Mars – a negyedik bolygó: jellemzők, jégsapkák és vulkánok

A Mars földi bolygó, és kőzetből áll. Az ottani talaj a kőzetekben és a porban lévő vasoxid (rozsda) miatt vörös. A bolygó légköre nagyon vékony. Többnyire szén-dioxidból áll, némi argonnal és nitrogénnel, valamint apró mennyiségű más gázokkal, köztük oxigénnel. A Marson hidegebb a hőmérséklet, mint a Földön, mert távolabb van a Naptól, és kevesebb levegő tartja bent a hőt. Az északi és a déli póluson vízjég és fagyott szén-dioxid található. A Marson jelenleg nincs folyékony víz a felszínen, de a felszíni lefolyás jeleit valószínűleg víz okozta.

A bolygó kérgének átlagos vastagsága körülbelül 50 km (31 mi), maximális vastagsága 125 km (78 mi).

Holdak

A Marsnak két kis holdja van, a Phobos és a Deimos.

Forgatás

A marsi napot szolnak nevezik, és egy kicsit hosszabb, mint egy földi nap. A Mars 24 óra 37 perc alatt forog. A Földhöz hasonlóan ferde tengelyen forog, ezért négy különböző évszak van. A Naprendszer összes bolygója közül a Mars évszakai hasonlítanak leginkább a Földhöz, a hasonló tengelyferdeség miatt. A marsi évszakok hossza majdnem kétszerese a földinek, mivel a Mars nagyobb távolsága a Naptól azt eredményezi, hogy a marsi év majdnem két földi év hosszú.

A Mars felszíni hőmérséklete a téli sarkvidékeken mért -143 °C (-225 °F) és a nyári egyenlítői időszakban mért 35 °C (95 °F) között változik. A hőmérséklet széles skálája főként a vékony légkörnek köszönhető, amely nem tud sok naphőt tárolni. A bolygó emellett 1,52-szer olyan messze van a Naptól, mint a Föld, így csak 43%-át éri a napfénynek.

Víz

Egy 2015-ös jelentés szerint a Mars felszínén található sötét csíkokat víz okozta.

A Mars felszínén az alacsony légköri nyomás miatt (nincs elég levegő a víz megtartásához) folyékony víz nem létezhet, kivéve a legalacsonyabb magasságokban, rövid ideig. Úgy tűnik, hogy a két sarki jégsapka nagyrészt fagyott vízből áll. A déli sarki jégsapkában lévő jég mennyisége, ha elolvadna, elegendő lenne ahhoz, hogy 11 méter mélyen beborítsa a bolygó teljes felszínét. A permafroszt köpeny a pólustól körülbelül 60°-os szélességi körökig húzódik.

A pilóta nélküli küldetések által gyűjtött geológiai bizonyítékok arra utalnak, hogy a Mars felszínén egykor sok folyékony víz volt. 2005-ben a radaradatok nagy mennyiségű vízjég jelenlétét mutatták ki a pólusokon és a középső szélességi körökben. A Spirit marsjáró 2007 márciusában vízmolekulákat tartalmazó kémiai vegyületeket vett mintát. A Phoenix leszállóegység 2008 júliusában vízjeget talált a sekély marsi talajban. A Marson megfigyelt szárazföldi formák erősen arra utalnak, hogy a bolygó felszínén valamikor folyékony víz is létezett. Hatalmas területeket kapartak le és erodáltak el.

Sarki sarkak

A Marsnak két állandó sarki jégsapkája van. A pólusok telén folyamatos sötétségben fekszenek, ami lehűti a felszínt, és a légkör 25-30%-ának CO ₂jégtáblákká (szárazjéggé) történő lerakódását okozza. Amikor a pólusok ismét napfénynek vannak kitéve, a fagyott CO ₂szublimál (gőzzé alakul), hatalmas szeleket keltve, amelyek akár 400 km/h sebességgel is elsöpörnek a pólusokról. Ez minden évszakban nagy mennyiségű port és vízgőzt mozgat meg, ami a Földhöz hasonló fagyot, nagy cirrusfelhőket és porviharokat eredményez. A vízjégfelhőket 2004-ben az Opportunity rover fényképezte le.

A sarki sapkák mindkét sarkon elsősorban vízjégből állnak.

Atmoszféra

A Mars légköre nagyon vékony, alig van benne oxigén (főleg szén-dioxid). Mivel van légkör, bármennyire is vékony, az égbolt színe változik, amikor a nap felkel és lenyugszik. A marsi légkörben lévő por miatt a marsi naplementék kissé kékek. A Mars légköre túl vékony ahhoz, hogy megvédje a Marsot a meteoroktól, ezért van a Marson annyi kráter.

Meteoritkráterek

A bolygók kialakulása után mindannyian átélték a "késői nehézbombázást". A Mars felszínének mintegy 60%-a mutatja az ebből a korszakból származó becsapódások nyomait. A fennmaradó felszín nagy része valószínűleg az ezen események által okozott hatalmas becsapódási medencék felett fekszik. A Mars északi féltekéjén egy hatalmas becsapódási medencére utaló jelek vannak, amely 10 600 x 8500 km-es, vagyis nagyjából négyszer nagyobb, mint az eddig felfedezett legnagyobb becsapódási medence. Ez az elmélet azt sugallja, hogy a Marsba körülbelül négymilliárd évvel ezelőtt egy Plútó méretű égitest csapódott be. Úgy gondolják, hogy ez az esemény okozta a marsi féltekék közötti különbséget. Ez hozta létre a sima Borealis-medencét, amely a bolygó 40%-át borítja.

Néhány meteorit olyan nagy erővel csapódott a Marsba, hogy néhány darabja az űrbe repült - még a Földre is! A Földön néha olyan kőzeteket találnak, amelyekben pontosan olyan vegyi anyagok vannak, mint a marsi kőzetekben. Ezek a kőzetek ráadásul úgy néznek ki, mintha nagyon gyorsan zuhantak volna a légkörön keresztül, így joggal gondolhatjuk, hogy a Marsról érkeztek.

Földrajz

A Mars ad otthont a Naprendszer legmagasabb ismert hegyének, az Olympus Monsnak. Az Olympus Mons körülbelül 17 mérföld (27 kilométer) magas. Ez több mint háromszorosa a Föld legmagasabb hegyének, a Mount Everestnek. Itt található továbbá a Valles Marineris, a Naprendszer harmadik legnagyobb, 4000 km hosszú hasadékrendszere (kanyonja).

A Mars megfigyeléséről és rögzítéséről szóló feljegyzéseink az ókori egyiptomi csillagászoktól származnak az i. e. 2. évezredből.

A Mars helyzetének részletes megfigyelését a babilóniai csillagászok végezték, akik matematikai módszereket dolgoztak ki a bolygó jövőbeli helyzetének előrejelzésére. Az ókori görög filozófusok és csillagászok a Naprendszer olyan modelljét dolgozták ki, amelynek középpontjában a Nap helyett a Föld állt ("geocentrikus"). Ezt a modellt használták a bolygók mozgásának magyarázatára. Az indiai és iszlám csillagászok megbecsülték a Mars méretét és a Földtől való távolságát. Hasonló munkát végeztek a kínai csillagászok is.

A 16. században Nikolausz Kopernikusz olyan modellt javasolt a Naprendszerre vonatkozóan, amelyben a bolygók körpályán keringenek a Nap körül. Ez a "heliocentrikus" modell jelentette a modern csillagászat kezdetét. Johannes Kepler felülvizsgálta, és a Mars számára ellipszis alakú pályát adott meg, amely jobban illeszkedik a megfigyeléseink adataihoz.

A Mars első távcsöves megfigyeléseit Galileo Galilei végezte 1610-ben. Egy évszázadon belül a csillagászok felfedezték a bolygón az albedó (fényességváltozás) jellegzetességeit, köztük a sötét foltot és a sarki jégsapkákat. Meg tudták állapítani a bolygó napját (forgási periódusát) és tengelyferdeségét.

A 19. század elején kifejlesztett jobb távcsövek lehetővé tették a Mars állandó albedójának részletes feltérképezését. A Mars első durva térképét 1840-ben tették közzé, majd 1877-től jobb térképek jelentek meg. A csillagászok tévesen azt hitték, hogy a marsi légkörben a víz spektroszkópiai jelét észlelték, és a közvélemény körében népszerűvé vált a marsi élet gondolata.

A Marson már az 1870-es évek óta megfigyeltek sárga felhőket, amelyek a szél által elfújt homok vagy por voltak. Az 1920-as években megmérték a Mars felszíni hőmérsékletének tartományát; ez -85 és 7^o C között mozgott. A bolygó légkörét száraznak találták, csak nyomokban tartalmazott oxigént és vizet. 1947-ben Gerard Kuiper kimutatta, hogy a vékony marsi légkör nagy mennyiségű szén-dioxidot tartalmaz; nagyjából kétszer annyit, mint a Föld légköre. A Mars felszíni jellemzőinek első szabványos elnevezését 1960-ban a Nemzetközi Csillagászati Unió határozta meg.

Az 1960-as évek óta több robotűrhajót és rovert küldtek a Mars felfedezésére a Föld körüli pályáról és a felszínről. A bolygót az elektromágneses spektrum széles tartományában (látható fény, infravörös és egyéb tartományok) földi és űreszközökkel folyamatosan megfigyelték. A Marsról származó meteoritok felfedezése a Földön lehetővé tette a bolygó kémiai viszonyainak laboratóriumi vizsgálatát.

Marsi "csatornák

Az 1877-es szembenállás idején Giovanni Schiaparelli olasz csillagász egy 22 cm-es távcső segítségével elkészítette a Mars első részletes térképét. Az emberek figyelmét az keltette fel, hogy a térképeken olyan jellegzetességek voltak, amelyeket ő canalinak nevezett el. Ezekről később kiderült, hogy optikai csalódás (nem valódiak). Ezek a canalik állítólag hosszú egyenes vonalak voltak a Mars felszínén, amelyekhez a Földön híres folyók neveit adta. A canali kifejezést az angol nyelvben gyakran tévesen csatornáknak fordították, és úgy gondolták, hogy intelligens lények alkották.

Más csillagászok is úgy gondolták, hogy látják a csatornákat, különösen Percival Lowell amerikai csillagász, aki térképeket készített a Mars mesterséges csatornahálózatáról.

Bár ezeket az eredményeket széles körben elfogadták, mégis vitatottak voltak. Eugène M. Antoniadi görög csillagász és Alfred Russel Wallace angol természettudós ellenezte az elképzelést; Wallace rendkívül szókimondó volt. Ahogy egyre nagyobb és jobb távcsöveket használtak, egyre kevesebb hosszú, egyenes kanálist figyeltek meg. Flammarion 1909-es, 84 cm-es távcsővel végzett megfigyelése során szabálytalan mintázatokat figyeltek meg, de canalit nem láttak.

Mivel a Mars az egyik legközelebbi bolygó a Földhöz a Naprendszerben, sokan elgondolkodtak azon, hogy van-e bármilyen élet a Marson. Ma már tudjuk, hogy ha van is élet, az valamilyen egyszerű baktériumtípusú organizmus lehet.

Meteoritok

A NASA 34 marsi meteoritot, azaz eredetileg a Marsról származó meteoritokat tartalmazó katalógust vezet. Ezek az eszközök rendkívül értékesek, mivel ezek az egyetlen elérhető fizikai minták a Marsról.

A NASA Johnson Űrközpontjában végzett vizsgálatok azt mutatják, hogy legalább három meteorit a múltbeli marsi élet lehetséges bizonyítékait tartalmazza, megkövesedett baktériumokra emlékeztető mikroszkopikus struktúrák (úgynevezett biomorfok) formájában. Bár az összegyűjtött tudományos bizonyítékok megbízhatóak, és a kőzetek leírása helyes, nem világos, hogy mitől néznek ki a kőzetek úgy, ahogyan kinéznek. A tudósok a mai napig próbálnak megegyezni abban, hogy valóban a marsi egyszerű élet bizonyítékairól van-e szó.

Az elmúlt évtizedekben a tudósok egyetértettek abban, hogy a Földön talált, más bolygókról származó meteoritok (vagy a Földre visszahozott kőzetek) felhasználásakor több dologra is szükség van ahhoz, hogy biztosak lehessünk az élet meglétében. Ezek a dolgok a következők:

1. Vajon a kőzet a bolygó megfelelő helyéről és idejéből származik, ahol az élet létezhetett?
2. Tartalmaz-e a minta baktériumsejtek nyomait (mutat-e valamilyen kövületet, még ha nagyon apró is)?
3. Van-e bármilyen bizonyíték a biominerálisokra? (ásványok, amelyeket általában élőlények okoznak)
4. Vannak-e bizonyítékok az életre jellemző izotópokra?
5. Ezek a jellemzők a meteorit részei, és nem a Földről származó szennyeződések?

Ahhoz, hogy az emberek egyetértsenek a múltbeli életről egy geológiai mintában, a fenti dolgok többségének vagy mindegyikének teljesülnie kell. Ez még nem történt meg, de a vizsgálatok még folynak. A három marsi meteoritban talált biomorfok újbóli vizsgálata folyamatban van.

A víz jelentősége

A folyékony víz szükséges az élethez és az anyagcseréhez, így ha a Marson volt víz, akkor az élet kialakulásának esélye javult. A Viking űrszondák számos területen találtak bizonyítékot lehetséges folyóvölgyekre, erózióra és a déli féltekén elágazó patakokra. Azóta a roverek és orbiterek is alaposan megnézték, és végül bebizonyosodott, hogy egykoron víz volt a felszínen, és ma is megtalálható jég formájában a sarki jégsapkákban és a föld alatt.

Ma

Eddig a tudósok nem találtak életet a Marson, sem élő, sem kihalt életet. Több űrszonda is járt már a Marson, hogy tanulmányozza azt. Néhányan megkerülték a bolygót, néhányan pedig leszálltak rá. A Mars felszínéről készültek képek, amelyeket a szondák küldtek vissza a Földre. Egyesek űrhajósokat szeretnének a Marsra küldeni. Jobban meg tudnák kutatni, de az űrhajósok odaszállítása nehéz és költséges lenne. Az űrhajósok sok évig lennének az űrben, és ez nagyon veszélyes lehet a napsugárzás miatt. Eddig csak pilóta nélküli szondákat küldtünk.

A bolygóra a legfrissebb szonda a Mars Science Laboratory. Ez 2012. augusztus 6-án landolt a marsi Gale-kráterben lévő Aeolis Paluson. Magával hozta a "Curiosity" nevű mobil felfedezőt. Ez a valaha volt legfejlettebb űrszonda. A Curiosity kiásta a marsi talajt, és laboratóriumában tanulmányozta azt. Kén-, klór- és vízmolekulákat talált.

Népi kultúra

Néhány híres történet született erről az elképzelésről. Az írók a "marslakók" elnevezést használták a Marsról származó intelligens lényekre. H. G. Wells 1898-ban írta meg A világok háborúja című híres regényt, amely a Földet megtámadó marslakókról szól. 1938-ban Orson Welles az Egyesült Államokban rádióban sugározta ennek a történetnek a változatát, és sokan azt hitték, hogy ez valóban megtörtént, és nagyon megijedtek. 1912-től kezdve Edgar Rice Burroughs több regényt is írt a Marson zajló kalandokról.