Планети земної групи. Планета Марс

1. Презентація на тему:

2. Основні характеристики

Планети земної групи мають високу густину та
складаються переважно з силікатів та
металізованого заліза (на відміну від газових
гігантів та льодових карликових планет,
об'єктів пояса Койпера та хмари Оорта).
Найбільша планета земної групи — Земля,
більше ніж у 14 разів поступається в масі
найменшому газовому гіганту — Урану, але при
цьому у 400 разів масивніша найбільшого
об'єкта поясу Койпера.

3. Всі планети земної групи мають таку будову:

у центрі планети залізне ядро з невеликою кількістю нікелю.
мантія складається з силікатів
кора, яка виникла через часткове плавлення мантії
складається також з силікатних порід. З поміж планет земної
групи тільки у Меркурія немає кори, оскільки вона була
розбита в результаті метеоритних бомбардувань. Земля
відрізняється від інших планет групи наявністю великої
кількості гранітів у корі.
Дві планети земної групи (Земля та Марс) мають
супутники і жодна зі всіх чотирьох планет групи
не має кілець.

4. Екзопланети земного типу

Вважається, що на планетах земної групи
найвірогіднішим є виникнення життя, тому до
пошуку таких планет прикута дуже прискіплива
увага. Так у грудні 2005 року вчені з Інституту
космічних наук (Каліфорнія) повідомили про
відкриття схожої до Сонця зірки біля якої,
можливо, формуються скелясті планети.

5. Планета Марс

6. Загальна характеристика

Марс — невелика планета, більша за Меркурій, але майже вдвічі
менша від Землі за діаметром. Марс має екваторіальний
радіус 3396 км і середній полярний радіус 3379 км (обидва
значення точно визначені космічним апаратом «Mars Global
Surveyor», який почав свою місію на орбіті навколо
планети 1999 року). Маса Марса становить 6,418×1023 кг, що
вдесятеро менше за масу Землі, а прискорення вільного
падіння на його поверхні — 3,72 м/с². Це означає, що об'єкти на
Марсі важать лише третину своєї земної ваги.
Планета земного типу з розрідженою атмосферою. На Марсі
є метеоритні кратери, як на Місяці, вулкани,долини і пустелі,
подібні до земних. Тут розташована гора Олімп (22 456 м),
найвища відома гора в Сонячній системі, і Долина Марінер —
величезна рифтоподібна система каньйонів[1]. На додаток до
особливостей — період обертання Марса і сезонні цикли також
подібні до земних.

7. Температурний режим та атмосфера

Через більшу віддаленість від Сонця Марс отримує на 57% менше енергії, ніж Земля.
Середньорічна температура там −60° С. Температура поверхні протягом доби істотно
змінюється. Наприклад, у південній півкулі на широті 50 градусів температура в середині осені
змінюється від −18 градусів (опівдні) до −63 градусів (увечері). Однак на глибині 25 м під
поверхнею температура практично постійна −60° С і не залежить від сезону. Максимальні
значення температури поверхні не перевищують декількох градусів вище 0 °C, а мінімальні
значення, зареєстровані на північній полярній шапці, — мінус 138 °C.
Атмосфера Марса досить розріджена. Атмосферний тиск на поверхні змінюється від 0,3
мбар (на горі Олімп) до 12 мбар, із середнім тиском на поверхні близько 6,1 мбар. Це в 160
разів менше тиску на рівні моря нашої планети (1 бар). Висота однорідної
атмосфери становить близько 11 км, вона більша, ніж на Землі (8 км) через нижчу гравітацію.
Атмосфера на Марсі складається з 95% вуглекислого газу, 3% азоту, 1,6% аргону й містить
сліди кисню й води. Атмосфера дуже запилена через велику кількість мікрочастинок близько
1,5 µm у діаметрі, які надають марсіанському небу рудувато-коричневого відтінку, якщо
дивитися з поверхні планети.

8. Рельєф

У наземний телескоп на поверхні Марса можна розрізнити лише темні та світлі ділянки
розміром у сотні й тисячі кілометрів — деталі альбедо. Зокрема, добре видно білі полярні
шапки. Ще наприкінці XVIII століття видатний англійський астроном В. Гершель помітив, що
розміри полярних шапок змінюються залежно від сезону. Улітку шапки випаровуються й
зменшуються, причому одночасно з полярних ділянок у помірні широти поширюється
«хвиля потемніння» ділянок поверхні.
Наприкінці XIX століття італійські астрономи А. Секкі і Дж. Скіапареллі повідомили, що
неодноразово спостерігали на Марсі довгі тонкі темні лінії, які нагадують мережу каналів, і
наче зв'язують полярні й помірні зони планети. Однак не всі астрономи поділяли цю думку.
Справа в тому, що ці лінії спостерігалися на межі роздільної здатності. У таких випадках
окремі плями зорово поєднуються в лінії. На фотографіях поверхні Марса, отриманих за
допомогою космічних станцій, видно багато долин і тріщин, однак ототожнити їх з
каналами, показаними на картах Скіапареллі, не вдалося.
Під поверхнею Марса на окремих ділянках є шар вічної мерзлоти товщиною кілька
кілометрів. У таких районах на поверхні кратерів видно незвичайні для планет земної групи
застиглі потоки, за якими можна зробити висновок про наявність підповерхневого льоду. За
винятком рівнин, поверхня Марса сильно кратерована. Кратери здебільшого виглядають
більш зруйнованими, ніж на Меркурії чи Місяці. Сліди вітрової ерозії можна побачити
всюди.

9. Магнітне поле й магнітосфера

У Марса є магнітне поле, але воно дуже слабке й нестійке. У різних місцях планети напруженість цього
поля може відрізнятися від 1,5 до 2 разів, а магнітні полюси не збігаються з ареографічними. Якщо
говорити, що залізне ядро Марса перебуває у відносній нерухомості відносно до його кори, то механізм
планетарного динамо, який відповідає за магнітне поле на Землі, на Марсі не працює. Вважається, що
планета мала магнітне поле, але після зіткнення з великим небесним тілом ядро втратило майже
весь обертальний момент. Сталось це біля 4 млрд років тому.

10. Життя на Марсі

Наразі немає наукових доказів існування життя на Марсі. Хоча припускають, що воно там
може бути. Ще до початку польотів на Марс він був першим кандидатом на виявлення там
позаземного життя. На Марсі було знайдено зразки льоду, що є однією з умов існування
життя. За останніми відомостями, в минулому на Марсі існувала вода в рідкому стані,
поверхню планети вкривали моря . Однак внаслідок нез'ясованих досі причин вона
практично зникла. Цілком можливо, що ще кілька мільйонів років тому клімат на Марсі був
вологішим. Доказом цього слугує рельєф планети. Одна з версій втрати Марсом води —
це результат дії сонячного вітру

11. Супутники Марса

Першим передбачив, що Марс має супутники, Йоганн Кеплер 1610 року. У спробах
розшифрувати анаграму Галілея прокільця Сатурна («Найвищу планету потрійною спостерігаю») Кеплер вирішив,
що Галілей виявив супутники Марса. 1643 року монах-капуцин Антон Марія Ширл стверджував, що бачив
«марсіанські місяці». 1727 Джонатан Свіфт у «Мандрах Гуллівера» описав два маленьких супутники Марса, які
були відомі астрономам острова Лапута. Вони оберталися навколо Марса за 10 і 21,5 годин. Про ці ж супутники
1750 року згадав Вольтер у романі «Мікромегас». 10 липня 1744 року німецький капітан Кіндерман повідомив, що
обчислив орбітальний період марсіанського супутника, котрий дорівнював 59 годинам 50 хвилинам і 6
секундам. 1877 року американській астроном Асаф Холл, працюючи у військово-морський обсерваторії США з
найбільшим у країні 26-дюймовим рефрактором Кларка, нарешті знайшов Фобос та Деймос, два маленьких
супутники Марса. Їх орбітальні періоди виявились близькими до періодів, які запропонував Свіфт на 150 років
раніше.
До другої половини XX століття про два супутники Марса Фобос і Деймос було відомо небагато. Потім їх
спостерігали орбітальні космічні апарати: «Вікінг-1»пролетів на відстані 100 км від поверхні Фобоса, а «Вікінг-2» — на
відстані 30 км від Деймоса.Фобос робить повний оберт навколо Марса за 7 годин 39 хвилин. Супутник перебуває
на відстані 6000 кілометрів від поверхні планети. Це ближче межі Роша, і без внутрішнього опору супутник було б
розірвано на частини припливними силами. Ці сили також сповільнюють рух Фобоса і, можливо, призведуть до
зіткнення супутника з Марсом менше, ніж через 100 мільйонів років. Деймос розташований на віддаленішій орбіті,
і припливні сили зумовлюють подальше віддалення від планети. Фобос і Деймос видно на Марсі не з усіх місць
через їх невеликі розміри, близькість до планети й приекваторіальні орбіти.

12. Історія вивчення

Дослідження Марса класичними методами астрономії
Перші спостереження Марса виконувалися до винайдення телескопа. Це були позиційні спостереження з
метою визначення положень планети відносно зір. Існування Марса як блукаючого об'єкта в нічному небі
було письмово засвідчене давньоєгипетськими астрономами 1534 року до н. е. Ними ж був
встановлений ретроградний (назадній) рух планети і розрахована траєкторія руху разом із точкою, де
планета змінює свій рух відносно Землі з прямого на ретроградний[21].
У вавилонській планетарній теорії були вперше отримані часові вимірювання планетарного руху Марса
та уточнено положення планети на нічному небі[22][23]. Користуючись даними єгиптян і
вавилонян, давньогрецькі філософи та астрономи розробили детальну геоцентричну модель для
пояснення руху планет. Через декілька століть індійськими та ісламськими астрономами був оцінений
розмір Марса і відстань до нього від Землі. У XVI столітті Миколай Коперник запропонував геліоцентричну
модель для опису Сонячної системи з коловими планетарними орбітами. Його результати були
переглянуті Йоганном Кеплером, який ввів точнішу, еліптичну орбіту Марса, що збігалася зі
спостережуваною.
Нідерландський астроном Християн Гюйгенс першим склав карту поверхні Марса, на якій було
зображено багато деталей. 28 листопада 1659 року він зробив декілька рисунків Марса, на яких були
зображені різні темні області, пізніше зіставлені з плато Великий Сирт[24].
Ймовірно, перші спостереження, які встановили існування у Марса крижаної шапки на південному
полюсі, були зроблені італійським астрономом Джованні Доменіко Кассіні 1666 року. Того ж року він при
спостереженнях Марса робив зарисовки видимих деталей поверхні та виявив, що через 36 чи 37 днів
розташування деталей поверхні повторюються, а згодом обчислив період обертання — 24 год. 40 хв. (цей
результат відрізняється від правильного значення менш ніж на 3 хвилини).