3.5.2.5. Марс

Марс – четвертая по расстоянию от Солнца планета Солнечной системы и седьмая по величине. Исследования Марса с 1965 г. проводились с помощью космических аппаратов «Маринер», «Марс», «Викинг» и др. В настоящее время поверхность Марса исследуется американскими автоматическими марсоходами «Оппортьюнити» и «Спирит».

Среднее расстояние от Марса до Солнца 227,9 млн. км (минимальное – 206.7 млн. км, максимальное – 249,1 млн. км). Период обращения Марса вокруг Солнца – 687 земных суток. Средняя орбитальная скорость – 24,1 км/с. Экватор наклонен к плоскости орбиты на 24°56' (почти как у Земли). Поэтому на Марсе имеется смена времен года. Период вращения вокруг собственной оси 24 часа 37 минут 23 секунды.

Диаметр Марса по экватору примерно вдвое меньше земного – 6786 км. Масса Марса в девять раз меньше массы Земли – 6,4∙10²³ кг. Ускорение силы тяжести на поверхности 3,76 м/с². Средняя плотность 3,9 г/см³. Средняя температура поверхности Марса 200К; днем летом на экваторе она достигает 300К, а зимой на полюсе падает до 140 К.. Атмосферное давление на поверхности составляет 0,006 давления на поверхности Земли.

Рельеф поверхности Марса очень разнообразен. Поверхность южного полушария изрыта кратерами. Один из кратеров имеет диаметр около 2000 км и глубину 6 км. Темные области, занимающие треть поверхности планеты, получили название морей. Диаметры некоторых морей достигают 2000 км. Моря преобладают в северном полушарии. Миллионы лет назад на Марсе происходили мощные вулканические извержения. Об этом свидетельствуют остатки лавовых потоков, огромные разломы марсианской поверхности. Самый большой разлом глубиной 8 км – Долина Маринера – простирается больше чем на 3000 км, в ширину составляет около 600 км. Предполагают, что он образовался миллиарды лет назад, когда планета остывала. На поверхности Марса имеются горы вулканического происхождения. Вулканические конуса достигают высоты 20 – 21 км при диаметре у основания 500 – 600 км. Самая большая гора на Марсе – гора Олимп имеет высоту 24 км. На поверхности марса просматриваются образования, напоминающие русла рек – меандры. Ширина некоторых из них достигает 200 км. Грунт раздроблен и усыпан множеством каменных блоков. По составу породы похожи на земные, но с преобладанием окислов железа.

Несмотря на существующий в настоящее время сухой климат Марса, имеются подтверждения разрушительной деятельности воды и льда на планете. Существует много явных признаков эрозии поверхности планеты, включая системы высохших русел рек. В отдаленный геологический период климат на Марсе был умеренный и на поверхности планеты была вода. Там могли быть озера и даже океаны. Возраст эрозивных каналов составляет около 4 млрд. лет. В настоящее время значительные запасы воды сосредоточены в приповерхностном слое вечной мерзлоты.

Полюса Марса покрыты ледяными шапками. Зимой на них сверху накладывается слой сухого льда из углекислого газа. С наступлением тепла углекислый газ сублимируется, оставляя после себя слой водяного льда. Ледяные шапки наблюдаются в кратерах некоторых вулканов.

Ядро Марса радиусом 1500 – 1700 км состоит из железа и железосодержащих веществ (сульфида железа), находится в жидком состоянии. Толщина мантии составляет до 1800 км. Мантия состоит из силикатов. Толщина коры – около 100 км. Исследования химического состава марсианского грунта в местах посадок космического аппарата «Викинг» показали высокое содержание кремния (до 20%), железа (12 – 14%). Красноватая окраска поверхности Марса объясняется присутствием оксидов железа. Из других элементов отмечено высокое содержание серы, кальция, магния и алюминия. Марс в настоящее время не проявляет тектонической активности. У планеты нет глобального магнитного поля, но в отдельных его областях наблюдаются слабые магнитные поля.

Марс обладает тонкой атмосферой, состоящей из углекислого газа (95, 3%), азота (2,7%), аргона (1,6%), следов кислорода и воды. Марсианские облака состоят из паров воды и углекислого газа. На поверхности Марса наблюдаются сильные ветры и пылевые бури, которые на долгие месяцы охватывают всю планету. Имеется ионосфера с максимальной концентрацией электронов и ионов на высоте 150 км.

У Марса два спутника: Фобос и Деймос. Открыты американским астрономом А.Холлом в 1877 г. Существование двух спутников у Марса было предсказано в 1610 г. И.Кеплером, но оно не было научно обосновано. Как полагают, спутники являются бывшими астероидами, чьи орбиты были искажены гравитационным полем Юпитера таким образом, что они стали проходить вблизи Марса и были им захвачены. Их возраст около 3 млрд. лет – меньше возраста Солнечной системы. По одной из гипотез оба спутника появились в результате расщепления одного спутника, вращающегося вокруг Марса. Произошло это несколько миллиардов лет назад. По строению спутники напоминают астероиды, состоящие из смеси каменистых пород, богатых углеродом, и льда.

Фобос – более крупный и близкий к Марсу спутник. Радиус его орбиты около 9400 км, он удален от поверхности Марса менее чем на 6000 км. Один оборот вокруг Марса делает менее чем за 8 часов. Фотографии Фобоса были получены межпланетными станциями «Маринер-9», «Викинг-1», «Фобос-2», «Марс Глобал Сервейор».Фобос имеет размеры 27×21×19 км. Масса – 1,08∙10¹⁶ кг. Средняя плотность – 2 г/см³. Поверхность Фобоса покрыта слоем пыли, похожей на реголит. На поверхности есть кратеры. По мнению ученых, через 50 млн. лет Фобос либо упадет на поверхность Марса, либо разрушится, образовав кольцо вокруг Марса.

Деймос – меньший и более далекий из двух спутников Марса. Радиус его орбиты 23400 км. Масса Деймоса – 1,8∙10¹⁵ кг. Первые фотографии Деймоса получены космическим аппаратом «Викинг-1» в 1977 г. Размеры спутника – 15×12×11 км. Средняя плотность – 1,7 г/см³. Поверхность Деймоса похожа на поверхность Фобоса.