппарат и ExoMars / MAX-C Rover.

Благодаря фотографиям и анализам сделанными космическими аппаратами, ученые приблизились к разгадке некоторых вопросов, касающихся образования марсианского рельефа.

Список использованной литературы

1.H.H. Kieffer, B.M. Jakosky, C.W. Snyder, M.S. Matthews (Eds.), Mars, University of Arizona Press, Tucson (1992), pp. 934-968

2.P.B. James, B.A. Cantor Martian north polar cap recession: 2000 Mars Orbiter Camera observations Icarus, 154 (1) (2001), pp. 131-144

3.J.L. Benson, P.B. James Yearly comparisons of the martian polar caps: 1999-2003 Mars Orbiter Camera observations Icarus, 174 (2) (2005), pp. 513-523

4.B.A. Cantor, P.B. James, W.M. Calvin MARCI and MOC observations of the atmosphere and surface cap in the north polar region of Mars Icarus, 208 (1) (2010), pp. 61-81

5. Кузьмин Р.О. Определение глубины залегания льдистых пород на Марсе морфологии свежих кратеров // ДАН СССР. — 1980 — Т.252 — №6, — С. 1445

6. Кузьмин Р.О., Бобина Н.Н., 3 абалуева Е.В., Шашкина В.П. // Астрономический вестник. -1988. — Т. 22.- №3. — С. 195.;

7. http://www.nasa.gov

8.J.F. Mustard, et al. Hydrated silicate minerals on Mars observed by the Mars Reconnaissance Orbiter CRISM instrument Nature, 454 (2008), pp. 305-309 http://dx.doi.org/10.1038/nature07097

9. Г.А. Бурбы «Номенклатура деталей рельефа Марса» (М.: Наука, 1981).

10. http://www.esa.int

11. Мороз В.И. Физика планеты Марс. — М.: Наука, 1978.

Размещено на stud.wiki

Источник: stud.wiki


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.