Egy időben a csillagászok azt hitték, hogy a felszínen március csatornarendszerek szelték át. Ez viszont olyan spekulációkat adott, hogy a Mars nagyon hasonlít föld , amely képes fenntartani az életet és otthont ad egy őshonos civilizációnak. Ám ahogy az emberi műholdak és roverek elkezdtek átrepülni és felmérni a bolygót, ez a Mars-vízió gyorsan feloldódott, és helyébe olyan volt, amelyben a Vörös Bolygó hideg, kiszáradt és élettelen világ volt.
Az elmúlt néhány évtizedben azonban a tudósok sok mindent megtudtak a Mars történetéről, ami ezt a nézetet is megváltoztatta. Ma már tudjuk, hogy bár a Mars jelenleg nagyon hideg, nagyon száraz és nagyon barátságtalan, ez nem mindig volt így. Sőt, arra is rájöttünk, hogy a Mars és a Föld még jelenlegi formájában is sok közös vonást mutat.
A két bolygó között van hasonlóság méretükben, dőlésükben, szerkezetükben, összetételükben, sőt még a víz felszínén való jelenléte is. Ennek ellenére sok olyan kulcsfontosságú különbség is van köztük, amelyek a Marson való életet egyre inkább foglalkoztatják sok ember között (rád nézve, Elon Musk és Basszus Lansdorp! ), jelentős kihívás. Nézzük át ezeket a hasonlóságokat és a különbségeket rendezett módon, nem igaz?
Méretek, tömegek és pályák:
Méretüket és tömegüket tekintve a Föld és a Mars egészen más. Átlagos sugara 6371 km, tömege 5,97×1024kg, a Föld az ötödik legnagyobb és ötödik legnagyobb tömegű bolygó a Naprendszerben, és a legnagyobb a földi bolygók közül. Eközben a Mars egyenlítőjénél hozzávetőlegesen 3396 km sugarú (sarki régióinál 3376 km), ami nagyjából 0,53 Földnek felel meg. Tömege azonban mindössze 6,4185 x 10²³ kg, ami körülbelül 10,7%-a a Földének.
A Föld és a Mars pályájának művészi ábrázolása. Köszönetnyilvánítás: NASA
Hasonlóképpen, a Föld térfogata is 1,08321 x 1012km3, amely 1083 milliárd köbkilométert dolgoz ki. Összehasonlításképpen, a Mars térfogata 1,6318 x 10¹¹ km³ (163 milliárd köbkilométer), ami 0,151 Földnek felel meg. E méret-, tömeg- és térfogatkülönbség között a Mars felszíni gravitációja 3,711 m/s², ami a Föld 37,6%-ának felel meg (0,376).g).
A Föld és a Mars pályájukat tekintve is egészen más. Például a Föld átlagosan 149 598 261 km távolságban (más néven fél-főtengelyen) kering a Nap körül – vagyis egy csillagászati egység (AU). Ennek a pályának nagyon kicsi az excentricitása (kb. 0,0167), ami azt jelenti, hogy pályája 147 095 000 km-től (0,983 AU) a perihéliumon és 151 930 000 km-ig (1,015 AU) az aphelionban terjed.
A Naptól való legnagyobb távolságban (aphelion) a Mars körülbelül 249 200 000 km-es (1 666 AU) távolságban kering. A perihéliumban, amikor a legközelebb van a Naphoz, körülbelül 206 700 000 km-es (1,3814 AU) távolságban kering. Ezeken a távolságokon a Föld keringési ideje 365,25 nap (1,000017 Julián év), míg a Mars keringési ideje 686,971 nap (1,88 földi év).
Azonban a sziderális forgásukat tekintve (az idő, amíg a bolygó egyetlen forgást végez a tengelye körül) a Föld és a Mars ismét ugyanabban a csónakban vannak. Míg a Földnek pontosan 23 óra 56 percre és 4 másodpercre van szüksége egyetlen sziderális forgás végrehajtásához (0,997 földi nap), addig a Marsnak ez körülbelül 24 óra 40 perc alatt megy végbe. Ez azt jelenti, hogy egy marsi nap (más néven Sol) nagyon közel áll egyetlen naphoz a Földön.
A Föld tengelyirányú dőlése (vagy ferdesége) és viszonya a keringési pálya forgástengelyéhez és síkjához. Jóváírás: Wikipedia Commons
A Mars tengelyirányú dőlése nagyon hasonlít a Földéhez, 25,19°-ban hajlik a keringési síkjához (míg a Föld tengelydőlése alig haladja meg a 23°-ot). Ez azt jelenti, hogy a Marson a Földéhez hasonló évszakokat és hőmérsékleti ingadozásokat tapasztal (lásd alább).
Felépítés és összetétel:
ÉSAz arth és a Mars alapvető felépítésüket tekintve hasonlóak, tekintve, hogy mindkettő földi bolygó. Ez azt jelenti, hogy mindkettőt meg kell különböztetni egy sűrű fémmag és egy kevésbé sűrű anyagokból (például szilikátkőzet) álló, fedő köpeny és kéreg között. A Föld sűrűsége azonban nagyobb, mint a Marson – 5,514 g/cm33,93 g/cm³-hez (vagy 0,71 Földhöz) képest – ami azt jelzi, hogy a Mars magterülete több könnyebb elemet tartalmaz, mint a Földén.
A Föld magrégiója egy körülbelül 1220 km-es sugarú szilárd belső magból és egy körülbelül 3400 km-es sugarú folyékony külső magból áll. Mind a belső, mind a külső mag vasból és nikkelből áll, nyomokban könnyebb elemekkel, és ezek együtt olyan sugarat adnak, amely akkora, mint maga a Mars. A Mars belsejének jelenlegi modelljei azt sugallják, hogy a mag régiója nagyjából 1794 ± 65 kilométeres sugarú, és elsősorban vasból és nikkelből áll, körülbelül 16-17% kéntartalommal.
Mindkét bolygón szilikát köpeny veszi körül a magját, és egy szilárd anyagból álló felszíni kéreg. A földköpeny – amely egy enyhén viszkózus anyagú felső és egy szilárdabb alsó köpenyből áll – nagyjából 2890 km vastag, és vasban és magnéziumban gazdag szilikátkőzetekből áll. A földkéreg átlagosan 40 km (25 mérföld) vastag, vasban és magnéziumban gazdag kőzetekből (azaz magmás kőzetek), valamint gránitból (nátriumban, káliumban és alumíniumban gazdag) áll.
A művész benyomása a Mars belsejéről. Köszönetnyilvánítás: NASA/JPL
Ehhez képest a Mars köpenye meglehetősen vékony, vastagsága 1300–1800 kilométer (800–1100 mérföld). A Földhöz hasonlóan ez a köpeny is szilikát kőzetből áll, amely a kéreghez képest ásványi anyagokban gazdag, és részben viszkózus (ami a felszínt formáló konvekciós áramokat eredményez). Eközben a kéreg átlagos vastagsága körülbelül 50 km (31 mérföld), a maximum pedig 125 km (78 mérföld). Emiatt a két bolygó méretéhez képest körülbelül háromszor olyan magas, mint a földkéreg.
Ergo a két bolygó összetételében hasonló, mivel közös földi bolygók státuszuk. És bár mindkettőt megkülönböztetik a fémmag és a kevésbé sűrű anyagú rétegek között, van némi eltérés abban, hogy milyen vastagságúak a megfelelő rétegeik.
Felületi jellemzők:
Amikor a Föld és a Mars felszínéről van szó, a dolgok ismét az ellentétek témáivá válnak. Természetesen a különbségek a legszembetűnőbbek a Kék Föld és a Vörös Bolygó összehasonlításakor – ahogy a becenevek is sugallják. Naprendszerünk többi bolygójával ellentétben a Föld túlnyomó részét folyékony víz borítja, a felszín mintegy 70%-át – vagy egészen pontosan 361,132 millió km²-t (139,43 millió négyzetmérföldet).
A Mars felszíne száraz, poros, és vas-oxidban gazdag szennyeződéssel (más néven rozsdával) borítja, ami vöröses megjelenést eredményez. Ismeretes azonban, hogy a sarki jégsapkákban nagy mennyiségű jeges víz található. Planum Boreum és Australe repülőgép . Ezenkívül a permafroszt köpeny a sarktól körülbelül 60°-os szélességig húzódik, ami azt jelenti, hogy a Mars felszínének nagy része alatt jeges víz található. A radaradatok és a talajminták megerősítették a jelenlétét sekély felszín alatti víz a középső szélességeken is.
Ami a hasonlóságokat illeti, a Föld és a Mars domborzata helyenként jelentősen eltér. A Földön a tengerszint felett és alatt egyaránt találhatók hegyvidéki elemek, vulkánok, sziklák (árkok), kanyonok, fennsíkok és mélységi síkságok. A felszín fennmaradó részét hegyek, sivatagok, síkságok, fennsíkok és egyéb felszínformák borítják.
A Mars meglehetősen hasonló, felszínét hegyláncok, homokos síkságok és még a Naprendszer legnagyobb homokdűnéi is borítják. Itt található a Naprendszer legnagyobb hegye, a pajzsvulkán is Olympus Mons , és a Naprendszer leghosszabb, legmélyebb szakadéka: Valles Marineris .
A Földet és a Marsot is sok aszteroidák és meteorok becsapódása érte az évek során. A Mars saját becsapódási kráterei azonban sokkal jobban megőrződnek, sokuk több milliárd éves múltra tekint vissza. Ennek oka az alacsony légnyomás és a csapadékhiány a Marson, ami nagyon lassú eróziót eredményez. Ez azonban nem mindig volt így.
A Mars felszínén észrevehető víznyelők és csatornák találhatók, és sok tudós úgy véli, hogy korábban folyékony víz áramlott át rajtuk. Összehasonlítva őket a Föld hasonló jellemzőivel, úgy vélik, hogy ezeket legalább részben a vízerózió hozta létre. Néhány ilyen csatorna meglehetősen nagy, eléri a 2000 kilométer hosszúságot és a 100 kilométer szélességet.
Színes mozaik a Mars legnagyobb hegyéről, az Olympus Monsról, pályáról nézve. Köszönet a NASA/JPL-nek
Tehát bár ma egészen másképp néznek ki, a Föld és a Mars egykor egészen hasonlóak voltak. És hasonló geológiai folyamatok mentek végbe mindkét bolygón, hogy olyan változatos domborzatot kapjanak, amilyen jelenleg mindkettőjük van.
Légkör és hőmérséklet:
A légköri nyomás és a hőmérséklet egy másik módja annak, hogy a Föld és a Mars teljesen eltérő. A Föld sűrű légköre öt fő rétegből áll – a troposzférából, a sztratoszférából, a mezoszférából, a termoszférából és az exoszférából. A Mars ehhez képest nagyon vékony, nyomása 0,4-0,87 kPa között mozog – ami a Föld tengerszinti nyomásának körülbelül 1%-ának felel meg.
A Föld légköre is elsősorban nitrogénből (78%) és oxigénből (21%) áll, nyomokban vízgőzből, szén-dioxidból és egyéb gáznemű molekulákból. A Mars 96% szén-dioxidból, 1,93% argonból és 1,89% nitrogénből, valamint nyomokban oxigénből és vízből áll. A legutóbbi felmérések nyomokban metánt is észleltek, körülbelül 30 ppb-re becsült koncentrációban.
Emiatt jelentős különbség van a Föld és a Mars felszíni átlaghőmérséklete között. A Földön hozzávetőleg 14°C a hőmérséklet, a földrajzi régiótól, a tengerszint feletti magasságtól és az évszaktól függően sok eltéréssel. A Földön valaha mért legmelegebb hőmérséklet 70,7 °C (159 °F) volt az iráni Lut-sivatagban, míg a leghidegebb hőmérséklet -89,2 °C (-129 °F) a szovjet Vosztok állomáson, az Antarktiszi-fennsíkon.
Az Endeavour űrrepülőgép a légkör előtt rajzolódott ki. A narancssárga réteg a troposzféra, a fehér réteg a sztratoszféra és a kék réteg a mezoszféra. Köszönetnyilvánítás: NASA
Vékony légköre és a Naptól való nagyobb távolsága miatt a Mars felszíni hőmérséklete sokkal hidegebb, átlagosan -46 °C (-51 °F). A ferde tengelye és a pálya excentricitása miatt azonban a Mars is jelentős hőmérsékleti ingadozásokat tapasztal. Ezek a sarkokon télen alacsony, -143 °C-os (-225,4 °F), nyáron és délben az egyenlítőn pedig 35 °C-os (95 °F) magas hőmérséklet formájában figyelhetők meg.A Mars légköre is meglehetősen poros, 1,5 mikrométer átmérőjű részecskéket tartalmaz, ami a felszínről nézve sárgásbarna színt ad a marsi égboltnak. A bolygón porviharok is tapasztalhatók, amelyek kis tornádókhoz hasonlítanak. Nagyobb porviharok akkor fordulnak elő, amikor a port a légkörbe fújják és felmelegszik a Naptól.
Tehát alapvetően a Földnek van egy sűrű atmoszférája, amely gazdag oxigénben és vízgőzben, és amely általában meleg és kedvező az életnek. Eközben a Marson általában nagyon hideg van, de időnként egészen felmelegedhet. Nagyon száraz és nagyon poros is.
Mágneses mezők:
Amikor a mágneses mezőkről van szó, a Föld és a Mars éles ellentétben állnak egymással. A Földön a Föld belső magjának a bolygó forgásához viszonyított forgása által létrehozott dinamóeffektus generálja azokat az áramokat, amelyekről feltételezhető, hogy a mágneses mező forrása. Ennek a mezőnek a jelenléte rendkívül fontos mind a Föld légköre, mind az általunk ismert földi élet szempontjából.
A Mars Global Surveyor térképe a Mars jelenlegi mágneses mezőiről. Köszönetnyilvánítás: NASA/JPL
Lényegében a Föld magnetoszférája arra szolgál, hogy eltérítse a napszél töltött részecskéinek nagy részét, amelyek egyébként leválasztják az ózonréteget, és káros sugárzásnak teszik ki a Földet. A tér erőssége körülbelül 25 000 és 65 000 nanoteszla (nT) vagy 0,25–0,65 Gauss-egység (G) között mozog.
Ma a Marson gyenge mágneses mezők vannak a bolygó különböző régióiban, amelyek úgy tűnik, hogy egy magnetoszféra maradványai. Ezeket a mezőket először a Mars Global Surveyor , amely legfeljebb 1500 nT méretű inkonzisztens erősségű mezőket jelez (~16-40-szer kisebb, mint a földi). Az északi síkvidékeken, mély becsapódási medencékben és a Tharsis vulkáni tartományban a térerő nagyon alacsony. De az ősi déli kéregben, amelyet nem zavarnak az óriási becsapódások és a vulkanizmus, a térerősség nagyobb.
Úgy tűnik, hogy ez azt jelzi, hogy a Marsnak volt magnetoszférája a múltban, és a magyarázatok eltérőek, hogyan veszítette el azt. Egyesek azt sugallják, hogy a Mars légkörének nagy részével együtt elsodorta nagy hatást közben Késői nehézbombázás . Az érvelés szerint ez a becsapódás a Mars vasmagjában lévő hőáramlást is felborította volna, leállítva a dinamóhatást, amely a mágneses teret létrehozta volna.
Egy másik elmélet, amely a NASA-n alapul A MAVEN küldetése a marsi légkör tanulmányozására , azt állítja, hogy a Mars elvesztette magnetoszféráját, amikor a kisebb bolygó lehűlt, így dinamóhatása mintegy 4,2 milliárd évvel ezelőtt megszűnt. A következő néhány száz millió év során a Nap erős napszele a jelenleginél 100-1000-szer nagyobb sebességgel távolította el a részecskéket a védtelen marsi légkörből. Ez pedig az, ami miatt a Mars elvesztette a felszínén létező folyékony vizet, miközben a környezet egyre hidegebbé, kiszáradttá és barátságtalanná vált.
Műholdak:
A Föld és a Mars abban is hasonlóak, hogy mindkettőnek van körülöttük keringő műholdja. A Föld esetében ez nem más, mint A Hold , egyetlen természetes műholdunk és a Föld árapályának forrása. Létezése a történelem előtti idők óta ismert, és minden emberi kultúra mitológiai és csillagászati hagyományaiban jelentős szerepet játszott. Ezenkívül a mérete, tömege és egyéb jellemzői referenciapontként szolgálnak más műholdak értékeléséhez.
A Hold az egyik legnagyobb természetes műhold a Naprendszerben, és a második legsűrűbb műhold azok közül, amelyek holdjainak sűrűsége ismert (a Jupiter műholdja után az ). Átmérője, 3474,8 km, a Föld átmérőjének egynegyede; és 7,3477 × 1022kg, tömege a Föld tömegének 1,2%-a. Az átlagos sűrűség 3,3464 g/cm3, ami nagyjából a földi 0,6-nak felel meg. Mindez azt eredményezi, hogy a Hold gravitációja körülbelül 16,54%-kal nagyobb, mint a Földé (más néven 1,62 m/s).2).
A Hold változó pályája a Föld körül, a perigeus 362 600 km-től a csúcsponti 405 400 km-ig terjed. És a Naprendszerünkön belüli legtöbb ismert műholdhoz hasonlóan a Hold sziderális forgási ideje (27,32 nap) megegyezik keringési periódusával. Ez azt jelenti, hogy a Hold árapályosan össze van zárva a Földdel, egyik oldala folyamatosan felénk, míg a másik oldala elfelé néz.
A Földre visszahozott holdkőzetek vizsgálatának köszönhetően az uralkodó elmélet szerint a Hold nagyjából 4,5 milliárd évvel ezelőtt jött létre a Föld és egy Mars méretű objektum (úgynevezett ún. Theia ). Ez az ütközés egy hatalmas törmelékfelhőt hozott létre, amely elkezdte körbejárni bolygónkat, és végül összeolvadt és létrehozta a ma látható Holdat.
A Marsnak két kis műholdja van, Phobos és Azt mondjuk . Ezeket a holdakat 1877-ben fedezte fel Asaph Hall csillagász, és mitológiai szereplőkről nevezték el őket. A klasszikus mitológiából eredő nevek hagyományának megfelelően Phobos és Deimos Arész fiai – a görög háborúisten, aki ihlette Mars római istent. A Phobos a félelmet jelenti, míg a Deimos a rettegést vagy a rettegést.
A Phobos körülbelül 22 km-es (14 mérföld) átmérőjű, és 9234,42 km-re kering a Mars körül, amikor periapszisban van (a legközelebb a Marshoz), és 9517,58 km-re, amikor apoapszisban van (legtávolabb). Ezen a távolságon a Phobos a szinkron magasság alatt van, ami azt jelenti, hogy mindössze 7 óra alatt kering a Mars körül, és fokozatosan közeledik a bolygóhoz. A tudósok becslése szerint in 10-50 millió év , a Phobos a Mars felszínébe csapódhat, vagy a bolygó körül gyűrűs szerkezetté bomlik.
Eközben a Deimos körülbelül 12 km-es (7,5 mérföld) méretű, és 23 455,5 km (periapszis) és 23 470,9 km (apoapsis) távolságban kering a bolygó körül. Hosszabb keringési periódussal rendelkezik, 1,26 napba telik, hogy teljes körbeforduljon a bolygó körül. A Marson további holdak is lehetnek, amelyek átmérője kisebb, mint 50-100 méter (160-330 láb), és porgyűrűt jósolnak a Phobos és Deimos között.
A tudósok úgy vélik, hogy ez a két műhold egykor aszteroida volt, amelyeket a bolygó gravitációja fogott be. Az alacsony albedó és a széntartalmú kondrit mindkét hold összetétele – amely hasonló az aszteroidákhoz – alátámasztja ezt az elméletet, és a Phobos instabil pályája a közelmúltbeli befogásra utal. Mindazonáltal mindkét hold körkörös pályája van az Egyenlítő közelében, ami szokatlan a befogott testeknél.
Tehát míg a Földnek egyetlen műholdja van, amely meglehetősen nagy és sűrű, a Marsnak két kicsi műholdja van, amelyek viszonylag közel keringenek körülötte. És míg a Hold a Föld saját törmelékéből jött létre egy meglehetősen súlyos ütközés után, a Mars műholdai valószínűleg befogott aszteroidák voltak.
Következtetés:
Oké, nézzük át. A Földnek és a Marsnak megvan a hasonlósága, de van néhány meglehetősen éles különbség is.
Átlagos sugár:6.371 km 3.396 km
Tömeg:59,7 × 1023kg 6,42 x 10²³ kg
Hangerő:10,8 x 10tizenegykm31,63 x 10¹¹ km³
Fél-főtengely:0,983 - 1,015 AU 1,3814 - 1,666 AU
Levegő nyomás:101,325 kPa 0,4 - 0,87 kPa
Gravitáció:9,8 m/s² 3,711 m/s²
Átl. Hőfok:14 °C (57,2 °F) -46 °C (-51 °F)
Temp. Változatok: ±160 °C (278 °F) ±178 °C (320 °F)
Axiális dőlésszög:23 ° 25,19 °
Nap hossza:24 óra 24 óra 40 óra
Az év hossza:365,25 nap 686,971 nap
Víz:Bőséges Időszakos (többnyire fagyott)
Sarki jégsapkák:Igen Igen
Röviden, a Földhöz képest a Mars elég kicsi, száraz, hideg és poros bolygó. Viszonylag alacsony a gravitációja, nagyon kicsi az atmoszférája és nincs belélegezhető levegője. És az évek is hatalmas hosszúak, majdnem kétszer akkora, mint a Földé. A bolygón azonban meglehetős a víz aránya (bár többnyire jég formájában), évszakos ciklusai hasonlóak a Földéhez, a hőmérsékleti ingadozások hasonlóak, és egy napja majdnem olyan hosszú.
Mindezekkel a tényezőkkel foglalkozni kell, ha valaha is emberi lények ott akar élni . És míg néhányukkal lehet dolgozni, másokat le kell győzni, vagy alkalmazkodni kell hozzá. Ehhez pedig elég erősen a technológiánkra kell támaszkodnunk (pl. terraformálás és geomérnökség ). Sok sikert azoknak, akik egyszer szívesen bemerészkednének oda, és nem terveznek hazajönni!
Sok cikket írtunk a Marsról a Universe Today oldalon. Itt egy cikk arról, hogy milyen nehéz lesz nagy rakományokat szállítanak a Mars felszínére , és itt van egy cikk a Mars metán rejtély .
És itt van néhány a távolság a Föld és a Mars között , A Mars gravitációja , és ha az emberek élhetnek a Marson .
Ha több információra van szüksége a Marsról, nézze meg A Hubblesite hírközlései a Marsról , és itt van egy link a NASA Mars Exploration honlapja .
És feltétlenül nézze meg a NASA-t Naprendszer-kutatás: Föld és Mars összehasonlító táblázat
Számos podcastot rögzítettünk a Marsról. Beleértve 52. rész: Mars és 92. rész: Missions to Mars, 1. rész .
Források: