Пользователь
0,0
рейтинг
5 мая 2014 в 14:07

Марс вчера и сегодня. Краткая хроника роботов-геологов из песочницы


Со времен пролета советской станции Марс 1 в 1963г, в окрестностях красной планеты побывало четыре десятка искусственных посланцев Земли, более 10 аппаратов достигли поверхности планеты. В сумме было получено огромное количество информации, изменившее навсегда наши представления о красной планете. Из возможной колыбели высших форм жизни, Марс предстал сухим и холодным миром.

Впрочем, этот мир был таким не всегда. Геологическое прошлое Марса разделяется на три периода:

Нойская эра

Начинается с образованием поверхности Марса более 4 млрд лет назад. Для регионов, формировавшихся в те времена свойственны огромные ударные кратеры на поверхности Марса в сотни и тысячи километров. Эти зоны занимают основную часть южного полушария планеты, где совершали посадки первые аппараты, достигшие поверхности Марса – Марс 2, 3 и 6. Эти же регионы были первыми, которые были сняты во время первого удачного пролета аппарата Mariner 4 в 1964г.



В ту эру Марс обладал очень плотной атмосферой и внушительной гидросферой – глобальными океанами. Причем марсоход Opportunity, работающий на Марсе вот уже 10 лет, примарсившийся недалеко от древних кратеров Эребус и Индевор, обнаружил в них убедительные доказательства существования пресной воды миллиарды лет назад. Тогда же Марс располагал полноценным магнитным полем, остатки которого впервые зафиксированы советскими станциями Марс 2, 3 и 5 (оно в 500 раз слабее земного), а так же тектоникой плит, как на Земле (аппарат Mars Global Surveyor).

Гипотетические океаны Марса к концу нойской эры:



Конец нойской эпохи ознаменовался прекращением Тяжелой Бомбардировки 3,5 — 3,7 млрд лет назад, во время которой и образовалось большинство выше упомянутых кратеризированых регионов. Поверхность нашей Луны так же приняла свой современный вид в ту эпоху. Тогда же образовался и 154 км кратер Гейла, который в следующие эпохи, как и кратер Гусева, будет заполнен водой.

Гесперийская эра

Геология Марса определяется уже не метеоритными ударами, а началом вулканической активности. Эта эра была промежуточной, во время которой начали формироваться крупные вулканы провинции Фарсида – Олимп, горы Арсия, Павлина и Аскрийская, a так же нагорья Элизиума. По наиболее популярной среди ученых гипотезе, данная активность могла быть отголоском столкновения Марса с крупным планетоидом поперечником в 2000км на заре своего существования. Этим бы объяснялось появление гигантского Северного Басейна на Марсе.



Уже в гесперийскую эру Марс располагал постоянной гидросферой – океан, занимавший северные равнины по объему был сравним с нынешним Северным Ледовитым океаном на Земле. В этом приполярном регионе, орбитальный аппарат Odyssey обнаружил огромные залежи льда под поверхностью, что было подтверждено успешной работой примарсившегося здесь аппарата Phoenix. Еще один океан занимал низменность Утопия (Utopia planitia), в северном полушарии, выбранном для места работы Viking 2. В низких и умеренных широтах было множество рек и озер (кратер Гейла, кратер Гусева).Образование провинции Фарсида (Тарсис) вероятно привело к появлению гигантского каньона известного как долины Маринера. Каньон был обнаружен первым искусственным спутником Марса – Mariner 9 в 1971 году.

Вулканы региона Фарсида (Тарсис), слева крупнейший в солнечной системе вулкан Олимп. Справа крупнейший каньон в солнечной системе долины Маринера.



Марс гесперийской эры:



Огромные ледники на высоких плато южнее этого региона, подтапливаясь, текли через долины Маринера в северную равнину Хриса, провоцируя огромные потопы. На этой равнине, еще давно заинтересовавшей ученых (благодаря работе Mariner 9), в 70ых работал аппарат Viking 1.

Амазонийская эра

К началу следующей, Амазонийской эры 2,5 млрд лет назад, Марс располагал плотной атмосферой аналогичной Земной, с высокими температурами (до +30) и давлением до 1 бара (около 100 000 Па). Тогда же образовалась долина Ареса (южнее равнины Хриса), через которую в Северный океан из южных нагорий стекал поток крупнее Амазонки. В этой долине в 97ом году работал Mars Pathfinder.

Долина Ареса (указанна стрелками), «впадающая» на равнину Хриса:



Амазонийская эра характеризуется долгим процессом катастрофического изменения климата Марса. Сформировались крупнейшие вулканические регионы Элизиума и Фарсиды, появлялись и исчезали моря и океаны. Примерно 1 млрд лет назад Марс принял современный вид. Скорее всего, причина в постепенном остывании недр Марса, рассеянии ее атмосферы в виду низкой гравитации и огромными перепадами температур в геологических масштабах времени, вызванные неустойчивостью оси суточного вращения планеты (устойчивость Земной оси поддерживается Луной).

Современный Марс:



Наиболее интересна возможность существования жизни на планете во влажные и теплые времена, не исключено что она могла существовать на стыке гесперийской и амазонийской эпох (а возможно и сегодня). Уточнение геологического прошлого Марса могло бы пролить свет на этот вопрос. С этой точки зрения осадочные породы покрывающие гору Эолиды (бывш. гора Шарпа) в центре кратера Гейла, представляют исключительный интерес. Предположительно они накапливались в течении 2 млрд лет и могут многое поведать о прошлом планеты и процессах происходивших в озере, в древности заполнявшем кратер.

Кратер Гейла и место посадки Curiosity / Оригинальное видео посадки марсохода в кратер Гейла:





Первоначально в кратер Гейла должен был спуститься марсоход Spirit, но из-за недостаточной совершенности технологий того времени, выбор был сменен на кратер Гусева. Сегодня гора Эолиды главная цель марсохода Curiosity.

По данным орбитальных аппаратов Mars Global Surveyor, Mars Odyssey, Mars Reconnaissance Orbiter и во многом благодаря работе европейского аппарата Mars Express, водные запасы северной и южной полярных шапок Марса оцениваются в 2,4 млн км3 (вчетверо больше запасов Черного моря). А с учетом зафиксированных запасов под поверхностью Марса – 52 млн км3 воды, что почти в три раза больше объема Северного Ледовитого океана.

Южная полярная шапка Марса, спектрометр Mars Express. Светло-розовым цветом отмечен «сухой» лед (СО2), от зеленого до синего преимущественно водяной лед:



Видео орбитального движения Mars Express:



Атмосферное давление на Марсе равно примерно 700 па, сильно завися от высоты. При таких условиях существование жидкой воды на поверхности невозможно. За исключением дна долин Маринера и области Эллада (Hellas Planitia) в южном полушарии планеты. Так как они находятся на 7 км ниже средне марсианского уровня, атмосферное давление там вдвое выше обычного – до 1400 Па, что допускает существование жидкой воды на поверхности при температурах от 0 до 10°C (обычные летние температуры в этих широтах). Предельно низкое давление, которое способен вынести человек, выше в 30 раз – 35 000 Па.

Однако условия на Марсе не отвергают возможность существования примитивной жизни приспособленной к экстремальным условиям (как экстремофилы на Земле). Тем более что климатические изменения на Красной планете происходили достаточно медленно, что бы живые организмы могли к ним приспособиться. Во всяком случае тесты на присутствие живой органики, проведенные аппаратами серии Viking в 70ых, не позволили сделать однозначные выводы на этот счет.
@praporweg
карма
91,7
рейтинг 0,0
Реклама помогает поддерживать и развивать наши сервисы

Подробнее
Реклама

Самое читаемое

Комментарии (14)

  • +4
    praporweg, догоните Zelenyikot по количеству постов о Марсе, а мы будем просвещаться.
  • 0
    >> Однако условия на Марсе не отвергают возможность существования примитивной жизни приспособленной к экстремальным условиям

    Вот сразу примитивной… а если такие условия создали намного более сложные и далеко не примитивные виды? Это ж мы их найти не можем, кто сказал что они не смеются над нами?
    • +5
      Биологическая прогрессивная эволюция условно подчиняется тем же законам, что и технологический прогресс. Я собственно о законе Мура. Т.е. чем сложнее система, тем быстрее она развивается, как снежный ком. Потому на Земле эволюция одноклеточных продолжалась значительно дольше, чем развитие от рыбы до человека (3 млрд лет, против 500млн). И это в более или менее постоянных условиях и верном увеличении энергии получаемой от Солнца. На Марсе все было наоборот, воды становилось все меньше, климат холоднее, радиации больше. Потому крайне сомнительно что там дело дошло хотя бы до губок.
      • 0
        Я согласен, мы так думаем и понимаем, нам так доказали и это истинна. Тут я даже не спорю, но если мы говорим о надеждах и вере в то, что на Марсе есть жизнь, и не БЫЛА а ЕСТЬ, то возможно там не работают наши законы эволюции, возможно там нет привычных нам губок или инфузорий или еще бог знает чего\кого. Я просто предположил, что там все было не так, что не наличие/отсутствие нужного кол-ва воды сыграло роль, а что-то другое, что привело к появлению более развитых видов, хотя и написал это с чувством иронии.
        • +2
          Если охватить не только биологию и технологии, но и историко-культурные процессы, то мы заметим что там тоже действуют законы очень схожие с биологической эволюцией. Об этом подробно написано в «Эгоистичном гене» Докинза («меметика»). Потому само собой напрашивается идея о универсальности этих природных механизмов. Как к примеру используя один и тот же язык программирования можно создавать разнообразные программы и алгоритмы приспособленные к определенным задачам, так и жизнь на разных планетах может развиваться по схожим принципам, отличаясь лишь в виду разных условий адаптаций.
    • 0
      Мне вот интересно, почему в большинстве случаев по умолчанию подразумевается, что внеземные цивилизации намного опередили землян в своем развитии (технологии, интеллект, оружие и.т.д.). Может все наоборот и большая часть из них еще с каменными дубинками за местными мамонтами бегают?
      • 0
        Обычно, такое умолчание используют в ситуациях, когда рассматривают прилет этих самых внеземных цивилизаций на Землю или потенциальную возможность обнаружить нас с больших расстояний, а в этом случае опережение точно есть и очень существенное.

        А дальше по аналогии распространяют и на те ситуации, когда мы куда-то прилетели и что-то там обнаружили или не обнаружили.
  • 0
    >>Во всяком случае тесты на присутствие живой органики, проведенные аппаратами серии Viking в 70ых, не позволили сделать однозначные выводы на этот счет.

    Интересно, а каковы были причины неоднозначности?
    • +1
      Феникс нашел в почве Марса перхлораты, которые очень агрессивны к органической жизни. Потому и предположили что образцы Викингов могли быть смешаны с перхлоратами, а то и вовсе они искали в неудачном месте (тесты в Антарктиде так же дают однозначно негативные результаты, хотя жизнь там есть, правда в скальных породах).
  • –1
    del
  • +3
    Долгий процесс катастрофического изменения — оксюморон. В толковом словаре Ожегова — 2. Неожиданное и грандиозное событие в истории планеты, влияющее на её дальнейшее существование (спец.).
  • 0
    Если Марс потерял атмосферу из-за низкой гравитации, как она вообще могла там образоваться (накопиться) изначально? Неужели деятельность вулканов может дать настолько положительный баланс?
    • +3
      Я конечно не эксперт в этом вопросе, но скорее всего, атмосфера могла существовать благодаря довольно сильному магнитному полю Марса, но в следствии остывания ядра, магнитное поле Марса сильно ослабло и более не могло противостоять солнечному ветру, в итоге атмосферу просто «сдуло».
  • 0
    Ну если есть вода — то сколько времени затратится на терраформирование до уровня Земли? Если скажем убрать ограничения по энергетике? Лет 500 хватит?

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.