описание и интересные факты, миссии, фото

Сегодня один из главных объектов изучения науки о космосе – планета Марс. Краткое описание позволит понять, почему она так интересна. Главная причина пристального внимания ученых – надежда на обнаружение там живых организмов, а значит и условий для жизни. За последние два столетия на Земле возникло множество проблем: загрязнение воздуха, воды и почвы, изменение климата, стихийные бедствия, перенаселение, не говоря уже об угрозе атомной войны. Все это заставило человека задуматься, сможем ли мы сохранить Землю для жизни, а если нет, то нам необходимо искать новый дом, которым мог бы стать Марс.

В нашей Солнечной системе Марс занимает четвертое место по удаленности от Солнца, а по своим габаритам – седьмое. Это ближайшая от нас планета. Ее примерный возраст – 4,5 млрд лет, как и у других планет нашей Галактики.


Свое название планета получила благодаря ярко-красному цвету. В Древней Греции и Риме красный цвет ассоциировался с кровью и войной, поэтому название было дано в честь бога войны – Марса.
При ближайшем рассмотрении цвет поверхности Марса больше оранжевый, нежели красный. Такой оттенок возникает из-за большого содержания оксида железа. Ученые предполагают, что контакт с кислородом привел к окислению железа, а сильные пылевые штормы со временем разнесли ржавые частички по всей поверхности.
По своим размерам Марс примерно в два раза меньше Земли, средний радиус равен приблизительно 3390 км (у Земли 6370 км). Из-за этого сила тяжести также намного меньше – всего 38% от земной. Такая гравитация покажется человеку более комфортной, так как ощущение собственного веса уменьшится на 62%.
Как и все планеты нашей Галактики, Марс вращается вокруг Солнца по орбите в виде эллипса. Более вытянутая форма в сравнении с земной орбитой отдаляет Марс на большее расстояние от Солнца, что влияет на несколько параметров планеты.
Во-первых, продолжительность марсианского года примерно вдвое превышает земной год (668 марсианских суток против 365 земных), несмотря на то, что средняя продолжительность суток обеих планет практически одинакова. Во-вторых, на Марсе отмечены большие скачки температуры на протяжении года: от +20 до -120°.
Большая отдаленность от Солнца делает Марс преимущественно холодной планетой. Средний показатель температуры равен приблизительно -60°, из-за чего на поверхности нет воды в жидком виде, но есть большие залежи льда. Ученые надеются, что жидкая вода все-таки существует, но находится глубоко в расщелинах.

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:

1. 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.
2. 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°.
3. Кора Марса неоднородна по толщине: слой увеличивается от северного полушария к южному. В основном она состоит из вулканического базальта.

Особенности поверхности

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

Большую 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 27км, 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.

Спутники Марса

Вокруг Марса вращается два спутника — Фобос и Деймос. Они были названы в честь сыновей бога Марса. В сравнении с земной Луной марсианские спутники очень малы, их диаметр всего 27 и 25 км, соответственно. Происхождение их неизвестно, но, возможно, они изначально были астероидами, которых притянуло на орбиту магнитное поле Марса.

Марс в цифрах

Марс находится на четвертом месте в Солнечной системе по удаленности от Солнца.
Марс – небольшая планета, она всего лишь седьмая по размерам в нашей Галактике. Эта планета по габаритам меньше Земли примерно в 2 раза, и в 10 раз меньше по массе.

Примерный возраст Марса соответствует возрасту Галактики – 4,5 млрд лет.
Если космический корабль отправится в путь от Марса до Земли, то ему предстоит пролететь примерно 228млн км.
Путь от Марса до Солнца составит около 223млн км.
Марс находится сравнительно далеко от Солнца, поэтому температура планеты достаточно низкая – от +20° до -120°.

Сколько лететь до Марса?

Расстояние от Земли до Марса постоянно меняется, поэтому время зависит от того, в какой момент начать полет. При самом близком расположении планет и на самом быстром космолете до Марса можно было бы долететь за 160 дней. Для сравнения: на современном космическом корабле до Луны можно добраться за 70 часов.

Как и когда можно увидеть Марс с Земли?

Лучшее время для наблюдения – когда расстояние между нашей планетой и Марсом будет минимальным. Такое случается раз в 15 лет. Кстати, следующее так называемое, великое противостояние произойдет совсем скоро – 27 июля 2018г. В этот день можно наблюдать на небе красноватую немигающую точку. Это и есть Марс.

Интересные факты про Марс

Второе название Марса – «красная планета». Ее так называют, потому что она в основном состоит из железа, которое окисляется при контакте с кислородом, а значит ржавеет. Сильные штормы распространили частички ржавчины по всей поверхности, что придало ей оранжево-красный цвет.

Планета получила название благодаря красному цвету своей поверхности. Для древних греков и римлян красный цвет был символом войны, а бога войны они называли Марсом.

Названия спутникам Марса также были даны в соответствии с греческой и римской мифологией.

Фобос и Деймос – сыновья бога Марса.

Удивительно, но небо на Марсе выглядит совсем по-другому. Днем оно кажется слегка красноватым, зато во время восхода или заката солнце подсвечивается синим цветом, у нас же все наоборот. Это происходит из-за отсутствия атмосферы: световые лучи в таких условиях преломляются особенным образом.

американские учёные определили возраст древних океанов Красной планеты — РТ на русском

Короткая ссылка

Анастасия Ксенофонтова

Океаны на Марсе появились на несколько сотен миллионов лет раньше, чем считалось прежде. К такому выводу пришли учёные Калифорнийского университета в Беркли после исследования активности крупнейших вулканов планеты. С коллегами из США согласны и российские эксперты. В РАН отмечают, что вода на Марсе существовала и может существовать до сих пор. Как образовался марсианский океан, почему он исчез и где на Красной планете искать жизнь — в материале RT.

Старше, чем думали

Учёные из Калифорнийского университета в Беркли выдвинули новую теорию относительно возраста марсианских океанов.

Также по теме

Небеспочвенное подозрение: что могут рассказать бактерии чилийской пустыни Атакама о жизни на Марсе

На Марсе возможно существование жизни — к такому выводу пришли биологи из Аризонского и Берлинского технического университетов,…

Исследователи считают, что они сформировались до или во время активности Тарсиса — крупнейшего в Солнечной системе вулканического нагорья, расположенного в районе марсианского экватора. Ранее считалось, что океаны возникли после периода извержений гряды вулканов.

«Вулканическая активность создала благоприятные условия для существования воды на Марсе», — полагает автор исследования Майкл Манга.

Американцы отмечают, что площадь Тарсиса в то время была относительно небольшой и последствия его активности ещё не так сильно сказались на рельефе планеты, как это произошло впоследствии. В частности, остались нетронутыми равнины, которые занимают большую часть северного полушария и предположительно являются дном древнего океана.

По мнению учёных, вулканическая активность не деформировала кору Марса, а это означает, что океан был более мелким: в нём было в два раза меньше воды, чем считалось раньше.  

«Предполагалось, что Тарсис сформировался быстро и очень давно. Но это был долгий процесс, предшествующий или сопутствующий появлению океана», — говорит Манга.

Скорее всего, из-за повышенной активности Тарсиса развился парниковый эффект, который привёл к глобальному потеплению на Марсе. Это создало благоприятные условия для того, чтобы вода оставалась на поверхности планеты. Благодаря извержениям вулканов сформировались каналы, по которым подземные воды распространялись по поверхности и заполняли равнины на севере.

Загадка береговых линий

Авторы исследования готовы опровергнуть точку зрения тех, кто считает ложной гипотезу существования древних океанов на Марсе. Как правило, скептики в качестве аргумента приводят крайнюю неравномерность уровня береговых линий на поверхности Красной планеты: перепады иногда доходят до одного километра, тогда как на Земле ничего подобного нет.

  • Поверхность Марса
  • Reuters
  • © NASA

Однако американские учёные нашли объяснение этому необычному рельефу.  

Первый океан — Аравия — появился около 4 млрд лет назад. За это время Тарсис успел сформироваться на 20%. По мнению учёных, растущий вулкан в течение долгого времени давил на почву, вследствие чего береговая линия океана деформировалась, что и объясняет резкие перепады высоты.

Аналогичным образом можно объяснить существенные неровности береговой линии следующего океана — Дейтеронилуса. Он начал образовываться 3,6 млрд лет назад — как раз тогда, когда завершалось формирование Тарсиса.

«В прошлом на поверхности Марса действительно была вода. В рельефе Красной планеты мы видим следы существования океанов и рек. Фотосъёмка позволяет нам увидеть бывшее русло реки, дно какого-либо озера или океана, существовавшего миллиарды лет назад», — рассказал RT главный специалист лаборатории экспериментальной спектроскопии отдела физики планет и малых тел Солнечной системы Института космических исследований РАН Александр Трохимовский.

В поисках жизни

 

Однако, по словам экспертов, в какой-то момент Марс «потерял» свою атмосферу, из-за чего изменился температурный режим и вода испарилась с поверхности планеты.

«Сейчас можно искать только примитивные формы жизни под поверхностью, где теплее и где может сохраняться и удерживаться вода», — пояснил Трохимовский.

  • Поверхность Марса
  • globallookpress. com

Учёные также считают, что в жидком состоянии или в виде льда вода продолжает существовать под поверхностью Марса. Причём протяжённость водной прослойки может колебаться от нескольких миллиметров до тысячи километров.

«Мы используем приборы, которые смотрят вглубь планеты, в частности, отечественные нейтронные детекторы, которые видят большие запасы водорода под поверхностью. Не исключено, что водород может быть источником энергии для каких-либо примитивных организмов», — говорит Трохимовский.

В мае 2018 года в ходе миссии InSight («Исследование строения Марса на основе данных сейсмографии, геодезии и терморазведки») на Красную планету полетит следующий посадочный модуль NASA. Аппарат исследует внутреннюю структуру планеты, изучит состав её коры, мантии и ядра. Размещённый на поверхности Марса сейсмометр измерит тектоническую активность планеты. В ходе работы этой двухлетней миссии учёные рассчитывают обнаружить замороженные остатки древнего океана или даже воду в жидком состоянии, и, возможно, первые достоверные свидетельства жизни.

ESA Science & Technology — The Age of Mars

Внутренняя часть Солнечной системы является домом для четырех планет земной группы — Меркурия, Венеры, Земли и Марса. Считается, что эти маленькие скалистые миры образовались в диске из пыли и газа, окружавшем Солнце. Со временем пылинки превращались в большие и большие камни и валуны.

Меркурий Венера Земля Марс

Около 4,5 миллиардов лет назад процесс формирования планет был более или менее завершен, поскольку молодые планеты уничтожали всех оставшихся более мелких конкурентов. Планеты земной группы, которые мы видим сегодня, являются пережитками длительного хаотического периода колоссальных столкновений, оставивших на своей поверхности отпечатки в виде гигантских котловин и кратеров

.

Как мы можем собрать воедино историю планеты с момента ее образования? На Земле геологическую временную шкалу довольно легко определить, поскольку мы можем анализировать горные породы и минералы в лабораториях. На Марсе гораздо сложнее собрать воедино историю планеты. За исключением более чем 120 марсианских метеоритов, обнаруженных на Земле, образцов материалов с Красной планеты нет для изучения. (Ограниченный анализ горных пород и почвы был проведен космическими аппаратами и марсоходами, приземлившимися на Марсе в последние годы, но радиометрическое датирование образцов оказалось невозможным.)

Учитывая отсутствие в настоящее время образцов, полученных из известных мест на Марсе, планетологи должны оценить возраст поверхности, подсчитав количество видимых кратеров: большее количество и плотность кратеров указывает на более старую местность. Осложнения возникают из-за того, что Марс подвергся обширному вулканизму, а также эрозии ледниками, ветру и проточной воде, а также повсеместному отложению отложений, которые могут покрывать старые кратеры.

Судя по наличию крупнейших ударных структур, самой высокой плотности кратеров и истории ударов внутренней части Солнечной системы, южные нагорья Марса представляют собой самую старую кору. Считается, что они образовались до 3,8 миллиарда лет назад. Северные равнины с более редкими кратерами моложе, так как на них меньше и меньше кратеров, образовавшихся после окончания великой бомбардировки.

Что в имени? Ноев, Геспериан и Амазонка

Геологическая история Марса была разделена на три основных периода, каждый из которых назван в честь региона Марса: ноевский, гесперианский и амазонский. Также был идентифицирован более ранний, доноевский период, хотя никаких физических доказательств его существования не осталось. Даты и детали этой истории постоянно изменяются по мере сбора новых доказательств.

Доноевский период (4,5–4,1 млрд лет назад)

Мало что известно о самом раннем периоде марсианской истории, который восходит к формированию ее коры около 4,5 миллиардов лет назад, но ученые считают, что планета пережила чрезвычайно высокую частоту столкновений.

В этот период, кажется, были созданы обширные северные низменности, теперь известные как Vastitas Borealis. С тех пор Марс был миром, состоящим из двух половин — суровых южных нагорий и плоских северных равнин.

В начале этого периода первоначальная очень плотная атмосфера, образовавшаяся в результате ударов астероидов или комет и дегазации мантии планеты, начала остывать. В конце концов, водяной пар в атмосфере должен был сконденсироваться в огромный океан, возможно, даже в глобальный океан, который существовал при высокой температуре — как в скороварке.

Постепенно этот большой водоем начал остывать, в результате чего появилось первое окно для возможного появления жизни около 4,4–4,3 миллиарда лет назад. С тех пор большая часть атмосферы ушла в космос или стала частью поверхности, поскольку планета неумолимо охлаждалась.

Ноев (4,1 — 3,7 млрд лет назад)

Кратеры в бассейне Эллады.
Авторы и права: ESA/DLR/FU Berlin, CC BY-SA 3. 0 IGO
Трио Tharsis Montes и Olympus Mons. Авторы и права: НАСА

Ноевский период назван в честь Ноахис-Терры, древнего высокогорного региона, расположенного между огромными ударными бассейнами Аргир и Эллада в южном полушарии.

Это все еще был период тяжелых бомбардировок с многочисленными столкновениями с астероидами и кометами. Они создали бассейны Эллада, Исидис и Аргире, крупнейшие ударные структуры, все еще видимые на планете сегодня, а также множество кратеров, которые испещряют южные высокогорья.

В то же время в районе Фарсиса и некоторых частях нагорья происходила крупномасштабная вулканическая деятельность. Рост выпуклости Фарсиды, где находятся горы Арсия, Павонис и Аскрей, одни из крупнейших вулканов в Солнечной системе, совпал с широкомасштабным растрескиванием поверхности и созданием гигантской системы рифтовых долин, известной как Долина Маринер.

Извержения вулканов выбрасывали в атмосферу пепел и газы. По мере того, как более толстый слой воздуха улавливал больше солнечного тепла, планета нагревалась. Вероятно, образовались облака, и на землю выпали осадки. Многие сети долин на Марсе относятся к этому периоду, и во многих котловинах и кратерах образовались озера. Возможно, даже существовал мелководный океан, покрывающий хотя бы часть северной низменности.

Марсоходы обнаружили свидетельства того, что многие горные породы были химически изменены в результате периодического или длительного воздействия некислых грунтовых вод. Это привело к образованию глинистых минералов, известных как филлосиликаты.

Между тем, когда внутренняя часть планеты остыла и ее магнитное динамо отключилось, Марс больше не сохранял глобальное магнитное поле.

Пригодная для жизни среда постепенно становилась меньше и более локализованной, но условия на поверхности Ноя продолжали благоприятствовать возникновению жизни.

Геспериан (3,7 — 2,9 млрд лет назад)

Мозаика Касей Валлес.
Кредит: ESA/DLR/FU Berlin, CC BY-SA 3.0 IGO

Гесперийский период, который длился около 800 миллионов лет, назван в честь Hesperia Planum, области хребтовых равнин, расположенной к северо-востоку от ударного бассейна Hellas Planitia.

Частота образования кратеров от ударов была значительно ниже по сравнению с ноевым периодом. Между тем, несмотря на значительный вулканизм, глобальная геологическая активность замедлялась. Исследования показывают, что вулканические равнины были широко распространены, особенно в северных низменностях, и в этот период по крайней мере 30 процентов Марса всплыло на поверхность.

Поскольку извергающиеся вулканы выбрасывали огромное количество диоксида серы и воды, газы вступали в реакцию с образованием серной кислоты, которая затем выпадала дождем на поверхность. В результате для Геспериана характерны обширные месторождения сульфатов, в первую очередь в районах Долин Маринерис и Меридиани, что свидетельствует о химическом изменении пород кислыми грунтовыми водами.

Формирование сети долин уменьшилось по мере того, как климат стал холоднее, и большая часть воды, вероятно, оказалась запертой в вечной мерзлоте или подповерхностном льду. Несмотря на резкое падение температуры, подземный лед и вода, скопившаяся под землей, прорвались на поверхность при нагревании от ударов, вызвав катастрофические наводнения, охватившие обширные участки поверхности. Эти относительно недолговечные внезапные наводнения вызвали потоки, эквивалентные тысячам рек Миссисипи.

Такие мощные, катастрофические выбросы воды привели к образованию огромных каналов оттока по краю Равнины Хрис и восточной Равнины Эллады, а также к формированию так называемого хаотического рельефа и изменению формы системы Долин Маринер.

Амазонка (2,9 миллиарда лет назад по настоящее время)

Самый последний период марсианской истории назван в честь гладких равнин Амазонской равнины в северном полушарии. Амазонка охватывает как минимум половину всей истории планеты, хотя датировка этого периода очень неопределенна: по большинству оценок дата его начала составляет около 2,9 г. миллиард лет назад.

Реул Валлис. Кредит: ESA/DLR/FU Berlin, CC BY-SA 3.0 IGO

Период характеризуется относительным отсутствием крупномасштабных геолого-климатических изменений. Большую часть этого периода поверхность планеты была сухой и засушливой. Горные породы медленно изменялись в результате выветривания, прерываемого лишь случайными кратковременными возвратами к более теплым и влажным условиям.

Атмосфера стала настолько разреженной, что чистая вода мгновенно испаряется на поверхности. Однако климат и, возможно, стабильность воды на поверхности, вероятно, меняются от тысяч до миллионов лет, поскольку осевой наклон планеты и ее расстояние от Солнца претерпевают циклические изменения. В настоящее время Марс, кажется, выходит из ледникового периода с признаками таяния полярных ледяных шапок.

Амазонский период обычно определяется процессами, связанными с экстенсивным шлифованием северных низменностей. Поздняя стадия вулканизма включала извержения на горе Олимп и широко распространенные потоки лавы в других местах. Тем временем эоловая (ветровая) эрозия и отложения сформировали большие площади Марса, особенно широкие равнины и песчаные дюны у полюсов, покрывая и разрушая более старые ландшафты.

Амазонка также проявляет активность оттока в районе Chryse Planitia. Свидетельства оледенения и поверхностных процессов, связанных со льдом, можно найти вблизи пограничного откоса дихотомии (горная местность-низменность), на вулканах Фарсис и в регионах равнины Эллада / Аргир.

Изменение поверхности за счет образования безводных оксидов железа привело к характерному красному цвету планеты.

Последнее обновление: 1 сентября 2019 г.

Три возраста Марса

Карта Земли с указанием местонахождения земных марсианских аналогов, которые проанализировали исследователи. Кредит: Альберто Файрен

На Земле нет места, которое было бы идеальной копией Марса, каким он является сейчас или каким он был в какой-то конкретный момент в прошлом. Но ученые предполагают, что у Земли есть маленькие версии Марса, какими они могли быть на протяжении десятилетий. Эти места могут помочь ученым разработать хронологию истории красной планеты.

Давая представление о том, как Марс менялся с течением времени, эти земные имитаторы могут помочь нам лучше понять результаты прошлых и текущих миссий на Марс. Они также могут помочь исследователям планировать будущие экспедиции для поиска признаков жизни на Марсе. Кроме того, исследование этих экстремальных мест на Земле может пролить свет на пределы жизни.

Астробиолог Альберто Файрен из Института SETI и Исследовательского центра Эймса НАСА и его коллеги определили три стадии, через которые прошел Марс. В первую, холодную и влажную эпоху присутствовало достаточно жидкой воды и энергии, чтобы сделать Марс потенциально обитаемым. Во вторую эпоху «Марса-снежка» условия стали чрезвычайно сложными, и жидкая вода, которая могла бы сделать возможной жизнь, стала дефицитом. В нынешнюю сверхзасушливую эпоху условия на поверхности стали в значительной степени непригодными для жизни, за исключением, возможно, некоторых изолированных ниш.

«Мы попытались сопоставить каждый аналог с определенным периодом геологической истории Марса, чтобы мы могли изучать эволюцию Марса в земных условиях, — объяснил Фейрен. «Это будет единственный способ задать себе правильные вопросы». Их исследование было подробно описано в ноябрьском номере журнала Astrobiology .

Первая эра Марса холодная и влажная

Крупный план полигонов на острове Аксель-Хейберг. Кредит: Альберто Файрен

Первые 700-900 миллионов лет существования красной планеты исследователи называют первой эпохой Марса. В то время, хотя температура в целом была низкой, похоже, что жидкая вода была в изобилии на поверхности. Планета также обладала более плотной атмосферой и глобальным магнитным полем, которое могло защитить от враждебного излучения, помогая обеспечить самые благоприятные условия для жизни, какой мы ее знаем, за всю историю Марса.

Большинство связанных с водой особенностей и месторождений полезных ископаемых, обнаруженных на сегодняшний день на Марсе, относятся к этой первой эпохе. Большая часть поверхности состояла из вулканических пород и связанных с ними почв, с которыми поверхностные воды вступали в реакцию с образованием различных минералов. К ним относятся филлосиликаты — типичные продукты выветривания вулканических базальтов и эвапориты — отложения, образующиеся после подъема и испарения грунтовых вод.

Четыре места на Земле имитируют породы этой эпохи на Марсе. Они могли бы дать представление не только о химическом составе, преобладающем в то время на поверхности красной планеты, но и о потенциале как жизни, так и сохранения следов жизни.

Район Купола Северного полюса, занимающий около 230 квадратных миль (600 квадратных километров) в регионе Пилбара в Западной Австралии, возраст которого составляет 3,5 миллиарда лет, является прекрасным аналогом марсианского образования филлосиликата, отмечают исследователи. Он также содержит свидетельства древнейшей биосферы Земли в виде строматолитов и возможных микроокаменелостей возрастом более 3 миллиардов лет и, следовательно, может пролить свет на то, как любые марсианские окаменелости могли сохраняться или деградировать с течением времени.

Когда дело доходит до эвапоритов, кислая среда на Земле может служить убедительным аналогом богатых кислыми сульфатами регионов, таких как Meridiani Planum на Марсе, включая сезонно пересыхающие кислые озера в Западной Австралии, бассейн Рио-Тинто в Испании и холодный кислый сток. системы в канадской Арктике. Эти кислые среды на Земле либо богаты микробами, либо обладают признаками микробной активности, и поэтому могут пролить свет на Meridiani Planum, который считается главной целью поиска любого органического материала, который жизнь потенциально могла оставить на Марсе.

Второй век Марса Снежный ком Марса

По мере того, как около 3–3,6 миллиардов лет назад Марс становился все более сухим и холодным, его вода замерзала, оставляя его поверхность почти или полностью замерзшей. Исчезновение магнитного поля планеты и растущий холод и засушливость поверхности, вероятно, сделали ее в целом значительно менее пригодной для жизни. Тем не менее, имел место массовый вулканизм, приводивший к эпизодическим затоплениям больших участков низменностей, что могло создать благоприятные условия для сохранения и развития жизни. Преобладающие условия на поверхности тогда, вероятно, были похожи на те, которые наблюдались в полярных регионах Земли, включая большие ледяные щиты и ледники.

Астробиологов, ищущих уроки на Марсе, особенно интересует, как микробы и признаки жизни на Земле сохраняются в течение длительного времени во льду, и как микроорганизмы справляются с суровыми арктическими условиями и влияют на окружающую среду. Известно, что лед и вечная мерзлота на Земле содержат большое количество жизнеспособных микробов возрастом до 8 миллионов лет, при этом бактерии вечной мерзлоты проявляют измеримую активность при температуре не менее минус 4 градусов по Фаренгейту (минус 20 градусов по Цельсию), и это выживание может продолжаться даже до не ниже минус 40 градусов по Фаренгейту (минус 40 градусов по Цельсию).

Три земных аналога «Снежного Марса» включают остров Аксель-Хейберг в крайнем севере канадской Арктики, Бикон-Вэлли в Антарктиде и участок бурения льда в Северной Гренландии. Вечная мерзлота на острове Аксель-Хейберг аналогична марсианской вечной мерзлоте; Гренландия является хорошим аналогом марсианских слоистых отложений северного полюса, демонстрируя сходные закономерности, когда речь идет о накоплении материала, а лед Бикон-Вэлли возрастом до 10 миллионов лет может быть самым старым известным льдом на Земле. такие могли бы пролить свет на все, что долгое время сохранялось на Марсе.

Третий век Марса Гиперзасушливый Марс

Нитчатые водоросли в Беррокале, Рио-Тинто. Кредит: Рикардо Амилс

Последняя эра Марса, которая сохранялась в течение последних 3 миллиардов лет, видела чрезвычайно сухую и холодную красную планету с поверхностью, залитой враждебным солнечным ультрафиолетовым излучением. Холод в сочетании с необычайно тонкой атмосферой означает, что жидкая вода не может долго существовать на поверхности, что, вероятно, является самым серьезным препятствием для жизни там.

Хотя сегодня на Земле нет мест, похожих на засушливые и холодные условия, наблюдаемые сегодня на Марсе, есть две области, где жидкая вода очень скоротечна. В пустыне Атакама в Чили от жары вода испаряется, а в Университетской долине в Антарктиде вода замерзает.

В пустыне Атакама почвы очень старые, возрастом до 2 миллионов лет, а также чрезвычайно сухие и богатые растворимыми солями, подобными найденным на Марсе. Почвы также содержат очень мало бактерий и органических материалов, что дает возможность изучить трудности, с которыми могут столкнуться любые марсианские микробы. Другой способ, которым почвы в пустыне Атакама имитируют марсианские, заключается в том, что они содержат почти такие же высокие уровни перхлоратов, как те, которые были обнаружены посадочным модулем «Феникс» на Марсе. Вероятно, они были созданы химическими реакциями в атмосфере, вызванными солнечным светом.

Спорное прошлое

В течение десятилетий ведутся споры о том, насколько теплым, холодным, влажным или сухим был Марс в прошлом, и не все согласны с графиком, установленным Файреном и его коллегами.

Например, в самый ранний возраст Марса, который Фейрен и его коллеги назвали холодным и влажным, «я не думаю, что вы можете создать такие особенности, которые они видят, без гораздо более теплого климата, чем они предполагают». сказал ученый-планетолог Джеймс Кастинг из Пенсильванского государственного университета, который не участвовал в этом исследовании. «Я не верю в холодный и влажный Марс — я думаю, что в далеком прошлом он был теплым и влажным, и я думаю, что климатические модели Марса подтверждают это. Это не значит, что он был таким же теплым, как Земля. сегодня, но среднегодовая температура была выше точки замерзания воды».

Юнгай, пустыня Атакама. Галитовые скалы, вылепленные ветрами. Камни размером в несколько десятков сантиметров. Предоставлено: Яцек Вежхос

Фэйрен отметил, что было «трудно определить, была ли планета теплой или холодной. Атмосферные модели не могут поднять температуру на поверхности выше нуля градусов по Цельсию (точка замерзания воды) независимо от предполагаемой концентрации углекислого газа, поэтому дополнительные газы, должно быть, способствовали нагреву раннего Марса. Какие газы сделали это и какова была их концентрация, это то, что еще предстоит определить, поэтому «теплая» модель раннего Марса не имеет убедительных доказательств. В качестве альтернативы, солевые растворы могли сохранить жидкость на Марсе при температурах несколько ниже точки замерзания чистой воды для холодного и влажного Марса».

Несмотря на споры о том, насколько теплым или влажным был Марс в прошлом, планетолог Виктор Бейкер из Университета Аризоны, не принимавший участия в этом исследовании, считает, что временная шкала поможет мотивировать исследования. «Это может помочь нам понять определенные периоды марсианской истории и сформулировать стратегию того, куда идти и искать жизнь», — сказал он. «Они представляют идею о том, что мы должны думать о Марсе как о целой планете, развивающейся во времени, и как о чем-то, на что мы можем смотреть на Земле».

«Если людям не нравится временная шкала, это тоже положительный момент — они могут пойти и найти достоверные данные о том, что временная шкала неверна, а затем создать лучшую, и тогда наука сможет двигаться вперед», — добавил Бейкер. . «Эта структура, которую они предлагают, не является абсолютной — это рабочая идея. Они не говорят, что это абсолютно то, как устроен Марс, но что это способ, которым мы можем думать об этом как о стратегии, чтобы узнать больше о планете, и это что-то, что мы можем пересмотреть по ходу дела».