Плато солнца это что
Исследовать Марс удобнее всего тогда, когда Земля окажется точно между ним и Солнцем. Такие моменты (они называются противостояниями) повторяются каждые 26 месяцев. В течение того месяца, когда происходит противостояние, и в последующие три месяца Марс пересекает меридиан близ полуночи; он виден на протяжении всей ночи и сверкает как звезда — 1й звездной величины, соперничая по блеску с Венерой и Юпитером. Орбита Марса довольно сильно вытянута, поэтому расстояние от него до Земли от противостояния к противостоянию заметно меняется. Если Марс попадает в противостояние с Землей в афелии, расстояние между ними превышает 100 млн км. Если же противостояние происходит при наиболее благоприятных условиях, в перигелии марсианской орбиты, это расстояние уменьшается до 56 млн километров. Такие «близкие» противостояния называются великими и повторяются через 15-17 лет. Последнее великое противостояние произошло в августе 2003 года (величайшее противостояние).
На рис.: противостояния Марса с 1997 г. по 2010 г. Вдоль орбиты Земли (внутренняя окружность) указаны месяцы ее прохождения по данному участку. У орбиты Марса (наружная окружность) указаны точки перигелия (Р) и афелия (А). На линиях, соединяющих планеты в момент противостояния, указан год и минимальное расстояние до Марса в астрономических единицах.
Противостояние 2003 года произошло с 27 по 28 августа. Расстояние между Землей и Марсом составило 55.758006 млн км (0.37271925 а.е.). За 52 года (1969-2020 гг) произошло и произойдет 25 противостояний. Четыре из них (1971, 1988, 2003 и 2018 гг.) были великими противостояниями. Побитие этого великого противостояния произойдет лишь через 284 года.
 |
 |
Марс имеет фазы но, поскольку он расположен дальше от Солнца, чем Земля, полной смены фаз у него (как и у других внешних планет) не бывает — максимальный «ущерб» соответствует фазе Луны за три дня до полнолуния или спустя три дня после него.
Ось вращения Марса наклонена относительно плоскости его орбиты на 22°,т.е. всего на 1,5° меньше, чем ось вращения Земли наклонена к плоскости эклиптики. Перемещаясь по орбите, он поочередно подставляет Солнцу то южное, то северное полушарие. Поютому на Марсе так же, как и на Земле, происходит смена времен года, только тянутся они почти в два раза дольше. А вот марсианский день мало отличается от земного сутки там длятся 24 ч 37 мин.
Вследствие малой массы сила тяжести на Марсе почти в три раза ниже, чем на Земле. В настоящее время структура гравитационного поля Марса детально изучена. Она указывает на небольшое отклонение от однородного распределения плотности в планете. Ядро может иметь радиус до половины радиуса планеты. По-видимому, оно состоит почти из чистого железа или сплава Fe-FeS (железо-сульфид железа) и, возможно, растворенного в них водорода. По-видимому, ядро Марса частично или полностью пребывает в жидком состоянии. Наличие у планеты собственного, хотя и очень слабого, магнитного поля, обнаруженного с помощью космических аппаратов серии «Марс», подтверждает это.
Марс должен иметь мощную кору толщиной 70-100 км. Между ядром и корой находится силикатная мантия, обогащенная железом. Красные окислы железа, присутствующие в поверхностных породах, определяют цвет планеты.
Сейчас Марс продолжает остывать. Сейсмическая активность планеты слабая. Сейсмограф на американском посадочном аппарате «Викинг-2» за год работы зафиксировал только один легкий толчок, и то скорее всего вызванный не тектоническими процессами, а падением крупного метеорита. Тектонический режим Марса отличается от режима тектоники плит, характерного на Земле. Ведь для последнего необходимо, чтобы основная масса выплавляющегося материала снова затягивалась в мантию вместе с океанической корой. На Марсе же мантийная конвекция не выходит на поверхность и выплавляющаяся базальтовая магма идет на наращивание коры. Эти отличия объясняются прежде всего малой массой Марса (в десять раз меньше земной) и, конечно, тем, что он сформировался дальше от Солнца, вблизи гигантского Юпитера, оказавшего значительное влияние на процесс его образования.
Экваториальный радиус планеты равен 3394 км, полярный — 3376,4 км. Уровень поверхности в южном полушарии в среднем на 3-4 км выше, чем в северном. Участки поверхности Марса, покрытые кратерами, похожи на лунный материк. Если мысленно разделить планету пополам большим кругом, наклоненным на 35° к экватору, то между двумя половинами Марса имеется заметное различие в характере поверхности. Южная часть имеет в основном древнюю поверхность, сильно изрытую кратерами. В этом полушарии расположены главные ударные впадины — равнины Эллада, Аргир и Исиды. На севере доминирует более молодая и менее богатая кратерами поверхность. Значительная часть поверхности Марса представляет собой более светлые участки («материки»), которые имеют красновато-оранжевую окраску; 25% поверхности — более темные «моря» серо-зеленого цвета, уровень которых ниже, чем «материков». Перепады высот весьма значительны и составляют в экваториальной области примерно 14-16 км, но имеются и вершины, вздымающиеся значительно выше. Самые высокие области — большие вулканические купола гор Фарсида и равнины Элизий. Над обеими областями доминируют несколько огромных потухших вулканов, самым большим из которых является Арсия (27 км) и Олимп (26 км) в возвышенной области Тараис в северном полушарии. Это самые высокие вулканы в Солнечной системе — щитовые. Для сравнения щитовые вулканы Гавайских островов на Земле возвышаются над морским дном всего на 9 км. Щитовые вулканы растут в высоту постепенно, в результате повторных извержений из одного и того же жерла. Хотя в настоящее время эти вулканы, по-видимому, уже не являются действующими, они, вероятно, образовались раньше и были активными намного дольше, чем любые вулканы на Земле. При этом горячие вулканические точки на Земле с течением времени изменяли свое местоположение из-за постепенного движения континентальных плит, так что для «построения» очень высокого вулкана в каждом отдельном случае времени не хватало. Кроме того, низкое тяготение позволяет изверженному веществу образовывать на Марсе намного более высокие структуры, которые не обрушиваются под тяжестью.
Поверхность Марса
Еще в 1659 г. нидерландский ученый Христиан Гюйгенс впервые описал темные области на Марсе. Приблизительно в то же время итальянец Джованни Доменико Кассини обнаружил на планете полярные шапки. До полетов к Марсу разгадать природу деталей марсианского диска не удавалось, хотя на этот счет высказывалось множество гипотез. Только в 60-70х гг. XX столетия фотографии советских «Марсов» и американских «Маринеров» позволили исследовать рельеф красной планеты с близкого расстояния, а Викинги «перенесли» нас прямо на ее поверхность. На первый взгляд поверхность Марса напоминает лунную. Однако на самом деле его рельеф отличается большим разнообразием. На протяжении долгой геологической истории Марса его поверхность изменяли извержения вулканов и марсотрясения. Глубокие шрамы на лице бога войны оставили метеориты, ветер, вода и льды.
Поверхность планеты состоит как бы из двух контрастных частей: древних высокогорий, покрывающих южное полушарие, и более молодых равнин, сосредоточенных в северных широтах. Кроме того, выделяются два крупных вулканических района — Элизиум и Фарсида. Разница высот между горными и равнинными областями достигает 6 км. Почему разные районы так сильно отличаются друг от друга, до сих пор не ясно полностью (вода в древности — основная гипотеза или падение астероида).
Высокогорная часть сохранила следы активной метеоритной бомбардировки, происходившей около 4 млрд. лет назад. Метеоритные кратеры покрывают 2/3 поверхности планеты. На старых высокогорьях их почти столько же, сколько на Луне. Но многие марсианские кратеры из-за выветривания успели «потерять форму». Некоторые из них, по всей видимости, когда-то были размыты потоками воды. Северные равнины выглядят совершенно иначе. 4 млрд. лет назад на них также было множество метеоритных кратеров. Но потом катастрофическое событие, о котором мы уже упоминали, стерло их с 1/3 поверхности планеты и ее рельеф в этой области начал формироваться заново. Отдельные метеориты падали туда и позже, но в целом ударных кратеров на севере мало.
Источник
Марс: криолитосфера, факторы рельефообразования
(сравнение Марса и Земли)
А.В. Галанин © 2011
«Теория определяет, какой факт вы увидите»
«Факт всегда глуп»
«Бросая камушки, наблюдай круги от них расходящиеся, дабы твое занятие не было совсем пустым»
С БОРТА КОСМОЛЕТА
Меня в научной косности
Земляк, не упрекни,
Но в обозримом космосе
Мы, видимо, одни.
В холодной мгле летим мы все.
Наш космолет — Земля.
Займемся совместимостью
Команды корабля.
Начнем с рукопожатия,
С вопроса «Как дела?»,
С простейшего понятия
Насчет добра и зла.
Обнимем без смущения
Всех женщин и мужчин,
Как инструмент общения
Кувалду — исключим!
Разгоним стужу лютую,
Чтоб не могла Земля
Остыть до абсолютного
Проклятого нуля.
Пусть хватит человечности
На звездный океан.
Ведь на ладонях вечности
Мы — горсточка семян!
Черная бездна космоса притягивает смелого романтичного человека ХХI века также, как безбрежный океан в IX-XVIIII веках притягивал тогдашних романтиков и флибустьеров. Уже сделаны первые шаги в эту бездну, уже каждый житель Земли видел, как она выглядит из космоса, мы разглядели на Земле многое, что не видно с близкого расстояния. Кто-то скажет: «зачем лететь на Луну, на Марс, что нам это даст?» Такие антигерои рассуждают как кот из мультфильма: «Гаити, Гаити. Нас и здесь хорошо кормят». В познании Вселенной всегда присутствуют два вектора — прагматический и эвристический. В наш век возобладал прагматический вектор познания, отчего равновесие в сознании людей нарушилось и наша цивилизация пошла в «демократический» разнос. Но через 2-3 поколения людям надоест быть голыми прагматиками и всю жизнь гоняться за чистоганом. Тогда снова активизируется эвристическое начало в познании Вселенной и снова войдут в моду песни со словами: «Я верю друзья, караваны ракет помчат нас вперед от звезды до звезды». Помчат не для того, чтобы доставить на Землю руду Х, необходимую для украшения апартаментов, а потому, что это интересно, потому, что это романтично. Эти корабли поведут в бездны космоса наши потомки, которые смогут обуздать свои потребности в материальном для того, чтобы удовлетворить растущие потребности в духовном.
В юности в начале 1960-х я, как многие мои сверстники, мечтал побывать в Космосе, побродить по Луне, по Марсу. Но уже тогда было ясно, что эта моя мечта не осуществится: специальность не ту выбрал, здоровье не позволит пройти комиссию, чтобы попасть в школу космонавтов. Однако мечта эта долго жила в глубине моего сознания. Прошло 40 лет и настало время, когда увидеть и Луну и Марс на фотографиях, побывать там виртуально может каждый желающий. Это стало возможно, когда появился интернет: стало доступно такое количество информации о планетах Солнечной системы, о Галактике, о дальнем Космосе, о чем мы в 60-е и мечтать-то не могли. Луноходы и марсоходы передали на Землю столь детальные фотографии, что создается ощущение присутствия в этих мирах, удаленных от Земли на сотни тысяч (Луна) и даже миллионы километров (Марс).
Но одно дело увидеть — и другое понять то, что ты видишь. Бывая в экспедициях на Земле, я много видел такого, что сразу понять не мог. Например, не мог понять почему слои земные, «пропечатанные» в горных породах, образовавшихся путем осаждения песка и ила в морях и океанах, в горах чаще всего залегают под углом к горизонту, а иногда вообще перпендикулярны земной поверхности. Или: почему в Арктике образуются полигоны, на которые растрескивается грунт в условиях многолетней мерзлоты?
Тем более трудно понять увиденное на детальных фотографиях поверхности Марса. И не только на фотографиях, можно даже походить по Марсу и не понять увиденного и услышанного. Человек смотрит глазами и слушает ушами, но видит и слышит умом. И я задался целью понять, что же запечатлено на марсианских фотографиях, которые в огромном количестве появляются в интернете благодаря NASA. О том, что из этого получилось, можно прочитать на нескольких интернет-страничках на этом сайте.
Никому не навязываю свои объяснения увиденного на Марсе, ни с кем не хочу спорить, но хочу вызывать эвристический интерес к соседней планете, по которой рано или поздно будут путешествовать не только земные роботы, но и живые люди.
Так выглядит планета Марс с расстояния 50 тыс. км. В отличие от Земли, на Марсе не видно морей и океанов, облачность здесь есть, но очень слабая в виде легкой белой вуали. На северном полюсе небольшая ледяная шапка. В экваториальной части обращенного к нам полушария имеется разлом, который называется Гранд Каньоном. Можно различить огромные кольцевые структуры — вулканы, разглядеть кратеры. Кратеров на Марсе заметно меньше, чем на Луне или Меркурии. Кроме Гранд Каньона можно различить несколько мелких разломов. Видны более темные и более светлые территории. Огромный рыжий шар висит в черной бездне Космоса.
Характеристики планеты Марс
Средняя удаленность планеты от Солнца
1,5237а.е. + 227940000 км
Эксцентриситет (вытянутость) орбиты
Наклон орбиты к плоскости эклиптики в градусах
Средняя орбитальная скорость (км/с)
Сидерический период обращения планеты (земных лет)
1,88089 (686,98 дней)
Синодический период (марсианских дней)
Масса по сравнению с Землей (Земля=1)
Экваториальный радиус по сравнению с Землей
Экваториальный радиус в км
Средняя плотность (г/см 3 )
Ускорение силы тяжести на экваторе (м/с 2)
Вторая космическая скорость на экваторе (км/с)
Сидерический период вращения (часов)
Наклонение экватора к орбите (градусы)
2 (Фобос и Деймос)
Состав и внутреннее строение
У Марса сейчас имеется слабое магнитное поле, сила которого составляет около 2% от магнитного поля Земли с противоположной земной полярностью. Из-за намагниченности горных пород в некоторых областях локальные магнитные поля выше основного. По-видимому, имеющее относительно низкую температуру (около 1300°К) и низкую плотность, ядро Марса богато железом и серой, отчего оно жидкое и имеет большую электропроводность. Радиус марсианского ядра порядка 800-1000 км, а масса — около одной десятой всей массы планеты. Частичное плавление мантийных силикатов сопровождается интенсивными вулканическими и тектоническими явлениями. На Марсе зарегистрированы марсотрясения.
Мантия Марса обогащена сернистым железом, заметные количества которого обнаружены и в исследованных поверхностных породах, тогда как содержание металлического железа заметно меньше, чем на других планетах Земной группы. Толщина литосферы Марса — несколько сотен км, толщина марсианской коры — примерно 100 км. Кора богата оливином и железистыми окислами, которые и придают планете ржавый цвет. В поверхностном слое содержится: кремния 21%, железа 12,7%, серы 3,1%.
Экваториальный радиус планеты равен 3394 км, полярный — 3376,4 км. Уровень поверхности в южном полушарии в среднем на 3-4 км выше, чем в северном. Между двумя половинами Марса имеется заметное различие в характере поверхности. Южная часть имеет поверхность, сильно изрытую кратерами. На севере доминирует менее богатая кратерами поверхность. Значительная часть поверхности Марса представляет собой более светлые участки, которые имеют красновато-оранжевую окраску; 25% поверхности — более темные участки серо-зеленого цвета, уровень которых ниже, чем светлых. Перепады высот весьма значительны и составляют в экваториальной области примерно 14-16 км, но имеются большие купола гор Фарсида и равнины Элизий. Самым большим вулканами являются Арсия (27 км) и Олимп (26 км) в возвышенной области Тараис в северном полушарии. Для сравнения щитовые вулканы Гавайских островов на Земле возвышаются над морским дном всего на 9 км. Активные вулканические пояса на Земле в течение геологического времени изменяли свое местоположение из-за постепенного движения континентальных плит, поэтому для «построения» очень высоких конусов вулканов, в отличие от Марса, на Земле не хватало времени. Кроме того, слабое тяготение позволяет изверженному веществу образовывать на Марсе намного более высокие структуры, которые не обрушиваются под собственной тяжестью. Вероятно способствует образованию высоких вулканических гор и быстрое остывание извергнутого вещества в холодной атмосфере Марса.
Разломы, ущелья с ветвящимися каньонами (некоторые из них имеют сотни километров в длину, десятки — в ширину и несколько километров в глубину) говорят о тектонической и вулканической активности Марса. Эти вулканические области расположены на восточном и западном концах огромной системы каньонов — долины Маринер, которая простирается на 5000 км вдоль экваториальной области и при ширине до 120 км имеет среднюю глубину 4-5 км. Вулканические конусы достигают огромных размеров: Арсия, Акреус, Павонис и Олимп — 500-600 км в основании. Диаметр кратера у Арсии — 100, а у Олимпа — 60 км (для сравнения — у величайшего на Земле вулкана Мауна-Лоа на Гавайских островах диаметр кратера всего 6,5 км).
Некоторые особенности рельефа Марса явно напоминают выглаженные ледниками участки. Судя по хорошей сохранности этих форм, не успевших ни разрушиться, ни покрыться последующими наслоениями, они имеют относительно недавнее происхождение. Есть все основания полагать, что воды на Марсе немало. Высказываются предположения, что вода существует и сейчас в виде мерзлоты (криолитозоны). При весьма низких температурах на поверхности (в среднем около 220° К в средних широтах и лишь150° К в полярных областях) на любой открытой поверхности воды быстро образуется толстая корка льда, которая, к тому же, через короткое время заносится пылью и песком. Летом температура на экваторе чуть выше 0°С, а на большей части поверхности средняя температура –23°С. Но благодаря низкой теплопроводимости льда под его толщей местами может оставаться и жидкая вода и, в частности, подледные потоки воды вероятно продолжают и теперь углублять русла некоторых подледных марсианских рек.
Телескопические исследования Марса еще в XIX веке позволили обнаружить сезонные изменения его белх полярных шапок, которые с наступлением осени начинают увеличиваться (в соответствующем полушарии), а весной таять, причем от полюсов на юг распространяются волны потепления. Еще 60 лет назад некоторыми учеными в России и за рубежом высказывалось предположение, что эти волны связаны с распространением растительности по поверхности Марса. Однако позднее полученные данные заставили отказаться от этой гипотезы, возможно, эти сезонные изменения связаны с переносами песка и пыли во время марсианских бурь. В южном полушарии Марса заметно суше, чем в северном, так как южный полюс почти на 6,5 км выше северного, и такой рельеф изменяет циркуляцию атмосферы в этой части планеты. Каждое лето происходит таяние полярных шапок Марса. Углекислый газ, из которого в основном состоит атмосфера Марса, с южного полюса скатывается к экватору, и оттуда направляется в сторону северного полюса, и там добавляется к тому водяному пару и углекислому газу, который есть над северной полярной шапкой. В результате получается, что полярная шапка на северном полюсе по размерам мощнее, чем на южном. Такая картина была получена при компьютерном моделировании атмосферных потоков на Марсе с учетом более высокого положения южного полюса. Если же в предложенную модель, заложить в качестве одного из условий одинаковые высоты для полюсов, то климат в обоих полушариях получится одинаковым.
Сейчас поверхность Марса — безводная пустыня, над которой свирепствуют пыльно-песчаные бури, вздымающие песок и пыль на высоту до десятков километров. Во время этих бурь скорость ветра достигает сотни метров в секунду. Последние исследования Марса «Mars Global Surveyor» и «Mars Odyssey» доказывают, что на глубине не более 5 м находится лед, а на большей глубине возможно и вода в жидком состоянии. Если растопить весь марсианский лед, то его поверхность, по мнению специалистов, покроется океаном глубиной 500 м.
Некоторые крупные области поверхности Марса
Плато Солнца (Solis Planum) — древняя вулканическая равнина на Марсе, лежащая к югу от долины Маринер. При визуальном наблюдении внутри этой области видно изменяющееся темное пятно, благодаря чему вся структура получила популярное название «Марсианский глаз».
Равнина Амазония (Amazonis Planitia) — слабоокрашенная равнина в северной экваториальной области Марса. Породы здесь имеют возраст 10-100 млн. лет. Часть этих пород — застывшая вулканическая лава. Как таковых вулканов в виде гор с кратерами в центре этой равнины нет, а лава или вода изливалась здесь из трещин марсианской коры. На основании исследований этих многослойных структур, образовавшихся в результате повторяющихся извержений, можно сделать вывод о том, что, вполне возможно, вулканические процессы идут на Марсе и сейчас.
Земля Аравия — находится на километр ниже окрестных плоскогорий. Учёные полагают, что этот регион подвергался мощной эрозии. Эрозия на Земле Аравия была возможно была вызвана текущей водой.
Равнина Аргир (Argyre Planitia) — круглая впадина около 900 км в диаметре, расположенная в южном полушарии.
Равнина Аркадия (Arcadia Planitia) — равнина в северном полушарии.
Равнина Утопия (Utopia Planitia) — обширная равнина с небольшим количеством кратеров в северном полушарии, это место посадки АМС «Викинг-2». Панорамные изображения, переданные на Землю спускаемым аппаратом «Викинга», показали, что поверхность здесь усеяна множеством валунов, сложенных из слоистых пород.
Равнина Хриса (Chryse Planitia) — круглое плато в северной экваториальной области Марса. Место посадки зонда «Викинг-1».
Равнина Элизий (Elysium Planitia) — большая вулканическая равнина более 5000 км в поперечнике.
Равнина Эллада (Hellas Planitia) — впадина почти круглой формы диаметром 1800 км. Равнина Эллада, выделяется светлым цветом, раньше ее называли просто «Эллада».
Атмосфера
Разреженная марсианская атмосфера содержит 95,3% углекислоты, 2,7% молекулярного азота и 1,6% аргона, СО(0,06%), Н 2 О в сумме до 0,1%. Состав марсианской атмосферы существенно изменяется в течение года от сезона к сезону. Кислорода в атмосфере очень мало (следы). Атмосферное давление у поверхности составляет 0,7% давления у поверхности Земли. Сильные атмосферные ветры вызывают обширные пылевые бури, которые периодически охватывают всю планету, поднимая пыль на высоту до 20 км. На Марсе наблюдаются разнообразные формы облаков и тумана. Рано утром туман сгущается в долинах, а по мере того, как ветер поднимает охлаждающиеся воздушные массы на возвышенные плато, облака появляются и над высокими горами Фарсида. Зимой северная полярная шапка окутывается завесой ледяного тумана и пыли, называемой полярным капюшоном. Подобное явление в несколько меньшей степени наблюдается и на юге.
Полярные области покрыты тонким слоем льда, который, как полагают, является смесью водяного льда и твердой углекислоты. Изображения с высокой степенью разрешения показывают спиральные образования и страты нанесенного ветром вещества. Северная полярная область окружена рядами дюн. Полярные ледяные шапки увеличиваются и убывают в соответствии со сменой времен года. Марсианский год примерно вдвое длиннее земного, так что времена года здесь также более длинные. Однако из-за относительно высокого эксцентриситета орбиты Марса они имеют неравную продолжительность: лето в южном полушарии короче и теплее лета в северном. Имеется слабый озоновый слой на высоте 36-40 км толщиной 7км, который в 250 раз слабее земного.
Температура поверхности хорошо изучена по наземным наблюдениям в инфракрасных лучах. Температура верхнего слоя грунта во время летнего солнцестояния может подниматься до 0°C. Самая низкая температура была зарегистрирована над зимней полярной шапкой Марса –139°С. При такой температуре конденсируется углекислый газ. Для Марса характерен резкий перепад температур. В плато Солнца и земли Ноя температура изменяется в течение суток от –53 до +22°С летом и от –103 до –43°С зимой. Марс – весьма холодный мир, климат его намного суровее, чем климат в Антарктиде.
Марс долго рассматривался как планета, на которой вероятно существование жизни, что подкреплялось наблюдением полярных ледяных шапок и сезонных изменений. В 1859 г. А. Секкии и, особенно, в 1887 г. Д. Скипарелли (изучал Марс в год максимального сближения Земли и Марса) выдвинули сенсационную гипотезу, что Марс покрыт сетью рукотворных каналов, периодически наполняющихся водой. П. Лоуэлл и другиепосчитали, что они видят систему каналов, которые имеют искусственное происхождение.
Однако информация, полученная советскими АМС «Марсом-2» и «Марсоходом»-3 в 1971 г., а также «Марсом-5» в 1974 г. доказала, что никаких искусственных каналов на Марсе нет. Американские космические аппараты и марсоходы: «Маринер-4» в 1965 г., «Маринер-6″ и -7» в 1969г, «Маринер-9» в 1971г, а также «Викинг-1» и «Викинг-2» в 1976г., «Марс Глобал Сервейор» в 2001г. и другие исследования, проведенные на марсе автоматическими аппаратами в последнее десятилетие предоставили огромную информацию о Марсе.
Источник