Rieth József: Anyagvilág - Háttérismeret

Mars

Tartalomjegyzékhez < Világképem <  Anyag-időszak     

A Mars a Naptól számított negyedik bolygó a Naprendszerben. Szabad szemmel is könnyedén látható az éjszakai égbolton. A római hadistenről nevezték el, de gyakran hívják "vörös bolygónak" is színe miatt, amit a Mars felszínét meghatározó vas-oxid okoz. A Mars a harmadik legnagyobb kőzetbolygó, számos rendkívüli felszíni képződménnyel.

Két természetes holdja van, a Phobos és a Deimos, mindkettő kicsi és szabálytalan alakú, valószínűleg befogott kisbolygók. Továbbá jelenleg három mesterséges hold kíséri útján: Mars Odyssey, Mars Express és a Mars Reconnaissance Orbiter.

Pályaadatok

Aphélium távolsága:                       249 228 730 km 1,66599116 CsE

Perihélium távolsága:                     206 644 545 km 1,38133346 CsE

Fél nagytengely:                            227 936 637 km 1,52366231 CsE

Pálya kerülete:                              1 429 000 000 km 9,553 CsE

Pálya excentricitása:                     0,09341233

Sziderikus keringési idő:                686,9600 nap (1,8808 év)

Szinodikus periódus:                     779,96 nap (2,135 év)

Min. pályamenti sebesség:            21,972 km/s

Átl. pályamenti sebesség:              24,077 km/s

Max. pályamenti sebesség:           26,499 km/s

Inklináció:                                    1,850 61° (5,65° a Nap egyenlítőjéhez képest)

Felszálló csomó hossza:              49,57854°

Holdak:                                       2

Fizikai tulajdonságok

Egyenlítői sugár:                               3402,5 km (a földi 0,533-szerese)

Poláris sugár:                                   3377,4 km (a földi 0,533-szerese)

Lapultság:                                        0,00736

Felszín területe:                                1,448x10⁸ km² (a földi 0,284-szerese)

Térfogat:                                           1,6318x10¹¹ km³ (a földi 0,151-szerese)

Tömeg:                                             6,4185x10²³ kg (a földi 0,107-szerese)

Átlagos sűrűség:                               3,934 g/cm³

Felszíni gravitáció:                             3,69 m/s² (0,376 g)

Szökési sebesség:                            5,027 km/s

Sziderikus forgásidő:                         1,025957 nap (24,622 962 óra)

Forgási sebesség:                             868,22 km/h

Tengelyferdeség:                               25,19°

Az északi pólus rektaszcenziója:       317,681 43° (21 h 10 min 44 s)

Deklináció:                                       52,88650°

Albedó:                                            0,15

Felszíni hőm.:                 min          átl.         max

          Kelvin               133 K      210 K       293 K

          Celsius           −140 °C    −63 °C        20 °C

Atmoszféra

Felszíni nyomás:        0,7–0,9 kPa

Összetevők:               95,72% szén-dioxid

                                   2,7% nitrogén

                                  1,6% argon

                                  0,13% oxigén

                                  0,07% szén-monoxid

                                  0,03% vízpára

                                  0,01% nitrogén-monoxid

                                  2,5 ppm neon

                               300 ppb kripton

                                 80 ppb xenon

                                 30 ppb ózon

Mivel a Mars feleakkora átmérőjű, mint a Föld, ezért felszíne negyede, a tömege kb. nyolcada a Földének.

A talajminták vizsgálata alapján a Mars talaja nagy valószínűséggel alkalmas az életre, növények termesztésére: Az Antarktika szárazabb völgyeiben található talajhoz hasonló tulajdonságokat mutat. Lúgos kémhatású (az adott elemzés 8-9 közötti pH-értékeket mutatott ki), kimutatható magnézium, nátrium és kálium, az élethez szükséges tápanyagokat, és vegyületeket is találtak.

Légköre

A Mars légköre nagyon ritka: a felszíni légnyomás mindössze 0,75%-a a földinek: 7,5 millibar, szemben a földi 1013 millibarral. A légkörének 95%-a szén-dioxid, 3%-a nitrogén, 1,6%-a argon és nyomokban van oxigén és víz. A kis felszíni nyomás következtében a szén-dioxid -125 °C-on kicsapódik szénsavhó formájában. 0 °C feletti hőmérséklet csak ritkán fordul elő, télen az 50. szélességi foktól délre jelentős területeken csökken a hőmérséklet a szén-dioxid fagyáspontja alá. Az ekkor kicsapódó szénsavhó ugyanakkor nyáron elolvad. Igen fontos éghajlati jellemző a nagy napi hőingás. A levegőben szálló por miatt a marsi égboltnak a felszínről vörös színe van. A porrészecskék kb. 1.5 µm átmérőjűek.

A légkör rétegződését a felszínre leszálló és leereszkedés közben nyomás-, hőmérséklet- és sűrűség-méréseket végző műholdak adataiból ismerjük (Viking-1, Viking-2, MPF, MER). Ezen adatok alapján a marsi légkör három részre oszlik: alsó, középső és felső légkörre.

Az alsó légkör a felszíntől 40 km-es magasságig terjed. A nyomás és a hőmérséklet a magassággal csökken. Az energiatranszportban a konvekció a meghatározó kb. 10 km-es magasságig. A konvekció éjszaka megszűnik és erős hőmérsékleti inverzió lép fel a felszín közelében. Az alsó légkör nyomása és hőmérséklete a földi sztratoszféráéhoz hasonló értékű. Az alsó atmoszféra sűrűsége a szén-dioxid és a víz szublimálása, illetve a sarkokon való kicsapódása eredménye, ami az évszakoktól függ. Ez ahhoz vezet, hogy a felszíni nyomás is évszaktól függően ingadozik, 700 Pascal és 900 Pa között.

Az alsó légkört két folyamat melegíti. A légkörben lévő szén-dioxid egy nagyon gyenge üvegház-hatást vált ki, mivel ez akadályozza az infravörös sugarak távozását a világűr felé. Ezen felül az alsó légkörben nagy mennyiségű finom porszemcse található, amik elnyelik a Napból érkező infravörös sugárzást, és újra kisugározzák azt. Ez a porréteg fontos szerepet játszik az alsó légkör hőmérsékletének meghatározásában. (a felszínről a „porördögök” gyakorlatilag folyamatosan emelik a légkörbe a finom porszemcséket).

Télen az ózon is hozzájárul kis mértékben a sarkok feletti légkör melegítéséhez azzal, hogy a Napból érkező UV-sugárzás hatására ózon keletkezik. Az ózon viszonylag ritka a légkörben, mivel kevés a rendelkezésre álló oxigén, és mivel reakcióba lép a légkörben lévő hidrogénnel (ami a vízpára fotolízise során keletkezik). A sarkok felett téli időszakban kevés a légkörben a vízpára, így ilyenkor több ózon keletkezik (Perrier et al., 2006). Ózont az alsó és a középső légköri rétegben is észleltek (Blamont and Chassefière, 1993; Novak et al., 2002; Lebonnois et al., 2006).

A középső légkör (vagy mezoszféra) 40 és 100 km között helyezkedik el. Itt a hőmérséklet erősen időfüggő. A hőmérséklet-változások a közeli infravörös sugárzás elnyelődéséből származnak, és a napsugárzásból eredő másodlagos sugárzásból, amit a szén-dioxid bocsát ki. Hatással van rá az alsó légkörben kialakuló hullámmozgás, ami a középső légkörben felerősödik az éjszakai és nappali oldal közötti hőmérséklet-különbségek hatására (Schofield et al., 1997).

A felső légkör (vagy termoszféra) a 110 km fölötti magasságokon található. A termoszférát a Nap 10 és 100 eV közötti energiájú extrém UV-sugárzása gerjeszti (ez 100 nm és 10 nm közötti hullámhosszat jelent). A Nap extrém UV-sugárzásának erőssége a napciklustól függ. A hőmérséklet alacsonyabb, ha a Nap aktivitása alacsonyabb, és növekszik, ha a napfoltok száma növekszik. A 130 km feletti réteget ionoszférának nevezik, mert a Napból eredő sugárzás ionizálja a légkörben lévő gázokat. A Mars ionoszférájában lévő elektronok nagy része szén-dioxidból származik és a nappali oldal felett a fotoelektron-hatás miatt nagyobb számban fordulnak elő.

A 130–150 km fölötti rétegben (ezt exobase-nek nevezik) a részecskék az alacsony sűrűség és a magas hőmérséklet miatt el tudnak szökni a világűrbe (Mantas and Hanson, 1979).

Felszín

A Mars felszíne két jelentősen különböző részre tagolódik. Az Északi medence mely egyben az eddig ismert legnagyobb becsapódási kráter[6] vidékein lávafolyások találhatóak, míg a déli részen felföldek ősi becsapódások nyomaival. Földi távcsövekkel nézve a Mars szintén két részre tagolható, amelyek albedója (fényvisszaverő képessége) különböző.

A világosabb területeken vörös vasoxidban gazdag por és homok található. Ezeket régebben marsi földrészeknek hitték, emiatt vannak az ehhez hasonló elnevezések: Arabia Terra (Arab föld), vagy Amazonis Planitia (Amazon-medence). A sötét részeket tengereknek gondolták, ezért kaptak ilyen neveket: Mare Erytherium, Mare Sirenum és Aurorae Sinus (mare = tenger, sinus = öböl). A legnagyobb sötét rész, amely a Marson látható a Syrtis Major.

A Marsnak jégsapkája van a pólusokon, amely fagyott vizet és szén-dioxidot tartalmaz. Az Olympus Mons, a már nem működő pajzsvulkán, a 27 km-es magasságával a Naprendszer legmagasabb hegye. (A Földön a háromszor akkora gravitáció miatt nem lehet ekkora hegy.) Az Olympus Mons a Tharsis-régióban található, amelyen még több nagy kialudt vulkán is van. A Marson van a Naprendszer legnagyobb kanyonrendszere, a Valles Marineris is, mely 4000 km hosszú és 7 km mély.

A Marsot rengeteg becsapódási kráter tarkítja. A legnagyobbak ezek közül a Hellas-medence, amelyet világos vörös homok borít.

Egyéb megjegyzések:

Nullszint: Mivel a Marson nincs óceán és így „tengerszint” sem, így nullszintnek az „átlagos gravitációs felszín”-t választották, ami 3396 km-es bolygósugárnál van.

Nullmeridián: A Mars egyenlítőjét a forgása meghatározza, de a nullmeridiánt, a nullás hosszúsági kört nem. A Marson a Sinus Meridianiban jelöltek ki egy krátert (Airy-0 kráter), amely a nullmeridián viszonyítási alapja.

A Mars holdjai

A Marsnak két holdja van: a Phobos és a Deimos. Mindkettő kötött keringésű, vagyis mindig ugyanazt az oldalukat mutatják a Mars felé. Mivel a Phobos gyorsabban kering a Mars körül, mint ahogy a bolygó megfordul a saját tengelye körül, az árapályerők lassan de állandóan csökkentik a pályasugarát, emiatt a Phobos majd a Mars felszínébe fog csapódni. A másik érdekes következmény az, hogy a hold nem keleten kel és nyugaton nyugszik, hanem éppen ellenkezőleg. Nyugatról kelet felé látszik haladni a marsi égbolton. Mivel a Deimos elég távol van, ezért a pályája egyre növekszik. Kis méretük és erősen elnyúlt pályájuk alapján valószínűleg két befogott aszteroidáról van szó. Mindkét holdat Asaph Hall fedezte fel 1877-ben és az ókori görög mitológia két figurájáról, Arész hadisten két fiáról nevezték el. Jelentésük „rémület” és „rettegés”, ami összefügg a bolygó nevének jelentésével is.

Tartalomjegyzékhez < Világképem <  Anyag-időszak     

-------------------

http://hu.wikipedia.org/wiki/Mars_(bolyg%C3%B3)