Mars en Venus lijken op de aarde, dus wetenschappers verliezen de hoop niet om leven te vinden op naburige planeten. Voor Mars is dit waarschijnlijker. De rover Curiosity kon er met zekerheid achter komen dat er ooit rivieren stroomden, wat betekent dat er een atmosfeer was. Misschien bestond leven op Mars al lang voor de aarde of zal het mogelijk zijn na terravorming (veranderingen in klimatologische omstandigheden). Hiervoor is de aanwezigheid van een magnetisch veld nabij Mars vereist.
Maten, massa's en banen van planeten
De rode planeet is veel kleiner dan de aarde. Volgens berekeningen van wetenschappers en de gegevens die zijn verkregen in het proces van talloze onderzoeken, zouden maximaal zes objecten van hetzelfde volume als Mars in de aarde passen. De straal van de vierde planeet vanaf de zon langs de evenaar is 0,53 van de aarde en de oppervlaktedichtheid is 37,6%.
De baanbanen van de planeten zijn radicaal anders, maar de siderische omzet is vergelijkbaar. Dit betekent dat een jaar op Mars bijna 687 dagen duurt en een dag 24 uur 40minuten. De axiale kanteling is bijna hetzelfde - 25 graden voor Mars, de aarde is twee graden minder. Deze overeenkomst betekent dat seizoensgebondenheid kan worden verwacht van de rode planeet.
Structuur en samenstelling van de aarde en Mars
Vertegenwoordigers van terrestrische planeten (Venus, Aarde en Mars) zijn qua structuur vergelijkbaar. Dit is een metalen kern met een mantel en korst, maar de dichtheid van de aarde is hoger dan die van Mars. Dat wil zeggen, de rode planeet bestaat uit lichtere elementen. De aarde heeft een rotsachtige kern bedekt met vloeistof, evenals een silicaatmantel en een vaste oppervlaktekorst. Wat Mars betreft, zijn wetenschappers nog niet helemaal zeker van de structuur van zijn kern. Het is bekend dat de kern van Mars bestaat uit ijzer en nikkel, 16-17% - uit zwavel. De mantel van Mars is slechts 1300-1800 km (ter vergelijking: de dikte van de aardmantel is 2890 km), en de korst beslaat 50-125 km (bij de aarde - 40 km). De mantel en korst van de aarde en Mars zijn qua structuur bijna identiek, maar verschillen in dikte.
Oppervlaktekenmerken
Ongeveer 70% van het aardoppervlak is bedekt met het water van de oceanen. Volgens één versie maakte vloeibaar water deel uit van de gas- en stofwolk waaruit de aarde is gevormd. Volgens een ander verscheen het als gevolg van een intens bombardement van asteroïden en kometen, dat de jonge planeet onderging. Sommige wetenschappers zijn van mening dat tijdens de vorming van de aarde water vrijkwam uit gehydrateerde mineralen. Er zijn andere hypothesen, en het is mogelijk dat ze allemaal min of meer waar zijn.
Mars had ooit ook vloeibaar water, watis een noodzakelijke voorwaarde voor de ontwikkeling van het leven. Maar nu is het een koude en desolate planeet, rijk aan ijzeroxide, dat het oppervlak van Mars een rode tint geeft. Water is beschikbaar in de vorm van ijs aan de polen. Een kleine hoeveelheid hoopt zich op onder het oppervlak.
Mars en aarde lijken qua landschap op elkaar. Op de planeten zijn er bergen en vulkanen, canyons en vlaktes, kloven, bergkammen, plateaus. De grootste berg op Mars heet Olympus, en de diepste afgrond is de Mariner Valley. Beide planeten werden tijdens hun vorming blootgesteld aan meteoor- en asteroïde-aanvallen, maar sporen op Mars zijn veel beter bewaard gebleven door het gebrek aan neerslag en luchtdruk. Individuen zijn miljarden jaren oud. Op aarde stortten dergelijke formaties geleidelijk in.
Atmosferische samenstelling en temperatuur
De aarde heeft een dichte atmosfeer die in vijf lagen is verdeeld. Mars heeft een zeer dunne atmosfeer en hoge druk. De atmosfeer van de aarde bestaat voornamelijk uit stikstof (78%) en 21% zuurstof (de resterende 1% zijn andere stoffen in gasvormige toestand), en op de rode planeet wordt de samenstelling voornamelijk weergegeven door koolstofdioxide (96%), stikstof en argon (bijna 2%, de overige 1% - andere gassen).
Het had effect op de temperatuur. De gemiddelde temperatuur op aarde is +14 graden Celsius, maximaal - 70,7 graden, minimaal - -89,2 graden. Op Mars is het veel kouder. De gemiddelde temperatuur da alt tot -46 graden Celsius, het minimum bereikt -143 graden en de maximale planeet warmt op tot 35 graden. Trouwens, inde atmosfeer van de rode planeet bevat veel stof.
Heeft Mars een magnetisch veld
Het magnetische veld komt uit de kern van de planeet en creëert een beschermend gebied dat elektrische ladingen afbuigt van het oorspronkelijke traject. Alle ladingen van de zon of een ander object vormen geen bedreiging voor een planeet met zo'n beschermend veld. De aarde heeft een magnetisch veld, maar heeft Mars zo'n bescherming? In dit opzicht verschilt de planeet van de aarde.
Wat is het magnetische veld op Mars? Er was eens een wereldwijde beschermende schaal rond de planeet, maar deze verdween uiteindelijk om een aantal redenen. Nu is er een magnetisch veld op Mars, het is uitgebreid, maar bestrijkt niet het hele oppervlak van de planeet. Er zijn gelokaliseerde gebieden waar het veld sterker is. De straal van het magnetische veld van Mars is op sommige plaatsen 0,2-0,4 Gauss, wat ongeveer gelijk is aan de indicatoren van de aarde.
Wetenschappers proberen deze functies vandaag uit te leggen. Zo kon men er bijvoorbeeld achter komen dat het magnetische veld van Mars en de structuur van de planeet met elkaar verbonden zijn. Het veld is zwak vanwege de kern. De kern van Mars is bewegingsloos ten opzichte van de korst, wat het effect van datzelfde beschermende veld verzwakt.
Vergelijking van magnetosferen
Het magnetische veld van de aarde en Mars staat niet toe dat geïoniseerde deeltjes van de zonnewind en andere kosmische deeltjes doorbreken naar het oppervlak. Het veld beschermt letterlijk het leven op aarde. De aanwezigheid van het veld wordt verklaard door de rotatie van de metalen kern in het vloeibare buitenste deel. De constante beweging van elektrische ladingen leidt tot de vorming van een magnetisch veld.
Bmeer recentelijk is gedacht dat de magnetische krachten aanzienlijk veranderen of bijdragen aan het lekken van zuurstof uit de atmosfeer. Dit kan waar zijn, omdat de magnetische polen in de loop van de tijd van plaats kunnen veranderen, ze zijn niet permanent. Gedurende 160 miljoen jaar zijn de polen ongeveer 100 keer veranderd. De laatste keer dat het gebeurde was ongeveer 720.000 jaar geleden, en wanneer het de volgende keer zal gebeuren is onbekend.
Het magnetische veld van Mars is in vergelijking met dat van de aarde onvoldoende om leven te ondersteunen. Maar een potentieel bewoonbare planeet moet op zijn minst een metalen kern hebben. Dit zal voorwaarden scheppen voor de vorming van een magnetisch veld. Wat betreft Mars, er is een magnetisch veld (zij het "in de balans"), er is ook een metalen kern. Dit betekent dat in theorie het leven op de planeet ofwel eerder bestond, of onderhevig is aan enkele veranderingen.
Field verdwijningstheorieën
Waarom is er geen magnetisch veld op Mars? Welke catastrofe "brak" door de beschermende schaal of waardoor de metalen kern van de planeet bevroor? Is er een manier om het veld te herstellen? Momenteel overwegen wetenschappers twee hoofdtheorieën over het verdwijnen van het magnetische veld van Mars.
Volgens de eerste theorie had de planeet ooit een stabiel magnetisch veld (zoals op aarde), maar het werd 'doorboord' door een botsing met een groot object. Deze botsing stopte de kern van de planeet, het veld begon te verzwakken en verloor toen volledig zijn schaal. En vandaag blijven sommige delen van de planeet beter beschermd dan andere.
De tweede theorie is volledig in tegenspraak met de eerste. Mars kan beginnenbestaan zonder magnetisch veld. Na de geboorte van de planeet bleef de ijzeren kern in het centrum lange tijd onbeweeglijk en creëerde geen magnetische impulsen. Maar eens het sterkste magnetische veld van de gasreus van het zonnestelsel Jupiter, in staat om niet alleen kleine asteroïden af te weren, maar ook enorme objecten, stootte een cosmetisch lichaam af en stuurde het naar Mars.
Als gevolg van de invloed van getijdenkracht gedurende enkele tienduizenden jaren verschenen er convectieve stromingen op Mars, die de kern van de planeet dwongen te bewegen en de vorming van een magnetisch veld veroorzaakten. Toen het kosmische lichaam Mars naderde, nam het veld toe, maar na enkele miljoenen jaren stortte het lichaam in, zodat het magnetische veld geleidelijk begon te verdwijnen. Dit is wat onderzoekers nu zien.
Waarom NASA een kunstmatig veld wil creëren
Heeft Mars een magnetisch veld dat kolonisatie van de planeet mogelijk zou maken? Het is al duidelijk dat zo'n beschermende kracht niet bestaat, maar wetenschappers zetten hun onderzoek voort. Onlangs was er informatie dat NASA een kunstmatig magnetisch veld op Mars wil creëren, zodat de atmosfeer van de planeet dichter wordt. Dit zou de toekomstige verkenning van de rode planeet en de uiteindelijke kolonisatie aanzienlijk moeten vereenvoudigen.
Hoe maak je een magnetisch veld op Mars? De auteurs van het rapport gepresenteerd op de planetaire conferentie stelden voor om de module in te zetten op een punt tussen Mars en de zon, waar het ruimtevaartuig bijna onbeperkt kan blijven zonder het gebruik van motoren. Op de module zal omvatten:speciale magneten die een veld van 1-2 tesla kunnen creëren. Ongeveer dezelfde magneten werden geïnstalleerd bij de Large Hadron Collider.
Het veld vormt een "staart" die de hele planeet zal bedekken. Dit veld zal erg zwak zijn, maar in theorie zal dit voldoende zijn. Volgens NASA zal de atmosfeer van de planeet daarna dikker worden. Bij het bereiken van een dichtheid gelijk aan die van de aarde, zal de gemiddelde temperatuur op Mars stijgen tot +4 graden Celsius en zullen de sneeuwkappen aan de polen smelten. Ze hebben genoeg water om gematigde zeeën te vormen.
De kosten van het ontwikkelen en onderhouden van een ruimtemodule op Mars en waar het energie vandaan zal halen, omzeilen de auteurs van het rapport. Qua kosteneffectiviteit is de methode niet vergelijkbaar met andere projecten. Zo ontstond het idee om op Mars SF6-gas te produceren. Zelfs een kleine concentratie van dit gas is voldoende om een broeikaseffect te creëren en het aardoppervlak te beschermen tegen agressieve ultraviolette stralen.
Geen van NASA's concepten is tot op heden volledig bewezen. Dit zijn slechts veronderstellingen die gebaseerd zijn op het feit dat de zonnewind de bron was van de atmosferische verliezen van Mars. Maar de redenen voor het verlies van stikstof hebben waarschijnlijk niet alleen met wind te maken, dus wetenschappers hebben geen haast om projecten uit te voeren, maar gaan door met onderzoek.
Uit de geschiedenis van de verkenning van Mars
De eerste waarnemingen van de planeet werden gedaan vóór de uitvinding van de telescoop. Het bestaan van Mars werd in 1534 voor Christus vastgelegd door oude Egyptische astronomen. Ze hebben het traject berekendplanetaire bewegingen. In de Babylonische theorie werd de positie van Mars aan de nachtelijke hemel verfijnd en werden voor het eerst tijdmetingen van planetaire beweging verkregen.
De Nederlandse astronoom H. Huygens was de eerste die het oppervlak van Mars in kaart bracht. In 1659 maakte hij verschillende tekeningen met donkere vlakken. Het bestaan van een ijskap op de polen werd in 1666 gesuggereerd door de Italiaanse astronoom J. Cassini. Hij berekende ook de rotatieperiode van de planeet rond zijn as - 24 uur en 40 minuten. Het is correct, dit resultaat verschilt minder dan drie minuten.
Sinds de jaren zestig van de vorige eeuw zijn er verschillende AMS naar Mars gestuurd. Teledetectie van de planeet vanaf de aarde ging verder met behulp van telescopen in een baan om de aarde en op de grond om de samenstelling van het oppervlak te bepalen, de samenstelling van de atmosfeer te bestuderen en de lichtsnelheid te meten.
Het magnetische veld van Mars, dat vijfhonderd keer zwakker is dan dat van de aarde, werd in de Sovjettijd geregistreerd door de stations "Mars-2" en "Mars-3". De ruimtevaartuigen Mars 2 en 3 werden in 1971 gelanceerd. Het belangrijkste technische probleem was niet opgelost, maar het wetenschappelijk onderzoek was voor die tijd nog gevorderd.
De Amerikanen lanceerden Mariner 4 naar Mars in 1964. Het ruimtevaartuig nam foto's van het oppervlak en onderzocht de samenstelling van de atmosfeer. De eerste kunstmatige satelliet van de planeet was Mariner 9, gelanceerd in 1971. De zoektocht naar leven in bodemmonsters werd in 1975 uitgevoerd door twee identieke ruimtevaartuigen als onderdeel van het Viking-programma. In de toekomst, voor een systematischede studie van de planeet maakte gebruik van de mogelijkheden van de Hubble-telescoop.
Bestaan van leven op Mars
Het werk van het magnetisch veld van de planeet, wetenschappers bestuderen ook in de zin dat het kan wijzen op het bestaan van leven op Mars. Talloze waarnemingen leidden aan het einde van de negentiende eeuw tot een echte "Martiaanse koorts" rond dit onderwerp. Toen nam Nikola Tesla een ongeïdentificeerd signaal waar tijdens het bestuderen van radio-interferentie in de atmosfeer.
Hij suggereerde dat het een signaal zou kunnen zijn van andere planeten, zoals Mars. Zelf kon hij de betekenis van de signalen niet ontcijferen, maar hij was er zeker van dat ze niet bij toeval ontstonden. Tesla's hypothese werd ondersteund door de Britse natuurkundige William Thomson (Lord Kelvin). In 1902 zei hij tijdens een bezoek aan de Verenigde Staten dat Tesla inderdaad het signaal van de marsmannetjes had opgepikt.
Wetenschappelijke hypothesen over dit onderwerp bestaan al heel lang. Op Mars zijn methaan en organische moleculen ontdekt. Onder de omstandigheden van de rode planeet ontleedt het gas snel, dus er moet een bron zijn van het ontstaan ervan. Dit kan bacteriële activiteit of geologische activiteit zijn (gezien het feit dat actieve vulkanen op Mars niet gevonden konden worden, is dit niet de oorzaak van het gas).
Momenteel zijn de problemen om het leven op Mars in stand te houden het gebrek aan vloeibaar water, het ontbreken van een magnetosfeer en een te dunne atmosfeer. Bovendien staat de planeet op de rand van "geologische dood". Het einde van vulkanische activiteit zal eindelijk de circulatie van chemische elementen tussen het binnenste deel van de planeet en stoppenoppervlak.
