Марс относится к планетам земной группы (4-я по удалённости от Солнца). Атмосфера разреженная, а рельеф представляет собой комплекс ударных кратеров, вулканических гор, пустынь, долин, полярных ледниковых шапок. Основной цвет планеты красно-оранжевый за счёт оксида железа, поэтому её называют красной планетой. Попадаются также другие цвета: золотистый, коричневый, зеленовато-коричневый. Такое разнообразие оттенков дают минералы, присутствующие в почве.
Плотность почвенного покрова ниже, чем на Земле. Равна она 3,933 г/см³, а у Земли данный показатель соответствуют 5,518 г/см³. Размеры Марса относительно Земли не в пользу первого . Диаметр красной планеты составляет примерно половину диаметра Земли с площадью поверхности немного меньше площади суши Земли. В цифрах это выглядит так:
Экваториальный радиус: 3396,2 км (0,52 земного);
Полярный радиус: 3376,2 км (0,51 земного);
Средний радиус: 3389,5 км (0,53 земного);
Площадь поверхности: 144 371 391 кв. км (0,25 земного).
Для сравнения площадь суши голубой планеты Земля равна 148 939 063 кв. км. Это всего лишь 29,2% от общей площади Земли. Всё остальное занимают моря и океаны.
Следует также знать, что объём Марса составляет 15% от объёма голубой планеты, а его масса дотягивает до 11% от земной. Соответственно и гравитация равна всего лишь 38% от земной. В цифрах масса красной планеты равна: 6,423×10 23 кг, против земной 5,974×10 24 кг.
Рельеф Марса имеет множество уникальных черт. На красной планете находится самая высокая гора в Солнечной системе – гора Олимп (27 км в высоту). А также самый крупный каньон Маринер. Такого больше нет ни на одной планете Солнечной системы. Однако на спутнике Плутона Хароне каньон имеет большие размеры.
Южное и правое полушария кардинально различаются по своему рельефу. Есть гипотеза, что почти всё северное полушарие представляет собой ударный кратер. По площади он занимает почти 40% поверхности планеты, и если это действительно кратер, то он является самым крупным в Солнечной системе.
Этот гипотетический кратер называют Северо-полярным бассейном. Некоторые специалисты считают, что он сформировался 4 млрд. лет назад от удара космического тела с диаметром 1900 км и массой, составлявшей 2% от массы Марса. Но в настоящее время данный бассейн не признан ударным кратером.
Внешние размеры Марса не очень впечатляют. Красная планета заметно проигрывает Земле по всем показателям. К тому же у неё слабое магнитное поле, которое напрямую связано с недрами космического тела. Полужидкое ядро имеет радиус около 1800 км. Состоит оно из железа, никеля и 17% серы. В нём содержится в 2 раза больше лёгких элементов, чем в Земле. Вокруг ядра располагается мантия. Именно от неё зависят вулканические и тектонические процессы, но в настоящее время она неактивна.
Недра красной планеты «упакованы» в марсианскую кору. В ней преобладают такие элементы как железо, калий, магний, кальций, алюминий. Средняя толщина коры составляет 50 км, а максимальная равна 125 км. Толщина земной коры в среднем равна 40 км, так что по этому показателю Марс выигрывает у голубой планеты. А вот в целом он представляет собой небольшое космическое тело, являющееся вторым по значимости после Луны соседом Земли.
Владислав Иванов
В пределах нашей родной Солнечной системы находятся самые разнообразные космические тела. Мы их именуем планетами, но свойства у каждой из них свои, уникальные. Так, первые четыре, расположенные наиболее близко к звезде, входят в категорию "земных планет". Они имеют ядро, мантию, твердую поверхность и атмосферу. Следующие четыре - газовые гиганты, имеющие лишь ядро, облаченное самыми разнообразными газами. Но на повестке дня у нас Марс и Земля. Сравнение этих двух планет будет увлекательным и захватывающим, особенно учитывая тот факт, что обе они являются представительницами "земной категории".
Вступление
Астрономы прошлого, после того как открыли Марс, полагали, что эта планета является ближайшим родственником Земли. Первые сравнения Марса и Земли связаны с увиденной в телескоп системой каналов, которой была опоясана красная планета. Многие были уверены в том, что там имеется вода и, как следствие, органическая жизнь. Вполне вероятно, что миллионы лет назад этот объект в пределах Солнечной системы располагал условиями, схожими на сегодняшние земные. Однако ныне более чем точно удалось установить: Марс - красная пустыня. Тем не менее сравнения Земли и Марса - любимая тема астрономов и по сей день. Изучая особенности строения и вращения нашего ближайшего соседа, они полагают, что вскоре эту планету удастся колонизировать. Но имеются нюансы, которые пока что мешают человечеству сделать этот шаг. О том, какие они и что собой представляют, мы узнаем, проводя аналогию по всем пунктам между нашей родной Землей и загадочным соседним Марсом.
Масса, размер
Эти показатели самые важные, поэтому начнем мы со Марса и Земли. Даже в детских книгах по астрономии мы все замечали, что красная планета немного меньше нашей, приблизительно в полтора раза. Давайте рассмотрим эту разницу на конкретных цифрах.
- Средний радиус Земли - 6371 км, а у Марса данный показатель равен 3396 км.
- Объем нашей родной планеты равен 1.08321 x 10 12 км 3 при это марсианский приравнивается к 1.6318 × 10¹¹ км³, то есть это 0,151 от земного объема.
Масса Марса по сравнению с Землей также меньшая, причем данный показатель отличается кардинально, в отличие от предыдущего. Земля весит 5.97 × 10 24 кг, а красная планета довольствуется лишь 15-ю процентами от данного показателя, а именно - 6.4185 х 10 23 кг.
Орбитальные особенности
Из тех же детских астрономических учебников мы знаем, что Марс, в силу того что более удален от Солнца, нежели Земля, вынужден ходить по большей орбите. Она больше земной примерно в два раза, собственно, и год на красной планете длиннее вдвое. Из этого можно сделать вывод, что данное космическое тело вращается со скоростью, сравнимой с Землей. Но важно знать эти данные в точных цифрах. Удаленность Земли от Солнца составляет 149 598 261 км, но при этом Марс находится от нашей звезды на расстоянии 249 200 000 000 км, что больше почти в два раза. Орбитальный год в царстве пыльной и красной пустыни составляет 687 дней (мы помним, что на земле год длится 365 дней).
Важно отметить, что сидерический оборот двух планет практически одинаковый. Сутки на Земле составляют 23 часа и 56 минут, а на Марсе - 24 часа и 40 минут. Нельзя оставить без внимания осевой наклон. Для Земли характерным показателем является 23 градуса, а для Марса - 25,19 градуса. Вполне вероятно, что на планете может быть сезонность.
Состав и структура
Сравнение Марса и Земли будет неполным, если оставить без внимания структуру и плотность этих двух планет. Структура у них идентичная, так как обе принадлежат к земной группе. В самом центре находится ядро. В Земле оно состоит из никеля и металла, а радиус его сферы составляет 3500 км. Марсианское ядро имеет такой же состав, но сферический радиус его равен 1800 км. Затем у обеих планет располагается силикатная мантия, а следом за ней - плотная кора. Но земная кора отличается от марсианской наличием уникального элемента - гранита, который более нигде в космосе не присутствует. При этом важно отметить, что глубина в среднем 40 км, в то время как марсианская кора в глубину достигает до 125 км. Средняя же - 5,514 грамма на метр кубический, а Марса - 3,93 грамма на метр кубический.
Температура и атмосфера
В этом пункте мы сталкиваемся с принципиальными отличиями между двумя соседствующими планетами. А все дело в том, что в Солнечной системе только одна Земля оснащена очень плотной воздушной оболочкой, которая поддерживает на планете уникальный микроклимат. Итак, сравнение атмосферы Земли и Марса стоит начать с того, что на первой воздушный слой имеет сложную, пятиступенчатую структуру. Все мы учили в школе такие термины, как стратосфера, экзосфера и т. д. Земная атмосфера состоит на 78 процентов из азота и на 21 процент из кислорода. На Марсе же слой один, весьма тонкий, который состоит из 96 процентов углекислого газа, 1,93 % аргона и 1,89 % азота.
Это стало также причиной разницы в температуре. На Земле средний показатель равен +14 градусам. Максимально поднимается он до +70 градусов, а опускается до -89,2. На Марсе же куда прохладнее. Средняя температура равна -46 градусам, при этом минимальная - 146 ниже нуля, а максимальная - 35 с отметкой +.
Гравитация
В этом слове вся суть нашего бытия на голубой планете. Именно она является единственной в Солнечной системе, которая может обеспечить силу тяжести, приемлемую для жизни людей, животных и растений. Ошибочно мы полагали, что на других планетах гравитация отсутствует, но стоит сказать, что там она есть, просто не такая сильная, как у нас. Притяжение на Марсе в сравнении с Землей практически в три раза меньше. Если у нас такой показатель, как G - то есть ускорение свободного падения равен 9,8 м/с в квадрате, то на красной пустынной планете он приравнивается к 3,711 м/с в квадрате. Да, ходить по Марсу можно, но без специального костюма с грузами, увы, не получится.
Спутники
Единственным спутником Земли является Луна. Она не просто сопровождает нашу планету на ее загадочном космическом пути, но и отвечает за многие природные процессы в жизни, например, приливы. Луна также является наиболее изученным космическим телом на данный момент, так как находится к нам ближе всего. Эскорт Марса - Спутники были открыты в 1877 году и названы в честь сыновей бога войны Ареса (в переводе звучат как «страх» и «ужас»). Наиболее вероятно, что они были притянуты гравитацией красной планеты из астероидного кольца, так как их состав идентичен всем остальным камням, вращающимся между Марсом и Юпитером.
Характеристики планеты:
- Расстояние от Солнца: 227.9 млн км
- Диаметр планеты: 6786 км *
- Сутки на планете: 24ч 37 мин 23с **
- Год на планете: 687 суток ***
- t° на поверхности: -50°C
- Атмосфера: 96% углекислый газ; 2,7% азот; 1,6% аргон; 0,13% кислород; возможно наличие водяного пара (0,03%)
- Спутники: Фобос и Деймос
* диаметр по экватору планеты
** период вращения вокруг собственной оси (в земных сутках)
*** период обращения по орбите вокруг Солнца (в земных сутках)
Планета марс - четвертая планета солнечной системы, удаленная от солнца в среднем на 227,9 миллионов километров или в 1,5 раз дальше земли. Планета имеет более вытаянную орбиту, чем земля. Эксцентрик вращения Марса вокруг солнца более 40 млн. километров. 206,7 млн. километров в перигелии и 249,2 в афелии.
Презентация: планета Марс
В движение по орбите вокруг солнца марс сопровождают два небольших естественных спутника Фобос и демос. Их размеры 26 и 13 км соответственно.
Средний радиус планеты 3390 километров - примерно половина земного. Масса планеты почти в 10 раз меньше чем у земли. А площадь поверхности всего марса составляет всего 28 % от земной. Это чуть больше чем площадь всех земных материков без океанов. Из-за небольшой массы ускорение свободного падения 3,7 м/с² или 38 % от земной. То есть космонавт вес, которого на земле составляет 80 кг, на марсе будет весить чуть больше 30 кг.
Марсианский год почти вдвое длиннее земного и составляет 780 суток. А вот сутки на красной планете, по продолжительности, почти такие же, как на земле и составляют 24 часа 37 минут.
Средняя плотность марсу также ниже, чем у земли и составляет 3,93 кг/м³. внутреннее строение марса напоминает строение планет земной группы. Кора планеты в среднем составляет 50 километров, что гораздо больше чем на земле. Мантия толщиной 1800 километров состоит преимущественно из кремния, а жидкое ядро планеты диаметром 1400 километров на 85 процентов состоит из железа.
Какой либо геологической активности на марсе обнаружить не удалось. Однако в прошлом марс был очень активен. На марсе происходили геологические события, не виданного на земле масштаба. На красной планете находится самый большая в солнечной системе гора олимп высотой 26,2 километра. А также самый глубокий каньон (долины Маринер) глубиной до 11 километров.
Холодный мир
Температура на поверхности марса колеблется от - 155 °C градусов до +20 °C на экваторе в полдень. Из-за очень разряженной атмосферы и слабого магнитного поля солнечная радиация беспрепятственно облучает поверхность планеты. Поэтому существование даже простейших форм жизни на поверхности марса маловероятно. Плотность атмосферы у поверхности планеты 160 раз ниже, чем у поверхности Земли. Состоит атмосфера на 95 % из углекислого газа 2,7% азот и 1,6 % аргон. Доля остальных газов, включая кислород не значительна.
Единственное явление, которое наблюдается на Марсе это пылевые бури, принимающие иногда глобальный марсианский размах. До недавнего времени природа возникновения этих явлений была непонятна. Однако последним марсоходам отправленным на планету удалось зафиксировать так пылевые вихри, которые возникают на марсе постоянно и могут достигать самых различных размеров. По всей видимости, когда таких вихрей становится слишком много, они перерастают в пылевую бурю
(Поверхность Марса перед началом пылевой бури, пыль только собирается в туман вдалеке, в представлении художника Kees Veenenbos)
Пыль покрывает практически всю поверхность марса. Красный цвет планете придает оксид железа. Кроме этого, на марсе может быть достаточно большое количество воды. На поверхности планеты обнаружены высохшие русла рек и ледники.
Спутники планеты Марс
Марс имеет 2 естественных спутника вращающихся вокруг планеты. Это Фобос и Деймос. Интересно, что на греческом языке их названия переводятся, как "страх" и "ужас". И это не удивительно, ведь внешне оба спутника, действительно, внушают страх и ужас. Их формы настолько неправильны, что скорее похожи на астероиды, при этом диаметры совсем небольшие - Фобос 27 км, Деймос 15 км. Состоят спутники из каменистых пород, поверхность в множестве небольших кратеров, только у Фобоса есть огромный кратер диаметром в 10 км, почти в 1/3 от размера самого спутника. Видимо в далеком прошлом некий астероид едва не уничтожил его. Спутники красной планеты настолько напоминают по форме и строению астероиды, что по одной из версий Марс сам когда-то захватил, подчинив себе и превратив в вечных своих слуг.
Марс , четвертая планета от солнца, является одной из самых маленьких планет в Солнечной системе — ему уступает в этом отношении только совсем уж крошечный Меркурий. Если сравнивать Марс с Землей, то сравнение на первый взгляд явно будет не в пользу первого:
- диаметр Марса составляет 53% от диаметра Земли (6739,8 км против 12742 км).
- масса Марса составляет всего 10,7% от земной.
- площадь всей поверхности Марса лишь немногим меньше, чем площадь поверхности суши Земли (144 371 391 км² против 148 940 000 км²).
Впрочем, ответ на простой вопрос — насколько велик Марс, не так уж и прост, ведь речь идет о целой планете, пусть и не слишком впечатляющего размера. Всё зависит от того, с чем вы сравниваете и как считаете!
Диаметр и окружность Марса
Несмотря на кажущуюся правильность формы, Марс это не сфера, а сферойд сплюснутый с полюсов (впрочем, как и Земля). Что это значит? Всё просто — любая планета вращается вокруг своей оси, причем, хотя мы этого не замечаем с поверхности, для стороннего наблюдателя это вращение чрезвычайно быстрое. Марс, например, делает полный оборот вокруг оси за 24,6 часов (соответственно это число является продолжительностью марсианских суток). Планета вращается и под действием центробежных сил её масса распределяется неравномерно, в результате чего у полюсов планета «сжимается», а на экваторе её «распирает».
За счет этого, диаметр Марса по экватору равен 6 794 км, а вот диаметр от полюса до полюса — 6 752 км. Таким образом, окружность Марса по экватору будет равна 21343 км, а по полюсам — 21244 км.
Масса и гравитация на Марсе
Масса Марса составляет 6.42 х 10 23 кг, то есть примерно в 10 раз меньше, чем у Земли. Конечно же это влияет и на силу гравитации. Сила тяжести на Марсе составляет 38% от земной гравитации, поэтому 100-килограммовый человек на Земле будет весить на Марсе 38 килограммов.
Этим, кстати, объясняется и природа «марсианских метеоритов», которые обнаруживаются и на Земле — покинуть планету с низкой гравитацией, камню выбитому мощным ударом с поверхности планеты, здесь намного проще.
Рекорды Марса
Несмотря на свои скромные размеры, есть на Марсе и кое что, способное удивить своими параметрами любого. Как минимум, таких вещей здесь две: долина Маринер и гора Олимп.
Долина Маринер открытая в 1971 году зондом Маринер-9, это гигантская система каньонов, которая простирается с востока на запад на 4000 километров и имеет глубину до 10 километров. Если бы эта громадина находилась на Земле, то пересекла бы всю Австралию с севера на юг, или, скажем, территорию США с запада на восток! Что и говорить про Марс — здесь долина Маринер тянется на 1/5 поверхности планеты и выглядит как чудовищный шрам, оставленный в незапамятные времена громадным космическим телом, задевшим Марс по касательной.
Гора Олимп действительно достойна своего названия — гигантский потухший вулкан возвышается над поверхностью Марса на 27 километров — только подумайте, это три горы Эверест поставленные одна на другую! Гора Олимп настолько велика, что в Солнечной системе у неё нет аналогов — такой громадный вулкан есть только на Марсе. Диаметр Олимпа — 600 километров. Для того, чтобы преодолеть такое расстояние по прямой, двигаясь на автомобиле со скоростью 90 км/ч, вам понадобилось бы ехать 7 часов.
Орбита Марса вытянута, поэтому расстояние до Солнца меняется в течение года на 21 млн км. Расстояние до Земли также не постоянно. В Великие противостояния планет, происходящие один раз в 15-17 лет, когда Солнце, Земля и Марс выстраиваются в одну линию, Марс максимально приближается к Земле на 50-60 млн км. Последнее Великое противостояние было в 2003 г. Максимальная удаленность Марса от Земли достигает 400 млн км.
Год на Марсе почти вдвое длиннее земного — 687 земных дней. Ось наклонена к орбите — 65 ° , что ведет к смене времен года. Период вращения вокруг своей оси равен 24,62 ч, т. е. всего на 41 мин больше периода вращения Земли. Наклон экватора к орбите почти как у Земли. Это значит, что смена дня и ночи и смена времен года на Марсе протекает почти так же, как на Земле.
По расчетам, ядро Марса имеет массу до 9 % массы планеты. Оно состоит из железа и его сплавов и пребывает в жидком состоянии. Марс имеет мощную кору толщиной 100 км. Между ними находится силикатная мантия, обогащенная железом. Красный цвет Марса как раз и объясняется тем, что его грунт наполовину состоит из окислов железа. Планета как бы «проржавела».
Небо над Марсом темно-фиолетовое, и яркие звезды видны даже днем в спокойную тихую погоду. Атмосфера имеет следующий состав (рис. 46): углекислый газ — 95 %, азот — 2,5, атомарный водород, аргон — 1,6 %, остальное — водяные пары, кислород. Зимой углекислота замерзает, превращаясь в сухой лед. В атмосфере встречаются редкие облака, над низинами и на дне кратеров в холодное время суток стоят туманы.
Рис. 46. Состав атмосферы Марса
Среднее давление атмосферы на уровне поверхности около 6,1 мбар. Это в 15 000 раз меньше, чем на , и в 160 раз меньше, чем у поверхности Земли. В самых глубоких впадинах давление достигает 12 мбар. Атмосфера Марса сильно разряжена. Марс — холодная планета. Самая низкая зарегистрированная температура Марса -139 °С. Для планеты характерен резкий перепад температур. Амплитуда температур может составлять 75-60 °С. На Марсе есть климатические пояса, подобные земным. В экваториальном поясе в полдень температура поднимается до +20-25 °С, а ночью падает до -40 °С. В умеренном поясе утром температура составляет 50-80 °С.
Предполагают, что несколько миллиардов лет назад на Марсе была атмосфера плотностью 1-3 бар. При таком давлении вода должна находиться в жидком состоянии, а углекислый газ — испаряться, и мог возникнуть парниковый эффект (как на Венере). Однако Марс постепенно терял атмосферу из-за своей малой массы. Парниковый эффект уменьшался, появились вечная мерзлота и полярные шапки, которые наблюдаются и поныне.
На Марсе находится самый высокий вулкан Солнечной системы — Олимп. Его высота 27 400 м, а диаметр основания вулкана достигает 600 км. Это потухший вулкан, который, вероятнее всего, около 1,5 млрд лет назад извергал лаву.
Общие характеристики планеты Марс
В настоящее время на Марсе не найдено ни одного действующего вулкана. Около Олимпа есть и другие гигантские вулканы: гора Аскрийская, гора Павлина и гора Арсия, высота которых превышает 20 км. Вытекшая из них лава, прежде чем застыть, растеклась во все стороны, поэтому вулканы по форме напоминают скорее лепешки, чем конусы. Есть на Марсе и песчаные дюны, гигантские каньоны и разломы, а также метеоритные кратеры. Наиболее грандиозная система каньонов — долина Маринера длиной 4 тыс. км. В прошлом на Марсе могли протекать реки, которые и оставили русла, наблюдаемые в настоящее время.
В 1965 г. американский зонд «Маринер-4» передал первые изображения Марса. На основании этих, а также снимков с «Маринер-9», советских зондов «Марс-4» и «Марс-5» и американских «Викинг-1» и «Викинг-2», работавших в 1974 г., была составлена первая карта Марса. А в 1997 г. американский космический корабль доставил на Марс робота — шестиколесную тележку длиной 30 см и массой 11 кг. Робот находился на Марсе с 4 июля по 27 сентября 1997 г., изучая эту планету. Передачи о его передвижении транслировались по телевидению и сети Интернет.
У Марса два спутника — Деймос и Фобос.
Предположение о существовании у Марса двух спутников высказал в 1610 г. немецкий математик, астроном, физик и астролог Иоганн Кеплер (1571 — 1630), открывший законы движения планет.
Однако открыты спутники Марса были только в 1877 г. американским астрологом Асафом Холлом (1829-1907).
