Mars – den röda planeten: fakta, geologi och rymdutforskning

Mars är en jordplanet och består av sten. Marken där är röd på grund av järnoxid (rost) i stenarna och dammet. Planetens atmosfär är mycket tunn. Den består mestadels av koldioxid med lite argon och kväve och små mängder av andra gaser, inklusive syre. Temperaturen på Mars är kallare än på jorden, eftersom den ligger längre bort från solen och har mindre luft som håller värmen kvar. Det finns vattenis och frusen koldioxid vid nord- och sydpolen. Mars har inget flytande vatten på ytan nu, men tecken på avrinning på ytan orsakades troligen av vatten.

Den genomsnittliga tjockleken på planetens skorpa är cirka 50 km, med en maximal tjocklek på 125 km.

Mars har två små månar, Phobos och Deimos.

Mars månars ursprung är okänt och kontroversiellt. En teori är att månarna är fångade asteroider. Månarnas nästan cirkulära banor och låga lutning i förhållande till Mars ekvator stämmer dock inte överens med hypotesen om att de har fångats.

Uppskattningarna av den massa som kastas ut vid en nedslag av Borealis-storlek varierar. Simuleringar tyder på att en kropp med en storlek på ungefär 0,02 marsmassa (~0,002 jordmassor) kan ge upphov till en betydande skiva av spillror i Mars omloppsbana. En stor del av materialet skulle stanna nära Mars. Det finns flera andra stora nedslagsbassänger på Mars som också skulle kunna ha kastat ut tillräckligt mycket skräp för att bilda månarna.

Brist på magnetfält

Mars har inget globalt magnetfält. Trots detta visar observationer att delar av planetens skorpa har magnetiserats. Detta tyder på att polaritetsomkastningar har förekommit tidigare. Denna paleomagnetism liknar de magnetiska strimmor som finns på jordens havsbottnar. En teori är att dessa band tyder på plattektonisk aktivitet på Mars för fyra miljarder år sedan, innan planetens dynamo slutade fungera och planetens magnetfält avtog.

Rotation

En dag på Mars kallas sol och är lite längre än en dag på jorden. Mars roterar på 24 timmar och 37 minuter. Den roterar på en lutande axel, precis som jorden, så den har fyra olika årstider. Av alla planeter i solsystemet är årstiderna på Mars de mest jordlika, på grund av deras liknande axelvinkel. Längden på Mars årstider är nästan dubbelt så lång som jordens, eftersom Mars större avstånd från solen gör att Mars år är nästan två jordår långt.

Temperaturen på Mars yta varierar från låga temperaturer på cirka -143 °C (-225 °F) (vid vinterpolarna) till höga temperaturer på upp till 35 °C (95 °F) (under ekvatorialsommaren). De stora temperaturskillnaderna beror främst på den tunna atmosfären som inte kan lagra mycket solvärme. Planeten befinner sig också 1,52 gånger så långt från solen som jorden, vilket gör att den bara får in 43 % av mängden solljus.

Vatten

En rapport från 2015 säger att de mörka strecken på Marsianens yta har påverkats av vatten.

Flytande vatten kan inte existera på Mars yta på grund av det låga atmosfäriska trycket (det finns inte tillräckligt med luft för att hålla kvar det), utom på de lägsta höjderna under korta perioder. De två polarisarna verkar till stor del bestå av fruset vatten. Mängden is i den södra polarisens platåglaciär skulle, om den smälte, räcka för att täcka hela planetens yta på 11 meters djup. En permafrostmantel sträcker sig från polen till latituder på cirka 60°.

Geologiska bevis som samlats in av obemannade uppdrag tyder på att Mars en gång i tiden hade mycket flytande vatten på sin yta. År 2005 visade radardata att det fanns stora mängder vattenis vid polerna och på de mellersta breddgraderna. Marsrovern Spirit tog prov på kemiska föreningar som innehåller vattenmolekyler i mars 2007. Landaren Phoenix hittade vattenis i ytlig Marsjord i juli 2008. Landformer som ses på Mars tyder starkt på att flytande vatten någon gång funnits på planetens yta. Stora markområden har skrapats och eroderats.

Polarkapslar

Mars har två permanenta polarisar. Under polernas vinter ligger den i ett konstant mörker, vilket kyler ner ytan och gör att 25-30 % av atmosfären avsätts i plattor av CO ₂is (torris). När polerna återigen utsätts för solljus sublimerar den frusna CO₂ (förvandlas till ånga) och skapar enorma vindar som sveper bort polerna så snabbt som 400 km/h. Varje säsong förflyttar detta stora mängder damm och vattenånga, vilket ger upphov till jordliknande frost och stora cirrusmoln och dammstormar. Moln av vatten-is fotograferades av Opportunity-rovern 2004.

Polarkapslarna på båda polerna består huvudsakligen av vattenis.

Atmosfär

Mars har en mycket tunn atmosfär med knappt något syre (den består mestadels av koldioxid). Eftersom det finns en atmosfär, hur tunn den än är, ändrar himlen färg när solen går upp och ner. Stoftet i Mars atmosfär gör att solnedgångarna på Mars blir något blåa. Mars atmosfär är för tunn för att skydda Mars från meteorer, vilket är en del av anledningen till att Mars har så många kratrar.

Meteoritkratrar

Efter att planeterna bildats upplevde alla det "sena tunga bombardemanget". Ungefär 60 % av Mars yta visar spår av nedslag från den tiden. En stor del av den återstående ytan ligger troligen över de enorma nedslagsmassor som orsakades av dessa händelser. Det finns bevis för en enorm nedslagsmiljö på norra halvklotet av Mars som är 10 600 x 8 500 km stor, dvs. ungefär fyra gånger större än den största nedslagsmiljö som tidigare varit känd. Detta tyder på att Mars träffades av en kropp av Pluto-storlek för cirka fyra miljarder år sedan. Händelsen tros vara orsaken till skillnaden mellan Marshalvklotet. Det skapade den släta Borealisbassängen som täcker 40 procent av planeten.

Vissa meteoriter träffade Mars med så stor kraft att några bitar av Mars flög ut i rymden - till och med till jorden! Ibland hittas stenar på jorden som innehåller kemikalier som är exakt likadana som de som finns i Mars stenar. Dessa stenar ser också ut att ha fallit väldigt snabbt genom atmosfären, så det är rimligt att tro att de kom från Mars.

Senaste träffar

Rymdsonden Insight upptäckte seismiska vågor från de största meteoritnedslag som någonsin setts på Mars.

Geografi

På Mars finns det högsta kända berget i solsystemet, Olympus Mons. Olympus Mons är cirka 27 kilometer högt. Det är mer än tre gånger så högt som jordens högsta berg, Mount Everest. Det är också hemvist för Valles Marineris, det tredje största spricksystemet (canyon) i solsystemet, 4 000 km långt.

Våra dokument om att observera och registrera Mars börjar med gamla egyptiska astronomer under det andra årtusendet f.Kr.

Babyloniska astronomer gjorde detaljerade observationer av Mars position och utvecklade metoder för att med hjälp av matematik förutsäga planetens framtida position. De gamla grekiska filosoferna och astronomerna utvecklade en modell av solsystemet med jorden i centrum ("geocentriskt") i stället för solen. De använde denna modell för att förklara planetens rörelser. Vediska och islamiska astronomer uppskattade Mars storlek och dess avstånd från jorden. Liknande arbete utfördes av kinesiska astronomer.

På 1500-talet föreslog Nikolaj Kopernikus en modell för solsystemet där planeterna följer cirkulära banor runt solen. Denna "heliocentriska" modell var början på den moderna astronomin. Den reviderades av Johannes Kepler, som gav en elliptisk bana för Mars som bättre stämde överens med våra observationer.

De första observationerna av Mars med teleskop gjordes av Galileo Galilei 1610. Inom ett århundrade upptäckte astronomer tydliga albedoegenskaper (förändringar i ljusstyrka) på planeten, inklusive den mörka fläcken och polarisarna. De kunde också fastställa planetens dag (rotationsperiod) och axiella lutning.

Bättre teleskop som utvecklades i början av 1800-talet gjorde det möjligt att kartlägga de permanenta albedoegenskaperna på Mars i detalj. Den första grova kartan över Mars publicerades 1840 och följdes av bättre kartor från och med 1877. Astronomer trodde felaktigt att de hade upptäckt det spektroskopiska märket av vatten i Marsatmosfären, och idén om liv på Mars blev populär bland allmänheten.

Gula moln på Mars har observerats sedan 1870-talet, och dessa moln var vindblåst sand eller damm. Under 1920-talet mättes temperaturen på Mars yta, den varierade mellan -85 och 7^o C. Atmosfären på planeten visade sig vara torr och innehöll endast spår av syre och vatten. År 1947 visade Gerard Kuiper att den tunna marsianska atmosfären innehöll mycket koldioxid, ungefär dubbelt så mycket som den mängd som finns i jordens atmosfär. Internationella astronomiska unionen fastställde 1960 de första standardnamnen på Mars yta.

Sedan 1960-talet har flera rymdfarkoster och rovers skickats ut för att utforska Mars från omloppsbana och från ytan. Planeten har fortsatt att observeras av mark- och rymdbaserade instrument inom ett brett spektrum av det elektromagnetiska spektrumet (synligt ljus, infrarött ljus och andra). Upptäckten av meteoriter på jorden som kommer från Mars har möjliggjort laboratorieundersökningar av de kemiska förhållandena på planeten.

Marsianska "kanaler

Under oppositionen 1877 använde den italienske astronomen Giovanni Schiaparelli i Milano ett 22 cm teleskop för att ta fram den första detaljerade kartan över Mars. Det som fångade folks uppmärksamhet var att kartorna hade drag som han kallade canali. Dessa visade sig senare vara en optisk illusion (inte verkliga). Dessa canali var förmodligen långa raka linjer på Mars yta som han gav namn på kända floder på jorden. Hans begrepp canali blev populärt felöversatt på engelska som kanaler och trodde att de var skapade av intelligenta varelser.

Andra astronomer trodde också att de kunde se kanalerna, särskilt den amerikanske astronomen Percival Lowell som ritade kartor över ett konstgjort nätverk av kanaler på Mars.

Även om dessa resultat var allmänt accepterade, var de omtvistade. Den grekiske astronomen Eugène M. Antoniadi och den engelske naturforskaren Alfred Russel Wallace var emot idén; Wallace var extremt frispråkig. I takt med att större och bättre teleskop användes observerades färre långa, raka canali. Vid en observation 1909 av Flammarion med ett 84 cm (33 tum) teleskop observerades oregelbundna mönster, men inga canali sågs.

Eftersom Mars är en av de planeter i solsystemet som ligger närmast jorden har många undrat om det finns något slags liv på Mars. I dag vet vi att det eventuella livet skulle vara en enkel organism av bakterietyp.

Meteoriter

NASA har en katalog över 34 Marsmeteoriter, det vill säga meteoriter som ursprungligen kom från Mars. Dessa tillgångar är mycket värdefulla eftersom de är de enda tillgängliga fysiska proverna från Mars.

Studier vid NASA:s Johnson Space Center visar att minst tre av meteoriterna innehåller möjliga bevis på tidigare liv på Mars, i form av mikroskopiska strukturer som liknar fossila bakterier (så kallade biomorfer). Även om de insamlade vetenskapliga bevisen är tillförlitliga och stenarna är korrekt beskrivna, är det oklart vad som fick stenarna att se ut som de gör. Hittills försöker forskarna fortfarande komma överens om det verkligen är bevis på enkelt liv på Mars.

Under de senaste decennierna har forskarna kommit överens om att när man använder meteoriter från andra planeter som hittats på jorden (eller stenar som tagits med tillbaka till jorden), krävs olika saker för att man ska kunna vara säker på att det finns liv. Dessa saker är bland annat följande:

1. Kom stenen från rätt tid och plats på planeten för att liv skulle kunna existera?
2. Innehåller provet spår av bakterieceller (finns det fossiler av något slag, även om de är mycket små)?
3. Finns det några bevis på biomineraler? (mineraler som vanligtvis orsakas av levande varelser)
4. Finns det några bevis för isotoper som är typiska för liv?
5. Är dessa egenskaper en del av meteoriten och inte en förorening från jorden?

För att människor ska kunna enas om tidigare liv i ett geologiskt prov måste de flesta eller alla dessa saker vara uppfyllda. Detta har ännu inte skett, men undersökningar pågår fortfarande. Nya undersökningar av de biomorfer som hittats i de tre meteoriterna från Mars pågår.

Vattnets betydelse

Flytande vatten är nödvändigt för liv och ämnesomsättning, så om det fanns vatten på Mars ökar chanserna för att liv ska utvecklas. Viking-omloppsfarkosterna hittade bevis på möjliga floddalar i många områden, erosion och, på södra halvklotet, förgrenade vattendrag. Sedan dess har även rovers och omloppsfarkoster tittat närmare och till slut visat att det fanns vatten på ytan en gång i tiden, och att det fortfarande finns kvar som is i polarisarna och under jorden.

Idag

Hittills har forskarna inte hittat något liv på Mars, vare sig levande eller utdöende. Flera rymdsonder har åkt till Mars för att studera den. Några har gått i omloppsbana runt planeten och några har landat på den. Det finns bilder av Mars yta som sänds tillbaka till jorden av sonderna. Vissa människor är intresserade av att skicka astronauter till Mars. De skulle kunna göra en bättre sökning, men att få dit astronauter skulle vara svårt och dyrt. Astronauterna skulle vara i rymden i många år, och det skulle kunna vara mycket farligt på grund av strålningen från solen. Hittills har vi bara skickat obemannade sonder.

Den senaste sonden till planeten är Mars Science Laboratory. Den landade på Aeolis Palus i Gale Crater på Mars den 6 augusti 2012. Den hade med sig en mobil utforskare som kallas Curiosity. Det är den mest avancerade rymdsonden någonsin. Curiosity har grävt upp Marsjord och studerat den i sitt laboratorium. Den har hittat svavel, klor och vattenmolekyler.

Populärkultur

Några kända historier har skrivits om denna idé. Författarna använde namnet "marsianer" för intelligenta varelser från Mars. År 1898 skrev H. G. Wells The War of the Worlds, en berömd roman om marsmänniskor som attackerar jorden. År 1938 sände Orson Welles en radioversion av denna berättelse i USA, och många människor trodde att det verkligen hände och blev mycket rädda. Med början 1912 skrev Edgar Rice Burroughs flera romaner om äventyr på Mars.