Есть ли жизнь на марсе?

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение  
высшего профессионального образования

«Южно-Уральский  государственный университет»

Кафедра Экономической теории и  мировой экономики

 

 

 

 

 

 

 

Реферат по КСЕ

На тему: «Есть ли жизнь на марсе?»

по астрономии

 

 

 

 

                                                        Выполнила: студентка 275 группы

                                                 Шмыкова Оксана Михайловна

                                         Проверил: Никифоров С.А.

Челябинск

2011

Содержание

1.  Геология                                                                                                                3

2.  Почему Марс красный ?                                                                                   4

3.  Эволюция Марса                                                                                                8

4.   Погода на Марсе                                                                                               10

5.   Жизнь на Марсе ?                                                                                             10

6.  Третий спутник Марса                                                                                      11

7.  Главная загадка Марса                                                                                     12

8.  Земной Марс                                                                                                       14

Список использованных источников                                                                  17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  Марс – от греческого Mas – мужская сила – бог войны, в римском пантеоне

почитался как отец римского народа, охранитель полей и стад,  позднее –

покровитель конных состязаний.

  Есть ли жизнь на Марсе, нет ли жизни на Марсе - науке неизвестно» - это не просто удачный афоризм из популярной кинокомедии «Карнавальная ночь», который широко вошел в наш разговорный язык и стал ходячей шуткой. Главное здесь в том, что эта фраза очень долгое время отражала наш действительный уровень знаний о существовании жизни на красной планете. И вот только теперь, в последние годы, когда собраны и обработаны новейшие научные наблюдения, исследования, факты, все это позволяет сказать: «Жизнь на Марсе была!»

 

1.  Геология

 

  Поверхность Марса, подобно поверхности Земли, изменялась под действием погодных факторов, воды и льда. В этом сухом мире когда-то текли реки. Над пустынным ландшафтом громоздятся колоссальные вулканы, самые большие во всей Солнечной системе. В тех местах, где поверхность дала трещины, расстилаются широкие долины. Как и на Луне, на Марсе имеется множество кратеров. Эти очертания поверхности сформировались в древние времена, около 3,8 млрд. лет назад, когда поверхность лун и планет подвергалась бомбардировке метеоритами.

                             

Глобальная мозаика 102 снимков, полученных КА «Викинг-1» 22 февраля 1980 г., имитирующая вид с высоты 2500 км. В центре – Долины Маринера протяженностью 3000 км и глубиной 8 км. К северу от долины отходят каналы к темной области Ацидалийская равнина, расположенной справа вверху. Слева видны три вулкана на Горе Фарсида, а к югу находится древняя сильно кратеированная местность.

  Марсианская равнина с разбросанными там и сям грудами осколков породы.

  Лежащие повсюду каменные глыбы – это куски вулканических пород, отколотые от основного массива во время землетрясений и извержений вулканов, а также в результате падения метеоритов на марсианскую поверхность.

  Место приземления посадочного комплекса корабля «Викинг». Между острыми камнями лежит тонкая пыль.

  Порода красного цвета богата железом.

    

    

 

 

 

 

2.  Почему Марс красный ?

 

  Исследовать Марс удобнее всего тогда, когда Земля окажется между ним и Солнцем.Такие моменты называются противостояниями, они 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 – 1-й звездной величины, соперничая по блеску с Венерой и Юпитером. Орбита Марса довольно сильно вытянута, поэтому расстояние от него до Земли от

противостояния к противостоянию сильно меняется. Если Марс попадает в

противостояние с Землей в афелии, расстояние между ними превышает 100 млн. километров. 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 1988г.

  Марс имеет фазы, но поскольку он расположен дальше от Солнца, чем Земля, полной смены фаз у него (как и 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. Поэтому 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 24ч. 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 из чистого железа или из сплава Fe-FeS (железо-сульфид железа) и, возможно, растворенного в них водорода. По-видимому, ядро Марса частично или полностью пребывает в жидком состоянии. 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. Поверхность Марса, на первый взгляд, 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 неясно. Возможно, такое  деление связано с очень давней катастрофой – падением на  Марс крупного 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 было множество метеоритных кратеров, но потом катастрофическое событие, о котором уже упоминалось, стерло их с 1/3 поверхности планеты и её рельеф в этой области начал формироваться заново. Отдельные метеориты падали туда и

позже, но в целом ударных  кратеров на севере мало. Облик этого полушария определила вулканическая деятельность. Некоторые из равнин  сплошь покрыты древними изверженными породами. Потоками жидкой лавы

растекались по поверхности, застывали,  по ним текли новые  потоки. Эти

окаменевшие «реки» сосредоточены  вокруг крупных вулканов. На окончаниях лавовых языков наблюдаются структуры, похожие на земные осадочные породы. Вероятно, когда раскаленные  изверженные массы растапливали слои подземного льда, на поверхности Марса образовывались достаточно обширные водоемы, которые постепенно высыхали. Взаимодействие лавы и подземного льда привело также к появлению многочисленных борозд и трещин. На далеких от вулканов низменных областях северного полушария простираются песчаные дюны. Особенно

много их у северной полярной шапки. Обилие вулканических пейзажей свидетельствует о том, что в далеком прошлом Марс пережил достаточно бурную геологическую эпоху, скорее всего она закончилась около миллиарда лет тому назад. Наиболее активные процессы происходили в областях Элизиум и Фарсида. В свое время они буквально были выдавлены из недр Марса и сейчас возвышаются над его поверхностью в виде  грандиозных вздутий: Элизиум высотой 5 км, Фарсида - 10 км. Вокруг этих

вздутий сосредоточены  многочисленные разломы, трещины, гребни – следы  давних процессов в марсианской коре. Наиболее грандиозная система каньонов глубиной несколько километров – долина  Маринера – начинается у вершины гор Фарсида и тянется 4 тыс. километров к востоку. В центральной части долины ее ширина достигает нескольких сот километров. В прошлом, когда атмосфера Марса была более плотной, в каньоны могла стекать вода, создавая в них глубокие озера. Вулканы Марса – по земным меркам явления исключительные. Но даже среди них выделяется вулкан  Олимп, расположенный на северо-западе гор Фарсида. Диаметр основания этой горы достигает 550 км., а высота – 27 км., т.е. она в три раза превосходит Эверест, высочайшую вершину Земли. Олимп увенчан огромным 60-километровым кратером. К востоку от самой высокой части гор Фарсида обнаружен другой вулкан – Альба. Хотя он не может соперничать с

Олимпом по высоте, диаметр  его основания почти в три  раза больше.

Эти вулканические конусы возникли в результате спокойных  излияний очень

жидкой лавы, похожей по составу на лаву земных вулканов Гавайских  островов.Следы вулканического пепла  на склонах других гор позволяют  предположить, что иногда на Марсе происходили и катастрофические извержения. В прошлом огромную роль в формировании марсианского рельефа играла проточная вода. На первых этапах исследования Марс представлялся астрономам пустынной и безводной планетой, но когда поверхность Марса удалось сфотографировать  с близкого расстояния, оказалось, что на старых высокогорьях часто встречаются словно бы оставленные текущей водой промоины. Некоторые из них выглядят так,

будто много лет назад  их пробили бурные, стремительные  потоки. Тянутся они иногда на многие сотни километров. Часть этих «ручьев» обладает довольно почтительным возрастом. Другие долины очень похожи на русла спокойных земных рек. Своим появлением они, вероятно, обязаны таянию подземного льда. Атмосфера Марса более разрежена, чем воздушная оболочка Земли. По составу она напоминает атмосферу Венеры и на 95% состоит из углекислого газа. Около 4% приходится на долю азота и аргона. Кислорода и водяного пара в марсианской атмосфере меньше 1%.

Средняя температура на Марсе  значительно ниже, чем на Земле  около -40°С. При наиболее благоприятных условиях летом на дневной половине планеты воздух прогревается до 20°С – вполне приемлемая температура для жителей Земли. Но зимней ночью мороз может достигать -125°С. Такие резкие перепады температуры вызваны тем, что разреженная атмосфера Марса не способны долго удерживать тепло.

Над поверхностью планеты  часто дуют сильные ветры, скорость которых доходит до 100 м/сек. Малая сила тяжести позволяет даже разреженным  потокам воздуха поднимать огромные облака пыли. Иногда довольно обширные области на Марсе бывают охвачены грандиозными пылевыми бурями. Глобальная пылевая буря бушевала с сентября 1971 по январь 1972г., подняв в атмосферу  на высоту более 10 км около миллиарда тонн пыли. Водяного пара в атмосфере Марса совсем немного, но при низких давлении и температуре он находится в состоянии, близком к насыщению, и часто собирается в облака. Марсианские облака довольно невыразительны по сравнению с земными, хотя имеют разнообразные формы и виды: перистые, волнистые, подветренные (вблизи крупных гор и под склонами больших кратеров, в местах защищенных от ветра). Над низинами, каньонами, долинами – и на дне кратеров в холодное время суток часто стоят туманы. Смена времен года на Марсе происходит так же, как на Земле. Ярче всего сезонные изменения проявляются в полярных областях. В зимнее время полярные шапки занимают значительную площадь. Граница северной полярной шапки может удалиться от полюса на треть расстояния от экватора, а граница южной шапки преодолевает половину этого расстояния. Такая разница вызвана тем, что в северном полушарии зима наступает, когда Марс проходит через перигелий своей орбиты, а в южном – когда через афелий (т.е. в период максимального удаления от Солнца). Из-за этого зима в южном полушарии холоднее, чем в северном. С наступлением весны полярная шапка начинает съёживаться, оставляя за собой постепенно исчезающие островки льда.  По-видимому, ни одна из шапок не исчезает полностью. До начала исследований Марса при помощи межпланетных зондов предполагалось, что его полярные области покрыты застывшей водой.

Более точные исследования обнаружили в составе марсианского льда также

замерзший углекислый газ. Летом  он испаряется и поступает в атмосферу. Ветры переносят его к противоположной полярной шапке, где он  снова замерзает. Этим круговоротом углекислого газа и разными размерами полярных шапок объясняется непостоянство давления марсианской атмосферы. В целом у поверхности оно составляет приблизительно 0,006 давления земной атмосферы, но может подниматься и до 0,01.

 

3.  Эволюция Марса

 

  Три с половиной миллиарда лет назад Марс можно было бы назвать не красной, а голубой планетой. Возможно, что на ее поверхности текли реки и цвели сады. И в одночасье это великолепие разрушено.

  Американские планетологи из Аризонского университета Анна Викери и Джон Милош предположили, что атмосфера Марса была разрушена ударами астероидов и комет. Они считают, что в результате таких столкновений возникли перегретые газовые пузыри, которые уносились в космос, роль же «перевозчика» выполняло облако испарившейся породы. Для того чтобы это случилось, было достаточно вертикально падающего тела со скоростью 14,3 километра в секунду, диаметром порядка трех километров и весом в сорок миллиардов тонн. А при ударе по касательной требовалась масса на порядок меньше. И Марс оказался не в состоянии компенсировать полную утрату своей атмосферы за счет дегазации поверхностных пород: чем тоньше она становилась, тем уязвимее была для ударов астероидов и комет. К тому же гравитация на Марсе составляет всего 38 процентов от земной, и непросто с такими силами удержать атмосферу. Получается, что на больших планетах удары астероидов создают атмосферу, тогда как на малых - ее удаляют.

  По мнению Анны Викери и Джона Милоша, три миллиарда лет назад космические тела сталкивались с Марсом намного чаще, чем сегодня: примерно раз в десять тысяч лет что-нибудь да и залетало из «молодой» Солнечной системы на Марс.

  Однако есть и другие мнения по поводу того, как Марс потерял свою атмосферу. Некоторые считают, что дело в солнечном ветре, другие, что планета сама аккумулировала углекислый газ в известняке. Есть совсем экзотическое объяснение: климат мог существенно измениться в результате изменения наклона оси Марса относительно его плоскости вращения с двадцати пяти градусов до шестидесяти.

  Вторая проблема эволюции Марса заключается в том, что неясно, была ли на его поверхности вода. Каналы, о которых заговорили благодаря первой карте, составленной в 1877 году Джованни Скиаперелли, оказались иллюзией. В том самом месте видны огромный каньон, простирающийся на четыре тысячи километров, несколько кратеров вулкана и никаких каналов. Была ли это вода? Большинство ученых склоняются к этой точке зрения. Согласно расчетам Криса Чуба, в то время, когда Марс терял свою атмосферу, медленно двигающиеся кометы с их ледяными начинками могли принести на планету огромное количество воды.