Mars i Venera slični su Zemlji, pa znanstvenici ne gube nadu da će pronaći život na susjednim planetima. Za Mars je to vjerojatnije. Rover Curiosity uspio je sa sigurnošću doznati da su tamo nekada tekle rijeke, što znači da je postojala atmosfera. Možda je život na Marsu postojao mnogo prije Zemlje ili će biti moguć nakon teraformiranja (promjene klimatskih uvjeta). To zahtijeva prisutnost magnetskog polja u blizini Marsa.
Veličine, mase i orbite planeta
Crveni planet je po veličini mnogo manji od Zemlje. Prema izračunima znanstvenika i podacima koji su dobiveni u procesu brojnih istraživanja, u Zemlju bi stalo do šest objekata istog volumena kao Mars. Polumjer četvrtog planeta od Sunca duž ekvatora je 0,53 Zemljine, a površinska gustoća je 37,6%.
Orbitalne staze planeta su radikalno različite, ali je siderički obrt sličan. To znači da godina na Marsu traje gotovo 687 dana, a dan 24 sata 40minutama. Aksijalni nagib je gotovo isti - 25 stupnjeva za Mars, Zemlja je dva stupnja manje. Ova sličnost znači da se od crvenog planeta može očekivati sezonalnost.
Struktura i sastav Zemlje i Marsa
Predstavnici zemaljskih planeta (Venera, Zemlja i Mars) slični su po strukturi. Ovo je metalna jezgra s plaštom i korom, ali gustoća Zemlje je veća od gustoće Marsa. Odnosno, crveni planet se sastoji od lakših elemenata. Zemlja ima stjenovitu jezgru prekrivenu tekućinom, kao i silikatni plašt i čvrstu površinsku koru. Što se tiče Marsa, znanstvenici još nisu potpuno sigurni u strukturu njegove jezgre. Poznato je da se jezgra Marsa sastoji od željeza i nikla, 16-17% - od sumpora. Marsov plašt je samo 1300-1800 km (za usporedbu: debljina zemljinog plašta je 2890 km), a kora pokriva 50-125 km (blizu Zemlje - 40 km). Plašt i kora Zemlje i Marsa gotovo su identične strukture, ali se razlikuju po debljini.
Površinske značajke
Oko 70% Zemljine površine prekriveno je vodama oceana. Prema jednoj verziji, tekuća voda bila je dio oblaka plina i prašine iz kojeg je nastala Zemlja. Prema drugoj, pojavio se kao rezultat intenzivnog bombardiranja asteroida i kometa, kojem je mladi planet prošao. Neki znanstvenici su mišljenja da je voda oslobođena iz hidratiziranih minerala tijekom formiranja Zemlje. Postoje i druge hipoteze, a moguće je da su sve manje-više istinite.
Mars je također nekada imao tekuću vodu, kojaje nužan uvjet za razvoj života. Ali sada je to hladan i pust planet, bogat željeznim oksidom, koji površini Marsa daje crvenu nijansu. Voda je dostupna u obliku leda na polovima. Mala količina se nakuplja ispod površine.
Mars i Zemlja su slični u pejzažu. Na planetima postoje planine i vulkani, kanjoni i ravnice, klanci, grebeni, visoravni. Najveća planina na Marsu zove se Olimp, a najdublji ponor je dolina Mariner. Oba su planeta tijekom svog formiranja bila podvrgnuta napadima meteora i asteroida, ali su tragovi na Marsu puno bolje očuvani zbog nedostatka oborina i zračnog tlaka. Pojedinci su stari milijarde godina. Na Zemlji su se takve formacije postupno urušile.
Sastav i temperatura atmosfere
Zemlja ima gustu atmosferu podijeljenu u pet slojeva. Mars ima vrlo tanku atmosferu i visok tlak. Zemljina atmosfera sastoji se uglavnom od dušika (78%) i 21% kisika (preostalih 1% su ostale tvari u plinovitom stanju), a na crvenom planetu sastav je predstavljen uglavnom ugljičnim dioksidom (96%), dušikom i argon (gotovo 2 %, preostalih 1 % - ostali plinovi).
Utjecalo je na temperaturu. Prosječna temperatura zemlje je +14 stupnjeva Celzija, maksimalna - 70,7 stupnjeva, minimalna -89,2 stupnja. Na Marsu je mnogo hladnije. Prosječna temperatura pada na -46 stupnjeva Celzija, minimalna doseže -143 stupnja, a maksimalna se planeta zagrijava do 35 stupnjeva. Osim toga, uatmosfera crvenog planeta sadrži puno prašine.
Ima li Mars magnetsko polje
Magnetno polje izvire iz jezgre planeta i stvara zaštitno područje koje odbija električne naboje od izvorne putanje. Svi naboji sa Sunca ili nekog drugog objekta ne prijete planetu koji ima takvo zaštitno polje. Zemlja ima magnetsko polje, ali ima li Mars takvu zaštitu? U tom se pogledu planet razlikuje od Zemlje.
Koliko je magnetsko polje na Marsu? Nekada je postojala globalna zaštitna ljuska oko planeta, ali je na kraju nestala iz niza razloga. Sada na Marsu postoji magnetsko polje, ono je opsežno, ali ne zahvata cijelu površinu planeta. Postoje lokalizirana područja gdje je polje jače. Polumjer magnetskog polja Marsa na nekim mjestima iznosi 0,2-0,4 Gausa, što je približno jednako zemaljskim pokazateljima.
Znanstvenici danas pokušavaju objasniti ove značajke. Bilo je moguće saznati, na primjer, da su magnetsko polje Marsa i struktura planeta međusobno povezani. Polje je slabo zbog jezgre. Marsova jezgra je nepomična u odnosu na koru, što slabi učinak tog istog zaštitnog polja.
Usporedba magnetosfera
Magnetsko polje Zemlje i Marsa ne dopušta ioniziranim česticama sunčevog vjetra i drugim kozmičkim česticama da se probiju na površinu. Polje doslovno štiti život na Zemlji. Prisutnost polja objašnjava se rotacijom metalne jezgre u tekućem vanjskom dijelu. Stalno kretanje električnih naboja dovodi do stvaranja magnetskog polja.
Bu novije vrijeme se smatra da se magnetske sile značajno mijenjaju ili doprinose curenju kisika iz atmosfere. To može biti istina, jer magnetski polovi mogu mijenjati mjesta tijekom vremena, oni nisu trajni. Za 160 milijuna godina polovi su se promijenili oko 100 puta. Zadnji put se to dogodilo prije oko 720.000 godina, a kada će se to dogoditi sljedeći put nije poznato.
Magnetsko polje Marsa, u usporedbi sa Zemljinim, nije dovoljno za održavanje života. Ali potencijalno nastanjiv planet mora imati barem metalnu jezgru. To će stvoriti preduvjete za stvaranje magnetskog polja. Što se tiče Marsa, postoji magnetsko polje (iako "u ravnoteži"), postoji i metalna jezgra. To znači da je u teoriji život na planeti postojao i prije, ili je moguće da je podložan nekim promjenama.
Teorije nestanka polja
Zašto nema magnetskog polja na Marsu? Koja je katastrofa "probila" zaštitnu ljusku ili što je smrznulo metalnu jezgru planeta? Postoji li način da se polje obnovi? Trenutno znanstvenici razmatraju dvije glavne teorije o nestanku magnetskog polja Marsa.
Prema prvoj teoriji, planet je nekoć imao stabilno magnetsko polje (kao na Zemlji), ali ga je “probio” sudar s nekim velikim objektom. Ovaj sudar zaustavio je jezgru planeta, polje je počelo slabiti, a zatim potpuno izgubilo svoje razmjere. I danas su neki dijelovi planeta zaštićeniji od drugih.
Druga teorija potpuno proturječi prvoj. Mars bi mogao početipostojanje bez magnetskog polja. Nakon rođenja planeta, željezna jezgra u središtu dugo je ostala nepomična i nije stvarala magnetske impulse. No, nekada najjače magnetsko polje plinovitog diva Sunčevog sustava Jupiter, sposobno odbiti ne samo male asteroide, već i goleme objekte, odbilo je neko kozmetičko tijelo i poslalo ga na Mars.
Kao rezultat utjecaja plimne sile tijekom nekoliko desetaka tisuća godina, na Marsu su se pojavile konvektivne struje, koje su prisilile jezgru planeta da se pomakne i izazvalo stvaranje magnetskog polja. Kako se kozmičko tijelo približavalo Marsu, polje se povećavalo, ali nakon nekoliko milijuna godina tijelo se urušilo, tako da je magnetsko polje postupno počelo nestajati. To je ono što istraživači sada vide.
Zašto NASA želi stvoriti umjetno polje
Ima li Mars magnetsko polje koje bi omogućilo kolonizaciju planeta? Već sada je jasno da takve zaštitne sile nema, ali znanstvenici nastavljaju svoja istraživanja. Nedavno su se pojavile informacije da NASA želi stvoriti umjetno magnetsko polje na Marsu kako bi atmosfera planeta postala gušća. To bi trebalo uvelike pojednostaviti buduće istraživanje crvenog planeta i eventualnu kolonizaciju.
Kako stvoriti magnetsko polje na Marsu? Autori izvješća predstavljenog na planetarnoj konferenciji predložili su postavljanje modula na točku između Marsa i Sunca, gdje letjelica može ostati gotovo neograničeno bez upotrebe motora. Na modulu će uključivatiposebni magneti sposobni stvoriti polje od 1-2 tesle. Približno isti magneti instalirani su na Velikom hadronskom sudaraču.
Polje čini "rep" koji će pokriti cijeli planet. Ovo polje će biti vrlo slabo, ali u teoriji će to biti dovoljno. Kako navodi NASA, nakon toga će se atmosfera planeta početi zgušnjavati. Po dostizanju gustoće jednake Zemljinoj, prosječna temperatura na Marsu će porasti na +4 stupnja Celzijusa, a snježne kape na polovima će se otopiti. Imaju dovoljno vode da formiraju umjerena mora.
Trošak razvoja i održavanja svemirskog modula na Marsu i odakle će uzimati energiju, autori izvješća zaobilaze. U smislu isplativosti, metoda nije usporediva s drugim projektima. Na primjer, postojala je ideja za proizvodnju plina SF6 na Marsu. Čak i mala koncentracija ovog plina dovoljna je da stvori efekt staklenika i zaštiti površinu planeta od agresivnih ultraljubičastih zraka.
Nijedan NASA-in koncept do danas nije u potpunosti dokazan. Ovo su samo pretpostavke temeljene na činjenici da je solarni vjetar bio izvor Marsovih atmosferskih gubitaka. No, razlozi gubitka dušika vjerojatno neće biti povezani samo s vjetrom, pa znanstvenici ne žure s realizacijom projekata, već nastavljaju istraživanja.
Iz povijesti istraživanja Marsa
Prva promatranja planeta obavljena su prije izuma teleskopa. Postojanje Marsa zabilježili su 1534. godine prije Krista staroegipatski astronomi. Izračunali su putanjuplanetarna kretanja. U babilonskoj teoriji, položaj Marsa na noćnom nebu je poboljšan, a mjerenja vremena planetarnog gibanja dobivena su po prvi put.
Nizozemski astronom H. Huygens prvi je mapirao površinu Marsa. Nekoliko crteža koji prikazuju tamna područja napravio je 1659. godine. Postojanje ledene kape na polovima sugerirao je talijanski astronom J. Cassini 1666. godine. Također je izračunao period rotacije planeta oko svoje osi - 24 sata i 40 minuta. Točno je, ovaj se rezultat razlikuje za manje od tri minute.
Od šezdesetih godina prošlog stoljeća, nekoliko AMS je poslano na Mars. Daljinsko istraživanje planeta sa Zemlje nastavljeno je uz pomoć orbitalnih i zemaljskih teleskopa kako bi se odredio sastav površine, proučavao sastav atmosfere i izmjerila brzina svjetlosti.
Magnetsko polje Marsa, koje je petsto puta slabije od Zemljinog, zabilježile su stanice "Mars-2" i "Mars-3" u sovjetsko vrijeme. Svemirske letjelice Mars 2 i 3 lansirane su 1971. godine. Glavni tehnički problem nije riješen, ali su znanstvena istraživanja i dalje napredovala za svoje vrijeme.
Amerikanci su lansirali Mariner 4 na Mars 1964. godine. Letjelica je snimila površinu i ispitala sastav atmosfere. Prvi umjetni satelit planeta bio je Mariner 9, lansiran 1971. godine. Potragu za životom u uzorcima tla provele su 1975. godine dvije identične letjelice u sklopu programa Viking. U budućnosti, za sustavnoproučavanje planeta koristilo je mogućnosti teleskopa Hubble.
Postojanje života na Marsu
Rad magnetskog polja planeta znanstvenici također proučavaju u smislu da može ukazivati na postojanje života na Marsu. Brojna su zapažanja krajem devetnaestog stoljeća oko ove teme izazvala pravu "marsovsku groznicu". Tada je Nikola Tesla promatrao neki neidentificirani signal dok je proučavao radio smetnje u atmosferi.
Utvrdio je da bi to mogao biti signal s drugih planeta, poput Marsa. Ni sam nije mogao dešifrirati značenje signala, ali je bio siguran da nisu nastali slučajno. Teslinu hipotezu podržao je britanski fizičar William Thomson (Lord Kelvin). Godine 1902., tijekom posjeta Sjedinjenim Državama, rekao je da je Tesla doista primio signal od Marsovaca.
Znanstvene hipoteze o ovom pitanju postoje već dugo vremena. Na Marsu su otkrivene metan i organske molekule. U uvjetima crvenog planeta plin se brzo razgrađuje, pa mora postojati izvor njegovog nastanka. To može biti bakterijska ili geološka aktivnost (s obzirom na činjenicu da aktivni vulkani na Marsu nisu mogli biti pronađeni, to nije uzrok plina).
Trenutno, problemi za održavanje života na Marsu su nedostatak tekuće vode, nedostatak magnetosfere i prerijetka atmosfera. Osim toga, planet je na rubu "geološke smrti". Prestanak vulkanske aktivnosti konačno će zaustaviti cirkulaciju kemijskih elemenata između unutarnjeg dijela planeta ipovršina.
