На Земле всем формам жизни для выживания необходима вода. Если жизнь когда-либо развивалась на Марсе, то, скорее всего, это происходило в условиях длительного наличия воды. Именно поэтому наши поиски свидетельств жизни на Марсе сосредоточены на областях, где жидкая вода когда-то была стабильной, под поверхностью, где она всё ещё может существовать, или в современных «горячих точках», где гидротермальные бассейны (например, в Йеллоустоне) могут быть пригодны для жизни. Данные, полученные в ходе нескольких миссий НАСА на Марс, свидетельствуют о наличии жидкой воды непосредственно под поверхностью в редких местах, а также на водяном льду на марсианских полюсах. Миссии на Марс также ищут источники энергии, помимо солнечного света, поскольку жизнь на поверхности Марса маловероятна, поскольку «перекиси» разрушают органические (углеродные) молекулы, на которых основана жизнь. На Земле мы находим жизнь во многих местах, где нет солнечного света: в тёмных глубинах океана, внутри горных пород и глубоко под поверхностью. Химическая и геотермальная энергия, например, также являются источниками энергии для форм жизни на Земле. Возможно, крошечные микроорганизмы, обитающие под поверхностью Марса, тоже могут использовать такие источники энергии.

В поисках признаков жизни

Отличить жизнь от неживого – непростая задача, где бы она ни находилась. На Земле мы знаем, какие маркеры, или биосигнатуры, нужно искать, но жизнь на другой планете может сильно отличаться по химическому составу, структуре и другим характеристикам. Разрабатываемые технологии обнаружения жизни помогут нам определить жизнь в неземных терминах, чтобы обнаруживать её во всех формах, которые она может принимать.

Тем временем миссии НАСА на Марсе ищут характерные биосигнатуры текущей и прошлой жизни. Если бы мы знали, где на Марсе находится углерод, который является основой жизни, это многое бы нам рассказало о том, где могла зародиться жизнь. Современная атмосфера Марса состоит в основном из углекислого газа. Любое обнаружение карбонатных минералов, образовавшихся на поверхности Марса в результате химических реакций между водой и атмосферой, стало бы подсказкой о том, что вода присутствовала там долгое время – возможно, достаточно долго для зарождения жизни. Изучая окаменелости в осадочных породах на Земле, которые являются свидетельством прошлой жизни, мы знаем, что только в определённых условиях и типах отложений окаменелости хорошо сохраняются. Мы ищем на Марсе озёра и реки, которые могли оставить после себя подобные отложения.

Такие изображения, как это, полученные камерой HiRISE (High Resolution Imaging Science Experiment) на марсианском орбитальном аппарате NASA Mars Reconnaissance Orbiter, показывают участки марсианской поверхности с беспрецедентной детализацией. На этом снимке видно множество каналов шириной от 1 до 10 метров (примерно от 3 до 33 футов) на уступе в ударном бассейне Эллада.

На снимках, сделанных камерой HiRISE (High Resolution Imaging Science Experiment) на марсианском орбитальном аппарате NASA Mars Reconnaissance Orbiter, видно множество каналов шириной от 3 до 33 футов (от 1 до 10 метров) на уступе в ударном бассейне Эллада.

Климат Марса

Какой сегодня климат на Марсе?

Современный климат Марса регулируется сезонными изменениями ледяных шапок из углекислого газа, перемещением большого количества пыли в атмосфере и обменом водяного пара между поверхностью и атмосферой. Одной из самых динамичных погодных явлений на Марсе являются пылевые бури, которые обычно случаются весной и летом на юге. Эти бури могут охватывать всю планету. Понимание того, как развиваются и растут эти бури, является одной из научных целей.

Эти два снимка, сделанные марсоходом НАСА Curiosity специально для измерения количества пыли внутри кратера Гейл, показывают, что за три дня количество пыли увеличилось из-за сильной марсианской пыльной бури.

Что нынешний климат на Марсе может рассказать о прошлом?

Более глубокое понимание современного климата Марса помогает учёным более эффективно моделировать его поведение в прошлом. Для этого им нужны карты погоды на Марсе и информация о количестве пыли и водяного пара в атмосфере. Наблюдение за планетой в течение одного полного марсианского года (687 земных дней) и в течение нескольких лет подряд помогает нам понять, как Марс ведёт себя в течение сезонного цикла, и приблизиться к пониманию того, как планета меняется на протяжении миллионов лет. Слоистый рельеф полярных регионов Марса также даёт представление о прошлом планеты, подобно тому, как годичные кольца деревьев отражают их историю. Когда и как образовались эти полярные слои? Был ли климат Марса когда-нибудь таким же, как на Земле? И если да, то что произошло, чтобы превратить планету в сухую, холодную, бесплодную пустыню, которой она является сегодня? [Некоторые фантасты спекулировали, что цивилизация Марса была уничтожена ядерной войной. Похоже, это произвело впечатление: в НАСА тоже думают о причинах – МК.] Наши нынешние миссии направлены на то, чтобы ответить на эти важные вопросы.

Геология Марса

Как Марс стал той планетой, которую мы видим сегодня? Чем объясняются различия и сходства между Землёй и Марсом? Изучение геологии Марса помогает ответить на эти вопросы. Мы работаем над тем, чтобы понять относительную роль ветра, воды, вулканизма, тектоники, образования кратеров и других процессов в формировании и изменении поверхности Марса. Например, на Марсе есть невероятно большие вулканы, которые могут быть в 10–100 раз больше, чем на Земле. Одна из причин такой разницы в том, что марсианская кора не движется так, как на Земле, поэтому весь объём лавы скапливается в одном очень большом вулкане.

Эта равномерно слоистая порода, сфотографированная камерой Mast Camera (Mastcam) марсохода Curiosity НАСА, демонстрирует структуру, типичную для осадочных отложений на дне озера недалеко от того места, где в озеро поступала проточная вода.

Магнитные свойства Марса дают представление о внутреннем строении планеты и многом другом.

Обнаружение на Марсе обширных участков с магнитными материалами указывает на то, что когда-то у планеты было магнитное поле, как и у Земли сегодня. Поскольку магнитные поля в целом защищают планеты от многих видов космического излучения, это открытие имеет важное значение для поиска свидетельств прошлой жизни на поверхности Марса. Изучение древнего магнитного поля также даёт важную информацию о внутреннем строении, температуре и составе Марса в прошлом. Наличие магнитных полей также говорит о том, что когда-то Марс был более динамичной планетой, похожей на Землю, чем сегодня.

Камни на Марсе могут рассказать нам об истории планеты и её потенциале для поддержания жизни.

Фундаментальное значение имеют возраст и состав различных типов горных пород на поверхности Марса. Геологи используют возраст горных пород, чтобы определить последовательность событий в истории планеты. Информация о составе горных пород позволяет им понять, что происходило с течением времени. Особенно важно определить породы и минералы, образовавшиеся в присутствии воды. Благодаря постоянно действующим марсианским орбитальным аппаратам, посадочным модулям и марсоходам, оснащенным всё более совершенными инструментами, мы помогаем ответить на многочисленные вопросы, например, какие еще материалы могут находиться в породе и содержать информацию об истории Марса, а также как различные типы горных пород распределены по поверхности.

В поисках признаков жизни в древних марсианских породах

Марсоход NASA «Персеверанс» собирает образцы горных пород для будущей миссии по их сбору и возвращению на Землю. Для заместителя руководителя проекта «Марс-2020» в NASA-JPL Кэти Стэк Морган изучение горных пород важно не только для поиска следов древней жизни, но и в качестве хобби.

Факты о Марсе [сайт НАСА]

Марс – четвёртая планета от Солнца – это пыльный, холодный, пустынный мир с очень разреженной атмосферой. На этой динамичной планете есть времена года, полярные ледяные шапки, потухшие вулканы, каньоны и погода.

Введение

Марс – одно из наиболее изученных тел в нашей Солнечной системе, и это единственная планета, на которую мы отправили марсоходы, чтобы они исследовали инопланетный ландшафт. Миссии НАСА обнаружили множество свидетельств того, что миллиарды лет назад на Марсе было гораздо влажнее и теплее, а атмосфера была более плотной.

Марс был назван римлянами в честь их бога войны, потому что его красноватый цвет напоминал кровь. Египтяне называли его «Хер Дешер», что означает «красный».

Даже сегодня её часто называют «Красной планетой», потому что минералы железа в марсианской почве окисляются, или ржавеют, из-за чего поверхность выглядит красной.

Потенциал для жизни

Ученые не ожидают, что на Марсе в настоящее время есть живые организмы. Вместо этого они ищут признаки жизни, которая существовала давным-давно, когда Марс был теплее и покрыт водой.

Размер и расстояние

Имея радиус 2106 миль (3390 км), Марс примерно в два раза меньше Земли. Если бы Земля была размером с монету в пять центов, Марс был бы размером с малину.

Марс находится на среднем расстоянии 142 миллиона миль (228 миллионов км) от Солнца, то есть на расстоянии 1,5 астрономических единиц. Одна астрономическая единица (сокращённо – а.е.) – это расстояние от Солнца до Земли. С такого расстояния свету требуется 13 минут, чтобы добраться от Солнца до Марса.

Орбита и Вращение

Поскольку Марс вращается вокруг Солнца, он совершает один оборот за 24,6 часа, что очень похоже на один земной день (23,9 часа). Марсианские сутки называются солами – сокращение от «солнечный день». Год на Марсе длится 669,6 сола, что соответствует 687 земным дням.

Ось вращения Марса наклонена на 25 градусов по отношению к плоскости его орбиты вокруг Солнца. Это ещё одно сходство с Землёй, у которой наклон оси составляет 23,4 градуса. Как и на Земле, на Марсе есть чёткие времена года, но они длятся дольше, чем на Земле, поскольку Марсу требуется больше времени, чтобы совершить оборот вокруг Солнца (потому что он находится дальше). И в то время как здесь, на Земле, времена года равномерно распределены в течение года и длятся по 3 месяца (или четверть года), на Марсе времена года различаются по продолжительности из-за эллиптической, яйцевидной орбиты Марса вокруг Солнца.

Весна в северном полушарии (осень в южном) – самый продолжительный сезон, длящийся 194 дня. Осень в северном полушарии (весна в южном) – самый короткий сезон, длящийся 142 дня. Северная зима/южное лето длятся 154 дня, а северное лето/южная зима – 178 дней.

Луны

У Марса есть два маленьких спутника, Фобос и Деймос, которые, возможно, являются захваченными астероидами. Они имеют форму картофелин, потому что их масса слишком мала, чтобы гравитация могла придать им сферическую форму.

Названия лун происходят от имён лошадей, которые везли колесницу греческого бога войны Ареса.

Фобос, самый близкий и крупный спутник, покрыт множеством кратеров и глубоких борозд. Он медленно приближается к Марсу и примерно через 50 миллионов лет врежется в планету или расколется.

Деймос примерно в два раза меньше Фобоса и вращается вокруг Марса в два с половиной раза дальше. Деймос необычной формы покрыт рыхлой грязью, которая часто заполняет кратеры на его поверхности, из-за чего он кажется более гладким, чем покрытый оспинами Фобос.

Кольца

У Марса нет колец. Однако через 50 миллионов лет, когда Фобос столкнётся с Марсом или распадётся на части, он может создать пылевое кольцо вокруг Красной планеты.

Формирование

Когда Солнечная система сформировалась в нынешнем виде около 4,5 миллиардов лет назад, Марс образовался, когда гравитация притянула вращающиеся газ и пыль и они стали четвёртой планетой от Солнца. Марс примерно в два раза меньше Земли, и, как и другие планеты земной группы, он имеет центральное ядро, каменистую мантию и твёрдую кору.

Структура

В центре Марса находится плотное ядро радиусом от 930 до 1300 миль (от 1500 до 2100 км). Оно состоит из железа, никеля и серы. Ядро окружено каменистой мантией толщиной от 770 до 1170 миль (от 1240 до 1880 километров), а над ней находится кора, состоящая из железа, магния, алюминия, кальция и калия. Толщина этой коры составляет от 6 до 30 миль (от 10 до 50 км).

Поверхность

На самом деле Красная планета имеет множество оттенков. На поверхности мы видим такие цвета, как коричневый, золотой и бежевый. Марс выглядит красноватым из-за окисления – или ржавления – железа в горных породах, реголите (марсианской «почве») и марсианской пыли. Эта пыль поднимается в атмосферу и издалека делает планету в основном красной.

Интересно, что, хотя диаметр Марса примерно в два раза меньше диаметра Земли, площадь его поверхности почти такая же, как площадь суши на Земле. Вулканы, ударные кратеры, движения земной коры и атмосферные явления, такие как пылевые бури, на протяжении многих лет изменяли ландшафт Марса, создавая одни из самых интересных топографических особенностей Солнечной системы.

Большая система каньонов под названием Valles Marineris простирается от Калифорнии до Нью-Йорка – более чем на 3000 миль (4800 км). Этот марсианский каньон имеет ширину 200 миль (320 км) и глубину 4,3 мили (7 км). Он примерно в 10 раз больше Большого каньона на Земле.

На Марсе находится самый большой вулкан в Солнечной системе – Олимп. Он в три раза выше Эвереста на Земле, а его основание размером с штат Нью-Мексико.

Судя по всему, в прошлом Марс был покрыт водой: на его поверхности есть древние речные долины, дельты и озёра, а также породы и минералы, которые могли образоваться только в жидкой воде. Некоторые особенности указывают на то, что около 3,5 миллиардов лет назад на Марсе происходили масштабные наводнения.

Сегодня на Марсе есть вода, но марсианская атмосфера слишком разрежена, чтобы жидкая вода могла долго существовать на поверхности. Сегодня вода на Марсе находится в виде водяного льда непосредственно под поверхностью в полярных регионах, а также в соленой воде, которая сезонно стекает по склонам некоторых холмов и стенкам кратеров.

Атмосфера

У Марса разреженная атмосфера, состоящая в основном из углекислого газа, азота и аргона. Для наших глаз небо было бы туманным и красным из-за взвешенной в воздухе пыли, а не привычным голубым, как на Земле. Разреженная атмосфера Марса не обеспечивает особой защиты от столкновений с такими объектами, как метеориты, астероиды и кометы.

Температура на Марсе может достигать 70 градусов по Фаренгейту (20 градусов по Цельсию) или опускаться примерно до -225 градусов по Фаренгейту (-153 градуса по Цельсию). А поскольку атмосфера очень разреженная, тепло от Солнца легко покидает эту планету. Если бы вы стояли на поверхности Марса на экваторе в полдень, у ваших ног была бы весна (75 градусов по Фаренгейту или 24 градуса по Цельсию), а в голове – зима (32 градуса по Фаренгейту или 0 градусов по Цельсию).

Иногда ветры на Марсе бывают достаточно сильными, чтобы вызывать пылевые бури, которые покрывают большую часть планеты. После таких бурь могут пройти месяцы, прежде чем пыль осядет.

Магнитосфера

Сегодня у Марса нет глобального магнитного поля, но участки марсианской коры в южном полушарии сильно намагничены, что указывает на следы магнитного поля, существовавшего 4 миллиарда лет назад.