المريخ والزهرة يشبهان الأرض ، لذلك لا يفقد العلماء الأمل في العثور على الحياة على الكواكب المجاورة. بالنسبة للمريخ ، هذا هو الأرجح. تمكنت المركبة Curiosity من اكتشاف أن الأنهار كانت تتدفق إلى هناك على وجه اليقين ، مما يعني أنه كان هناك غلاف جوي. ربما كانت الحياة على سطح المريخ موجودة قبل الأرض بوقت طويل أو ستكون ممكنة بعد الاستصلاح (التغيرات في الظروف المناخية). هذا يتطلب وجود مجال مغناطيسي بالقرب من المريخ.
أحجام وكتل ومدارات الكواكب
الكوكب الأحمر أصغر بكثير من الأرض في الحجم. وفقًا لحسابات العلماء والبيانات التي تم الحصول عليها من خلال العديد من الدراسات ، فإن ما يصل إلى ستة كائنات من نفس الحجم مثل المريخ يمكن وضعها في الأرض. نصف قطر الكوكب الرابع من الشمس على طول خط الاستواء 0.53 كوكب الأرض ، وكثافة السطح 37.6٪.
تختلف المسارات المدارية للكواكب اختلافًا جذريًا ، لكن الدوران الفلكي متشابه. هذا يعني أن السنة على المريخ تدوم حوالي 687 يومًا ، واليوم 24 ساعة 40الدقائق. الميل المحوري هو نفسه تقريبًا - 25 درجة للمريخ ، والأرض أقل بدرجتين. هذا التشابه يعني أنه يمكن توقع الموسمية من الكوكب الأحمر.
هيكل وتكوين الأرض والمريخ
ممثلو الكواكب الأرضية (الزهرة والأرض والمريخ) متشابهون في التركيب. هذا قلب معدني له غطاء وقشرة ، لكن كثافة الأرض أعلى من كثافة كوكب المريخ. أي أن الكوكب الأحمر يتكون من عناصر أخف. تحتوي الأرض على قلب صخري يعلوه سائل ، بالإضافة إلى عباءة من السيليكات وقشرة سطحية صلبة. بالنسبة للمريخ ، فإن العلماء ليسوا متأكدين تمامًا بعد من بنية نواة المريخ. من المعروف أن قلب المريخ يتكون من الحديد والنيكل ، 16-17٪ - من الكبريت. يبلغ طول عباءة المريخ 1300-1800 كم فقط (للمقارنة: يبلغ سمك وشاح الأرض 2890 كم) ، وتغطي القشرة 50-125 كم (بالقرب من الأرض - 40 كم). غلاف وقشرة الأرض والمريخ متطابقان تقريبًا في الهيكل ، لكنهما يختلفان في السُمك.
ميزات السطح
حوالي 70٪ من سطح الأرض مغطاة بمياه المحيطات. وفقًا لإحدى النسخ ، كان الماء السائل جزءًا من سحابة الغاز والغبار التي تشكلت منها الأرض. وبحسب آخر ، فقد ظهر نتيجة قصف مكثف لكويكب ومذنب تعرض له الكوكب الشاب. يرى بعض العلماء أن الماء قد انطلق من المعادن الرطبة أثناء تكوين الأرض. هناك فرضيات أخرى ، ومن الممكن أن تكون جميعها صحيحة إلى حد ما.
كان المريخ أيضًا يحتوي على مياه سائلة ذات مرةهو شرط ضروري لتطور الحياة. لكنه الآن كوكب بارد ومقفور ، غني بأكسيد الحديد ، والذي يعطي سطح المريخ صبغة حمراء. يتوفر الماء على شكل جليد في القطبين. كمية قليلة تتراكم تحت السطح.
كوكب المريخ والأرض متشابهان في المناظر الطبيعية. توجد على الكواكب الجبال والبراكين والأودية والسهول والوديان والتلال والهضاب. يُطلق على أكبر جبل على سطح المريخ اسم أوليمبوس ، وأعمق هاوية هو وادي مارينر. تعرض كلا الكوكبين لهجمات النيازك والكويكبات أثناء تكوينهما ، لكن الآثار الموجودة على المريخ محفوظة بشكل أفضل نظرًا لقلة هطول الأمطار والضغط الجوي. الأفراد بمليارات السنين. على الأرض ، انهارت هذه التكوينات تدريجياً.
تكوين الغلاف الجوي ودرجة الحرارة
للأرض جو كثيف مقسم إلى خمس طبقات. يتمتع المريخ بجو رقيق للغاية وضغط مرتفع. يتكون الغلاف الجوي للأرض بشكل أساسي من النيتروجين (78٪) و 21٪ من الأكسجين (النسبة المتبقية 1٪ هي مواد أخرى في الحالة الغازية) ، وعلى الكوكب الأحمر يتم تمثيل التركيبة بشكل أساسي بثاني أكسيد الكربون (96٪) والنيتروجين و الأرجون (حوالي 2٪ ، الباقي 1٪ - غازات أخرى).
كان له تأثير على درجة الحرارة. متوسط درجة حرارة الأرض 14 درجة مئوية والحد الأقصى 70.7 درجة والصغرى 89.2 درجة. الجو أكثر برودة على كوكب المريخ. ينخفض متوسط درجة الحرارة إلى -46 درجة مئوية ، وتصل درجة الحرارة الدنيا إلى -143 درجة ، وتصل درجة حرارة الكوكب القصوى إلى 35 درجة. الى جانب ذلك ، فييحتوي الغلاف الجوي للكوكب الأحمر على الكثير من الغبار
هل يحتوي المريخ على مجال مغناطيسي
ينبثق المجال المغناطيسي من لب الكوكب ويخلق منطقة واقية تحرف الشحنات الكهربائية عن المسار الأصلي. لا تهدد جميع الشحنات الصادرة عن الشمس أو أي جسم آخر كوكبًا به مجال وقائي كهذا. للأرض مجال مغناطيسي ، لكن هل يتمتع المريخ بمثل هذه الحماية؟ في هذا الصدد ، يختلف الكوكب عن الأرض.
ما هو المجال المغناطيسي على المريخ؟ ذات مرة ، كانت هناك قذيفة واقية عالمية حول الكوكب ، لكنها اختفت في النهاية لعدد من الأسباب. يوجد الآن مجال مغناطيسي على المريخ ، وهو مجال واسع ، لكنه لا يلتقط كامل سطح الكوكب. هناك مناطق محددة يكون فيها المجال أقوى. نصف قطر المجال المغناطيسي للمريخ في بعض الأماكن هو 0.2-0.4 غاوس ، وهو ما يعادل تقريبًا مؤشرات الأرض.
يحاول العلماء شرح هذه الميزات اليوم. كان من الممكن معرفة ، على سبيل المثال ، أن المجال المغناطيسي للمريخ وهيكل الكوكب مترابطان. المجال ضعيف بسبب النواة. نواة المريخ ثابتة بالنسبة إلى القشرة ، مما يضعف تأثير نفس المجال الوقائي.
مقارنة الغلاف المغناطيسي
لا يسمح المجال المغناطيسي للأرض والمريخ للجسيمات المتأينة للرياح الشمسية والجسيمات الكونية الأخرى بالاختراق إلى السطح. يحمي المجال حرفياً الحياة على الأرض. يفسر وجود المجال من خلال دوران اللب المعدني في الجزء الخارجي السائل. تؤدي الحركة المستمرة للشحنات الكهربائية إلى تكوين مجال مغناطيسي.
بفي الآونة الأخيرة ، كان يُعتقد أن القوى المغناطيسية تتغير بشكل كبير أو تساهم في تسرب الأكسجين من الغلاف الجوي. قد يكون هذا صحيحًا ، لأن الأقطاب المغناطيسية يمكن أن تغير أماكنها بمرور الوقت ، فهي ليست دائمة. لمدة 160 مليون سنة ، تغير القطبان حوالي 100 مرة. آخر مرة حدث فيها كان قبل حوالي 720،000 سنة ، ومتى سيحدث في المرة القادمة غير معروف.
المجال المغناطيسي للمريخ ، بالمقارنة مع الأرض ، غير كافٍ لدعم الحياة. لكن الكوكب الذي يحتمل أن يكون صالحًا للسكن يجب أن يحتوي على الأقل على نواة معدنية. سيخلق هذا متطلبات مسبقة لتكوين مجال مغناطيسي. بالنسبة للمريخ ، يوجد مجال مغناطيسي (وإن كان "في الميزان") ، وهناك أيضًا قلب معدني. هذا يعني أنه من الناحية النظرية ، الحياة على هذا الكوكب إما كانت موجودة من قبل ، أو من الممكن أن تخضع لبعض التغييرات.
نظريات الاختفاء الميداني
لماذا لا يوجد مجال مغناطيسي على المريخ؟ ما هي الكارثة التي "اخترقت" الغلاف الواقي أو ما الذي جعل اللب المعدني للكوكب يتجمد؟ هل هناك طريقة لاستعادة المجال؟ حاليًا ، يدرس العلماء نظريتين رئيسيتين لاختفاء المجال المغناطيسي للمريخ.
وفقًا للنظرية الأولى ، كان للكوكب مجال مغناطيسي مستقر (كما هو الحال على الأرض) ، ولكن "اخترقته" بسبب تصادم مع جسم كبير. أوقف هذا الاصطدام قلب الكوكب ، وبدأ الحقل يضعف ، ثم فقد حجمه تمامًا. واليوم تظل بعض أجزاء الكوكب أكثر حماية من غيرها.
النظرية الثانية تناقض الأولى تمامًا. يمكن أن يبدأ المريخالوجود بدون مجال مغناطيسي. بعد ولادة الكوكب ، ظل اللب الحديدي في المركز ثابتًا لفترة طويلة ولم ينتج عنه نبضات مغناطيسية. ولكن في يوم من الأيام كان أقوى مجال مغناطيسي لعملاق الغاز في النظام الشمسي كوكب المشتري ، فهو قادر على صد ليس فقط الكويكبات الصغيرة ، ولكن أيضًا الأجسام الضخمة ، وصد بعض الأجسام التجميلية وأرسلها إلى المريخ.
نتيجة لتأثير قوة المد على مدى عدة عشرات من آلاف السنين ، ظهرت تيارات الحمل الحراري على المريخ ، مما أجبر قلب الكوكب على التحرك وأثار تكوين مجال مغناطيسي. مع اقتراب الجسم الكوني من المريخ ، ازداد المجال ، ولكن بعد عدة ملايين من السنين انهار الجسم ، بحيث بدأ المجال المغناطيسي بالاختفاء تدريجياً. هذا ما يراه الباحثون الآن.
لماذا تريد ناسا إنشاء حقل اصطناعي
هل يمتلك المريخ مجالًا مغناطيسيًا يسمح باستعمار الكوكب؟ من الواضح بالفعل أنه لا توجد قوة وقائية كهذه ، لكن العلماء يواصلون أبحاثهم. ظهرت مؤخرًا معلومات تفيد بأن وكالة ناسا تريد إنشاء مجال مغناطيسي اصطناعي على المريخ بحيث يصبح الغلاف الجوي للكوكب أكثر كثافة. هذا يجب أن يبسط بشكل كبير الاستكشاف المستقبلي للكوكب الأحمر والاستعمار النهائي.
كيف تصنع مجال مغناطيسي على المريخ؟ اقترح مؤلفو التقرير المقدم في مؤتمر الكواكب نشر الوحدة في نقطة بين المريخ والشمس ، حيث يمكن للمركبة الفضائية أن تبقى إلى أجل غير مسمى تقريبًا دون استخدام المحركات. على وحدة سوف تشملمغناطيس خاص قادر على خلق مجال من 1-2 تسلا. تم تثبيت نفس المغناطيسات تقريبًا في مصادم الهادرونات الكبير.
يشكل الحقل "ذيلًا" يغطي الكوكب بأكمله. سيكون هذا المجال ضعيفًا جدًا ، لكن من الناحية النظرية سيكون هذا كافياً. وفقًا لوكالة ناسا ، بعد ذلك ، سيبدأ الغلاف الجوي للكوكب في الازدياد. عند الوصول إلى كثافة مساوية للأرض ، سيرتفع متوسط درجة الحرارة على المريخ إلى +4 درجات مئوية ، وستذوب القمم الثلجية عند القطبين. لديهم ما يكفي من المياه لتكوين بحار معتدلة
تكلفة تطوير وصيانة وحدة فضائية على المريخ ، ومن أين ستستغرق الطاقة ، يتخطى مؤلفو التقرير. من حيث الفعالية من حيث التكلفة ، لا يمكن مقارنة الطريقة مع المشاريع الأخرى. على سبيل المثال ، كانت هناك فكرة لإنتاج غاز SF6 على المريخ. حتى التركيز الصغير لهذا الغاز يكفي لإحداث ظاهرة الاحتباس الحراري وحماية سطح الكوكب من الأشعة فوق البنفسجية العدوانية.
لم يتم إثبات أي من مفاهيم ناسا بشكل كامل حتى الآن. هذه مجرد افتراضات تستند إلى حقيقة أن الرياح الشمسية كانت مصدر خسائر المريخ الجوية. لكن من غير المحتمل أن تكون أسباب فقدان النيتروجين مرتبطة بالرياح وحدها ، لذا فإن العلماء ليسوا في عجلة من أمرهم لتنفيذ المشاريع ، لكنهم يواصلون البحث.
من تاريخ استكشاف المريخ
تم إجراء الملاحظات الأولى للكوكب قبل اختراع التلسكوب. تم تسجيل وجود المريخ في عام 1534 قبل الميلاد من قبل علماء الفلك المصريين القدماء. قاموا بحساب المسارحركات الكواكب. في النظرية البابلية ، تم تحسين موضع المريخ في سماء الليل ، وتم الحصول على قياسات زمنية لحركة الكواكب لأول مرة.
كان عالم الفلك الهولندي H. Huygens أول من رسم خريطة لسطح المريخ. قام بعمل عدة رسومات توضح المناطق المظلمة في عام 1659. اقترح عالم الفلك الإيطالي جيه كاسيني وجود غطاء جليدي في القطبين في عام 1666. كما قام بحساب فترة دوران الكوكب حول محوره - 24 ساعة و 40 دقيقة. صحتها تختلف هذه النتيجة بأقل من ثلاث دقائق
منذ الستينيات من القرن الماضي ، تم إرسال العديد من AMS إلى المريخ. استمر الاستشعار عن بعد للكوكب من الأرض بمساعدة التلسكوبات المدارية والأرضية لتحديد تكوين السطح ودراسة تكوين الغلاف الجوي وقياس سرعة الضوء.
المجال المغناطيسي للمريخ ، وهو أضعف بخمسمائة مرة من الأرض ، تم تسجيله بواسطة محطتي "Mars-2" و "Mars-3" في العهد السوفيتي. تم إطلاق المركبة الفضائية مارس 2 و 3 في عام 1971. لم تحل المشكلة التقنية الرئيسية ، لكن البحث العلمي كان ما يزال متقدمًا في وقته.
أطلق الأمريكيون Mariner 4 إلى المريخ في عام 1964. التقطت المركبة الفضائية صورًا للسطح وفحصت تكوين الغلاف الجوي. أول قمر صناعي للكوكب كان Mariner 9 ، تم إطلاقه في عام 1971. تم إجراء البحث عن الحياة في عينات التربة في عام 1975 بواسطة مركبتين فضائيتين متطابقتين كجزء من برنامج Viking. في المستقبل لمنهجيةاستخدمت دراسة الكوكب قدرات تلسكوب هابل
وجود الحياة على المريخ
عمل المجال المغناطيسي للكوكب ، كما يدرس العلماء بمعنى أنه قد يشير إلى وجود حياة على المريخ. أدت العديد من الملاحظات إلى ظهور "حمى مريخية" حقيقية حول هذا الموضوع في نهاية القرن التاسع عشر. ثم لاحظ نيكولا تيسلا بعض الإشارات غير المعروفة أثناء دراسة التداخل اللاسلكي في الغلاف الجوي.
اقترح أنها يمكن أن تكون إشارة من كواكب أخرى ، مثل المريخ. هو نفسه لم يستطع فك معنى الإشارات ، لكنه كان متأكدًا من أنها لم تنشأ عن طريق الصدفة. تم دعم فرضية تسلا من قبل الفيزيائي البريطاني ويليام طومسون (اللورد كلفن). في عام 1902 ، خلال زيارة للولايات المتحدة ، قال إن تسلا قد التقط بالفعل الإشارة من المريخ.
الفرضيات العلمية حول هذه القضية موجودة منذ فترة طويلة. تم اكتشاف الميثان والجزيئات العضوية على سطح المريخ. في ظل ظروف الكوكب الأحمر ، يتحلل الغاز بسرعة ، لذلك يجب أن يكون هناك مصدر لحدوثه. قد يكون هذا نشاطًا بكتيريًا أو نشاطًا جيولوجيًا (نظرًا لحقيقة أنه لا يمكن العثور على البراكين النشطة على المريخ ، فهذا ليس سبب الغاز).
في الوقت الحالي ، تتمثل مشاكل استدامة الحياة على المريخ في نقص المياه السائلة ، ونقص الغلاف المغناطيسي ، والغلاف الجوي الرقيق جدًا. بالإضافة إلى ذلك ، الكوكب على وشك "الموت الجيولوجي". ستوقف نهاية النشاط البركاني أخيرًا دوران العناصر الكيميائية بين الجزء الداخلي من الكوكب والسطح
