Ikona szukaj

Wewnętrzna struktura planety Mars

Geologia Marsa jest nauką badającą jego właściwości fizyczne, rzeźbę terenu, historię i wszystkie zjawiska, które miały lub wciąż mają na niego wpływ. Neologizm, "areologia" czasami pojawia się jako synonim geologii Marsa w popularnych mediach i dziełach science fiction.

Jest to stosunkowo młoda dyscyplina, powstała 14 lipca 1965 r. przy okazji pierwszego przelotu nad Marsem sondy kosmicznej Mariner 4, która przesłała pierwsze w historii zdjęcia innej planety wykonane z głębokiej przestrzeni kosmicznej. Natomiast przy pomocy sondy Mariner 9, wystrzelonej w 1971 r. rozpoczęto systematyczne i dogłębne badania Marsa. Sonda ta, krążąc wokół planety, umożliwiła sporządzenie mapy całego jej obszaru.

Następnie program Viking pod koniec lat siedemdziesiątych, program Fobos pod koniec lat osiemdziesiątych oraz misje Mars Global Surveyor i Mars Pathfinder w latach dziewięćdziesiątych umożliwiły pogłębienie naszej wiedzy o "czerwonej planecie". Orbitery Mars Odyssey, Mars Reconnaissance Orbiter i Mars Express z 2001 r., a także łaziki naziemne Spirit i Opportunity, oraz lądownik Phoenix, utorowały drogę do marsjańskich badań geologicznych.

Większość naszej obecnej wiedzy na temat geologii Marsa pochodzi z badania form i rzeźby terenu widocznych na zdjęciach wykonanych przez orbitujące statki kosmiczne.

Podobnie jak inne planety w Układzie Słonecznym, planeta Mars uformowała się około 4,6 miliarda lat temu. Mars nie posiada tektonicznych płyt kontynentalnych. Skorupa planety jest prawdopodobnie gruba, twarda i niezbyt skłonna do ruchu, co może tłumaczyć, dlaczego właśnie tam mamy jedne z najwyższych wulkanów w całym Układzie Słonecznym. Obok kraterów i wulkanów na Marsie mamy również do czynienia z kanionami większymi niż jakiekolwiek na Ziemi. Czerwonawy odcień planety pochodzi głównie od wszechobecnego na jej powierzchni tlenku żelaza (III).

Mars jest dziś postrzegany jako planeta o bogatej i bardzo aktywnej geologicznie przeszłości, niegdyś otoczona polem magnetycznym, która prawie na pewno miała wówczas gęstą atmosferę i duże ilości wody w stanie ciekłym.

Mars jest planetą o połowę mniejszą od Ziemi, prawie dziesięciokrotnie mniej masywną, której powierzchnia jest nieco mniejsza niż powierzchnia lądowa naszej planety. Grawitacja wynosi jedną trzecią ziemskiej. Atmosfera Marsa jest ponad sto pięćdziesiąt razy mniej gęsta niż nasza i w konsekwencji generuje bardzo ograniczony efekt cieplarniany.

Istnieją tereny usiane kraterami uderzeniowymi przypominającymi te z Księżyca, ale także formacje pochodzenia tektonicznego i klimatycznego, jak na Ziemi, w szczególności wulkany, szczeliny, doliny, płaskowyże i czapy polarne.

Wewnętrzna struktura planety Mars pozostaje trudna do określenia. Wykorzystanie informacji zebranych przez różne sondy badające planetę, umożliwiło jednak ustalenie, że składa się ona ze stałego płaszcza z krzemianów bogatych w żelazo. Przypuszcza się, że jądro Marsa ma promień od 1300 do 2000 km (tj. od 38% do 59% promienia planety).

Dane Mars Pathfinder umożliwiły doprecyzowanie danych zebranych wcześniej przez sondy Viking i ustalenie, że masa Marsa jest raczej skoncentrowana w jego centrum, co przemawia za gęstym i niezbyt dużym jądrem. Przy szacowanej temperaturze około 2000 K, rdzeń Marsa byłby całkowicie płynny.

Na podstawie pierwszych zdjęć planety wykonanych na początku lat 70. przez Marinera 9 zidentyfikowano główne cechy geologiczne Marsa. Skorupa marsjańska jest znacznie cieńsza na półkuli północnej niż na półkuli południowej, tereny półkuli południowej są starsze, od kilkuset milionów lat do jednego lub dwóch miliardów lat, niż te z półkuli północnej. Około jednej trzeciej powierzchni planety (głównie na półkuli północnej) znajduje się 3–6 km niżej niż dwie trzecie południowej.

Na zachodniej półkuli Marsa znajduje się region Tharsis. Ta ogromna, wzniesiona struktura ma tysiące kilometrów średnicy i pokrywa do 25% powierzchni planety. Średnio 7–10 km nad poziomem odniesienia (marsjański poziom morza), Tharsis zawiera najwyższe wzniesienia na planecie i największe znane wulkany w Układzie Słonecznym (trzy ogromne wulkany, Ascraeus Mons, Pavonis Mons i Arsia Mons - zwane łącznie Tharsis Montes).

Na Marsie najbardziej spektakularnymi strukturami wulkanicznymi są wulkany tarczowe. Największy z nich, Alba Mons, rozciąga się na około 1600 km szerokości, ale wznosi się zaledwie na wysokość 6800 m. Zajmuje on północną część regionu Tharsis. Olympus Mons, najsłynniejszy i najwyższy z marsjańskich wulkanów, wznosi się na wysokości 21 229 m. Pochodzenie tej osobliwości topograficznej nie zostało jeszcze wyjaśnione, ale teorii na ten temat jest mnóstwo.

Marsjańskie wulkany tarczowe osiągają gigantyczne rozmiary w porównaniu do ich ziemskich odpowiedników ze względu na brak tektoniki płyt na Marsie: skorupa marsjańska pozostaje nieruchoma w stosunku do gorących punktów, które mogą w ten sposób przebijać ją w tym samym miejscu przez bardzo długi czas – tworząc wulkaniczne budowle, powstające w wyniku nagromadzenia lawy przez niekiedy kilka miliardów lat.

W pobliżu równika na półkuli zachodniej znajduje się ogromny system głębokich, połączonych ze sobą kanionów i dolin, zwanych łącznie Valles Marineris. System kanionów rozciąga się na wschód od Tharsis na długości ponad 4000 km, prawie jednej czwartej obwodu planety.

Sondy kosmiczne, które zbadały planetę, pozwoliły nam lepiej poznać skład chemiczny jej powierzchni. Już w latach siedemdziesiątych sondy Viking 1 i Viking 2 analizowały glebę marsjańską – analizy te wykazały dużą zawartość krzemu i żelaza, a także magnezu, glinu, siarki, wapnia i tytanu oraz śladowe ilości strontu, itru i prawdopodobnie cyrkonu. Poziom siarki był prawie dwukrotnie wyższy, a potasu pięciokrotnie niższy od średniej dla skorupy ziemskiej. Gleba zawierała również związki siarki i chloru przypominające osady powstałe w wyniku parowania wody morskiej, przy czym stężenie siarki na powierzchni było większe niż na głębokości.

NASA wysłało na Marsa bezzałogowy lądownik, którego Celem jest przeprowadzenie badań geofizycznych, mających dostarczyć informacji o budowie wewnętrznej Marsa, oraz jej obecnej aktywności geologicznej. InSight pozwoli na przewiercenie się przez skorupę marsjańską – na blisko 5 metrów.

Źródło:
https://mars.nasa.gov/news/8324/marsquakes-could-shake-up-planetary-science

30.03.2021

Monika

©Planeta Mars 2021