İnsanlar için Mars'ın atmosferi. Araştırmanın kısa tarihi

Mars, Güneş'ten dördüncü gezegen ve karasal gezegenlerin sonuncusudur. Güneş sistemindeki diğer gezegenler gibi (Dünyayı saymazsak), adını mitolojik figür olan Roma savaş tanrısından alır. Resmi adının yanı sıra, yüzeyinin kahverengimsi kırmızı rengi nedeniyle Mars'a bazen Kızıl Gezegen de denir. Tüm bunlarla birlikte Mars, güneş sistemindeki ikinci en küçük gezegendir.

Neredeyse on dokuzuncu yüzyılın tamamı boyunca Mars'ta yaşamın var olduğuna inanılıyordu. Bu inancın nedeni kısmen yanılgı, kısmen de insanın hayal gücüdür. 1877'de gökbilimci Giovanni Schiaparelli, Mars yüzeyinde düz çizgiler olduğuna inandığı şeyleri gözlemlemeyi başardı. Diğer gökbilimciler gibi o da bu çizgileri fark ettiğinde, bu doğrudanlığın gezegendeki akıllı yaşamın varlığıyla ilişkili olduğunu varsaydı. Bu hatların doğasıyla ilgili o dönemde popüler bir teori, bunların sulama kanalları olduğu yönündeydi. Ancak yirminci yüzyılın başlarında daha güçlü teleskopların geliştirilmesiyle gökbilimciler Mars yüzeyini daha net görebildiler ve bu düz çizgilerin yalnızca optik bir yanılsama olduğunu belirleyebildiler. Sonuç olarak, Mars'ta yaşamla ilgili daha önceki tüm varsayımlar kanıtsız kaldı.

Yirminci yüzyılda yazılan bilim kurguların çoğu, Mars'ta yaşamın var olduğu inancının doğrudan bir sonucuydu. Küçük yeşil adamlardan lazer silahlı devasa istilacılara kadar Marslılar birçok televizyon ve radyo programının, çizgi romanların, filmlerin ve romanların odak noktası olmuştur.

On sekizinci yüzyılda Mars'ta yaşamın keşfedildiği gerçeğinin sonuçta yanlış olduğu gerçeğine rağmen, Mars, bilimsel çevreler için güneş sistemindeki (Dünya'yı saymazsak) en yaşam dostu gezegen olarak kaldı. Sonraki gezegen görevleri şüphesiz Mars'ta en azından bir tür yaşam arayışına adanmıştı. Böylece 1970'lerde gerçekleştirilen Viking adlı bir misyon, Mars topraklarında mikroorganizma bulma umuduyla deneyler yaptı. O zamanlar deneyler sırasında bileşiklerin oluşumunun biyolojik ajanların sonucu olabileceğine inanılıyordu, ancak daha sonra kimyasal elementlerden oluşan bileşiklerin biyolojik süreçler olmadan oluşturulabileceği keşfedildi.

Ancak bu veriler bile bilim insanlarını umuttan mahrum bırakmadı. Mars yüzeyinde hiçbir yaşam belirtisi bulamayınca, gezegen yüzeyinin altında gerekli tüm koşulların mevcut olabileceğini öne sürdüler. Bu versiyon bugün hala geçerlidir. En azından ExoMars ve Mars Science gibi günümüzün gezegen görevleri, Mars'ta geçmişte veya günümüzde, yüzeyde ve altında yaşamın varlığına ilişkin tüm olası seçeneklerin test edilmesini içeriyor.

Mars'ın atmosferi

Mars atmosferinin bileşimi, tüm güneş sistemindeki en az misafirperver atmosferlerden biri olan Mars'ınkine çok benzer. Her iki ortamdaki ana bileşen karbondioksittir (Mars için %95, Venüs için %97), ancak büyük bir fark vardır: Mars'ta sera etkisi yoktur, dolayısıyla gezegendeki sıcaklık 20°C'yi aşmaz. Venüs'ün yüzeyindeki 480°C'nin aksine. Bu büyük fark, bu gezegenlerin atmosferlerinin farklı yoğunluklarından kaynaklanmaktadır. Karşılaştırılabilir yoğunluklara sahip olan Venüs'ün atmosferi son derece kalın, Mars'ın ise oldukça ince bir atmosferi var. Basitçe söylemek gerekirse, Mars'ın atmosferi daha kalın olsaydı Venüs'e benzerdi.

Ek olarak, Mars'ın çok seyrekleştirilmiş bir atmosferi vardır; atmosferik basınç, Dünya üzerindeki basıncın yalnızca %1'i kadardır. Bu, Dünya yüzeyinin 35 kilometre üzerindeki basınca eşdeğerdir.

Mars atmosferinin incelenmesindeki en eski yönlerden biri, yüzeydeki suyun varlığı üzerindeki etkisidir. Kutup başlıklarında katı su, havada ise don ve alçak basınçtan kaynaklanan su buharı bulunmasına rağmen, günümüzde yapılan tüm araştırmalar Mars'ın "zayıf" atmosferinin yüzey gezegenlerinde sıvı su varlığını desteklemediğini gösteriyor.

Bununla birlikte, Mars görevlerinden elde edilen en son verilere dayanarak, bilim adamları Mars'ta sıvı suyun mevcut olduğundan ve gezegenin yüzeyinin bir metre altında bulunduğundan eminler.

Mars'ta Su: spekülasyon / wikipedia.org

Ancak ince atmosferik katmana rağmen Mars, karasal standartlara göre oldukça kabul edilebilir hava koşullarına sahiptir. Bu havanın en aşırı biçimleri rüzgarlar, toz fırtınaları, don ve sistir. Bu tür hava etkinliklerinin bir sonucu olarak Kızıl Gezegenin bazı bölgelerinde önemli erozyon belirtileri gözlemlendi.

Mars atmosferiyle ilgili bir başka ilginç nokta da, birçok modern bilimsel araştırmaya göre, uzak geçmişte gezegenin yüzeyinde sıvı su okyanuslarının varlığına yetecek kadar yoğun olmasıdır. Ancak aynı çalışmalara göre Mars'ın atmosferi dramatik biçimde değişti. Şu anda böyle bir değişikliğin önde gelen versiyonu, gezegenin oldukça hacimli başka bir kozmik cisimle çarpışması ve bunun da Mars'ın atmosferinin çoğunu kaybetmesine yol açması hipotezidir.

Mars'ın yüzeyi, ilginç bir tesadüf eseri, gezegenin yarıkürelerindeki farklılıklarla ilişkilendirilen iki önemli özelliğe sahiptir. Gerçek şu ki, kuzey yarımküre oldukça düzgün bir topoğrafyaya ve sadece birkaç kratere sahipken, güney yarımküre kelimenin tam anlamıyla farklı boyutlarda tepeler ve kraterlerle noktalanmıştır. Yarım kürelerin rahatlamasındaki farklılıkları gösteren topografik farklılıklara ek olarak, jeolojik farklılıklar da vardır - araştırmalar, kuzey yarım küredeki alanların güneyden çok daha aktif olduğunu göstermektedir.

Mars'ın yüzeyinde bilinen en büyük yanardağ Olympus Mons ve bilinen en büyük kanyon Mariner bulunur. Güneş Sisteminde henüz bundan daha görkemli bir şey bulunamadı. Olimpos Dağı'nın yüksekliği 25 kilometredir (bu, dünyanın en yüksek dağı olan Everest'in üç katıdır), tabanının çapı ise 600 kilometredir. Valles Marineris'in uzunluğu 4000 kilometre, genişliği 200 kilometre, derinliği ise neredeyse 7 kilometredir.

Mars yüzeyiyle ilgili bugüne kadarki en önemli keşif kanalların keşfi olmuştur. Bu kanalların özelliği, NASA uzmanlarına göre, akan su tarafından yaratılmış olmaları ve dolayısıyla uzak geçmişte Mars yüzeyinin Dünya'nınkine önemli ölçüde benzediğine dair teorinin en güvenilir kanıtı olmalarıdır.

Kızıl Gezegenin yüzeyiyle ilişkilendirilen en ünlü peridolium, "Mars'ın Yüzü" olarak adlandırılan yüzdür. Bölgenin ilk görüntüsü 1976 yılında Viking I uzay aracı tarafından çekildiğinde, arazi aslında insan yüzüne çok benziyordu. O zamanlar pek çok kişi bu görüntünün Mars'ta akıllı yaşamın var olduğuna dair gerçek bir kanıt olduğunu düşünüyordu. Sonraki fotoğraflar bunun sadece bir ışıklandırma ve insan hayal gücü oyunu olduğunu gösterdi.

Diğer karasal gezegenler gibi Mars'ın iç kısmı da üç katmandan oluşur: kabuk, manto ve çekirdek.
Henüz kesin ölçümler yapılmamış olsa da bilim insanları Valles Marineris'in derinliğine ilişkin verilere dayanarak Mars'ın kabuğunun kalınlığı hakkında bazı tahminlerde bulundular. Güney yarımkürede bulunan derin ve geniş vadi sistemi, Mars'ın kabuğu Dünya'nınkinden önemli ölçüde daha kalın olmasaydı var olamazdı. Ön tahminler, Mars'ın kabuğunun kalınlığının kuzey yarımkürede yaklaşık 35 kilometre, güney yarımkürede ise yaklaşık 80 kilometre olduğunu gösteriyor.

Mars'ın çekirdeğine, özellikle de onun katı mı yoksa sıvı mı olduğunun belirlenmesine yönelik pek çok araştırma yapıldı. Bazı teoriler, sağlam bir çekirdeğin işareti olarak yeterince güçlü bir manyetik alanın bulunmadığına işaret etmiştir. Ancak son on yılda Mars'ın çekirdeğinin en azından kısmen sıvı olduğu hipotezi giderek daha popüler hale geldi. Bu, Mars'ın sıvı çekirdeğe sahip olduğunun veya sıvı çekirdeğe sahip olduğunun bir işareti olabilecek, gezegenin yüzeyindeki mıknatıslanmış kayaların keşfiyle belirtildi.

Yörünge ve dönüş

Mars'ın yörüngesi üç nedenden dolayı dikkat çekicidir. Birincisi, eksantrikliği tüm gezegenler arasında ikinci en büyüğüdür, yalnızca Merkür'de daha azdır. Bu eliptik yörüngeyle Mars'ın günberi noktası 2,07 x 108 kilometre olup, bu da 2,49 x 108 kilometre olan günötesinden çok daha uzaktadır.

İkinci olarak, bilimsel kanıtlar, bu kadar yüksek derecede bir dışmerkezliliğin her zaman mevcut olmadığını ve Mars tarihinin bir noktasında Dünya'nınkinden daha az olabileceğini öne sürüyor. Bilim insanları bu değişimin nedeninin komşu gezegenlerin Mars'a etki eden çekim kuvvetleri olduğunu söylüyor.

Üçüncüsü, tüm karasal gezegenler arasında, yılın Dünya'dakinden daha uzun sürdüğü tek gezegen Mars'tır. Bu doğal olarak Güneş'e olan yörünge mesafesiyle ilgilidir. Bir Mars yılı neredeyse 686 Dünya gününe eşittir. Bir Mars günü yaklaşık 24 saat 40 dakika sürer; bu, gezegenin kendi ekseni etrafında tam bir devrimi tamamlaması için gereken süredir.

Gezegen ile Dünya arasındaki bir diğer dikkate değer benzerlik, yaklaşık 25° olan eksen eğikliğidir. Bu özellik, Kızıl Gezegen'de de mevsimlerin Dünya'dakiyle aynı şekilde birbirini takip ettiğini gösteriyor. Ancak Mars'ın yarıküreleri, her mevsim için Dünya'dakilerden farklı, tamamen farklı sıcaklık rejimleri yaşar. Bu yine gezegenin yörüngesinin çok daha fazla dışmerkezli olmasından kaynaklanmaktadır.

SpaceX Ve Mars'ı kolonileştirmeyi planlıyor

Yani SpaceX'in 2024 yılında Mars'a insan göndermek istediğini biliyoruz ancak ilk Mars görevi 2018 yılında Red Dragon kapsülü olacak. Şirket bu hedefe ulaşmak için hangi adımları atacak?

• 2018 Teknolojiyi göstermek için Red Dragon uzay sondasının fırlatılması. Görevin amacı Mars'a ulaşmak ve iniş alanında küçük ölçekte bazı araştırma çalışmaları yapmaktır. Belki NASA'ya veya diğer ülkelerin uzay ajanslarına ek bilgi sağlamak.
• 2020 Mars Colonial Transporter MCT1 uzay aracının (insansız) fırlatılması. Görevin amacı kargo göndermek ve numuneleri iade etmektir. Yaşam alanı, yaşam desteği ve enerjiye yönelik teknolojilerin büyük ölçekli gösterimleri.
• 2022 Mars Colonial Transporter MCT2 uzay aracının (insansız) fırlatılması. MCT'nin ikinci yinelemesi. Şu anda MCT1, Mars'tan örnekler taşıyarak Dünya'ya geri dönecek. MCT2, ilk insanlı uçuş için ekipman sağlıyor. MCT2, mürettebatın 2 yıl içinde Kızıl Gezegene varmasıyla fırlatılmaya hazır olacak. Sorun çıkması durumunda ("Marslı" filminde olduğu gibi) ekip bunu gezegeni terk etmek için kullanabilecek.
• 2024 Mars Colonial Transporter MCT3'ün üçüncü versiyonu ve ilk insanlı uçuş. Bu noktada tüm teknolojiler işlevselliğini kanıtlamış olacak, MCT1 Mars'a gidip gelecek, MCT2 hazır hale gelecek ve Mars'ta test edilecek.

Mars, Güneş'ten dördüncü gezegen ve karasal gezegenlerin sonuncusudur. Güneş'ten uzaklığı yaklaşık 227940000 kilometredir.

Gezegen adını Roma savaş tanrısı Mars'tan alıyor. Antik Yunanlılar tarafından Ares olarak biliniyordu. Mars'ın bu ilişkiyi gezegenin kan kırmızısı renginden dolayı aldığına inanılıyor. Rengi sayesinde gezegen diğer antik kültürler tarafından da biliniyordu. İlk Çinli gökbilimciler Mars'ı "Ateş Yıldızı" olarak adlandırdılar ve eski Mısırlı rahipler ona "kırmızı" anlamına gelen "Ee Desher" adını verdiler.

Mars ve Dünya'daki kara kütleleri birbirine çok benzer. Mars, Dünya'nın hacminin yalnızca %15'ini, kütlesinin ise %10'unu kaplamasına rağmen, Dünya yüzeyinin yaklaşık %70'ini su kaplaması nedeniyle gezegenimizle karşılaştırılabilecek bir kara kütlesine sahiptir. Aynı zamanda Mars'ın yüzey çekimi, Dünya'nın yerçekiminin yaklaşık %37'si kadardır. Bu, teorik olarak Mars'ta Dünya'dakinden üç kat daha yükseğe sıçrayabileceğiniz anlamına gelir.

Mars'a yapılan 39 görevden yalnızca 16'sı başarılı oldu. SSCB'nin 1960 yılında başlattığı Mars 1960A misyonundan bu yana Mars'a toplam 39 iniş aracı ve gezici gönderildi ancak bu görevlerin yalnızca 16'sı başarılı oldu. 2016 yılında Rusya-Avrupa ExoMars misyonunun bir parçası olarak bir araştırma başlatıldı. Bu misyonun temel amacı Mars'ta yaşam belirtileri aramak, gezegenin yüzeyini ve topoğrafyasını incelemek ve gelecekteki insanlılar için potansiyel çevresel tehlikeleri haritalandırmak olacak. Mars'a misyonlar.

Mars'tan gelen enkaz Dünya'da bulundu. Gezegenden seken meteorlarda Mars atmosferinin bir kısmının izlerinin bulunduğuna inanılıyor. Bu göktaşları Mars'tan ayrıldıktan sonra uzun bir süre, milyonlarca yıl boyunca diğer nesneler ve uzay enkazları arasında güneş sisteminin etrafında uçtular, ancak gezegenimizin yerçekimi tarafından yakalanıp atmosferine düşerek yüzeye düştüler. Bu materyallerin incelenmesi, bilim adamlarının uzay uçuşları başlamadan önce bile Mars hakkında çok şey öğrenmesine olanak sağladı.

Yakın geçmişte insanlar Mars'ın akıllı yaşama ev sahipliği yaptığından emindi. Bu büyük ölçüde İtalyan gökbilimci Giovanni Schiaparelli'nin Kızıl Gezegenin yüzeyindeki düz çizgiler ve olukların keşfinden etkilendi. Bu tür düz çizgilerin doğa tarafından yaratılamayacağına ve akıllı faaliyetlerin sonucu olduğuna inanıyordu. Ancak daha sonra bunun bir optik illüzyondan başka bir şey olmadığı kanıtlandı.

Güneş sisteminde bilinen en yüksek gezegen dağı Mars'tadır. Olympus Mons (Olimpos Dağı) olarak anılır ve yüksekliği 21 kilometredir. Bunun milyarlarca yıl önce oluşmuş bir yanardağ olduğuna inanılıyor. Bilim adamları, nesnenin volkanik lavının yaşının oldukça genç olduğuna dair pek çok kanıt buldular ve bu da Olympus'un hala aktif olabileceğinin kanıtı olabilir. Ancak güneş sisteminde Olympus'un yüksekliğinin daha düşük olduğu bir dağ var - bu, yüksekliği 22 kilometre olan Vesta asteroitinde bulunan Rheasilvia'nın merkezi zirvesidir.

Güneş sistemindeki en kapsamlı toz fırtınaları Mars'ta meydana gelir. Bunun nedeni gezegenin Güneş etrafındaki yörüngesinin eliptik şeklidir. Yörünge yolu diğer birçok gezegenden daha uzundur ve bu oval yörünge şekli, tüm gezegeni kaplayan ve aylarca sürebilen şiddetli toz fırtınalarına neden olur.

Güneş, Mars'tan bakıldığında Dünya'nın görsel boyutunun yaklaşık yarısı kadar görünüyor. Mars, yörüngesinde Güneş'e en yakın konumdayken ve güney yarımküresi Güneş'e dönükken, gezegen çok kısa ama inanılmaz derecede sıcak bir yaz yaşar. Aynı zamanda kuzey yarımkürede kısa ama soğuk bir kış başlıyor. Gezegen Güneş'ten uzak olduğunda ve kuzey yarımküre ona doğru baktığında, Mars'ta uzun ve ılık bir yaz yaşanır. Güney yarımkürede uzun bir kış başlıyor.

Bilim insanları, Dünya hariç, Mars'ın yaşama en uygun gezegen olduğunu düşünüyor. Önde gelen uzay ajansları, Mars'ta yaşam potansiyeli olup olmadığını ve Mars'ta bir koloni kurmanın mümkün olup olmadığını öğrenmek amacıyla önümüzdeki on yılda bir dizi uzay görevi planlıyor.

Marslılar ve Mars'tan gelen uzaylılar, uzun zamandır dünya dışı varlık adaylarının başında geliyor ve Mars'ı güneş sistemindeki en popüler gezegenlerden biri haline getiriyor.

Mars, sistemde Dünya dışında kutup buzuna sahip olan tek gezegendir. Mars'ın kutup başlıklarının altında katı su keşfedildi.

Tıpkı Dünya'da olduğu gibi Mars'ta da mevsimler vardır, ancak bunlar iki kat daha uzun sürer. Bunun nedeni, Mars'ın kendi ekseni üzerinde yaklaşık 25,19 derece eğik olmasıdır, bu da Dünya'nın eksen eğikliğine (22,5 derece) yakındır.

Mars'ın manyetik alanı yoktur. Bazı bilim adamları onun gezegende yaklaşık 4 milyar yıl önce var olduğuna inanıyor.

Mars'ın iki uydusu Phobos ve Deimos, Jonathan Swift'in Gulliver'in Seyahatleri kitabında anlatılmıştır. Bu onların keşfedilmesinden 151 yıl önceydi.

matematiksel modelleme yaptı ve sonuçları eski bir göktaşı içinde hapsolmuş eski Mars atmosferinin bileşimiyle karşılaştırdı. 4 milyar yıl önce, yüzey basıncının 0,5 bar'ı (50.000 Pa) aşan yoğun bir atmosferin olduğu sonucuna vardılar.

Bu, Mars atmosferinin kaybolma sürecinin büyük olasılıkla güneş rüzgârından kaynaklandığını gösteriyor. Mars'ı bugün bildiğimiz soğuk çöl dünyasına dönüştürmekten sorumlu olan odur.

Bilim insanları, Kızıl Gezegen'e yapılan araştırma gezileri sonucunda elde edilen verileri incelerken, Mars'ın bir zamanlar yüzeyinde okyanusların varlığını destekleyen sıcak bir iklime sahip olduğunu ileri sürdü. Bu, oldukça belirgin bir sera etkisine sahip yoğun bir atmosfer gerektirir. Ancak modern Mars'ın yüzey basıncı yalnızca 0,006 bar olan ince bir atmosfere sahiptir. Bu da gezegenin şu anda dünya ile karşılaştırıldığında çok soğuk bir iklime sahip olmasına neden oluyor. Mars'ın kalın atmosferini ne zaman ve nasıl kaybettiği büyük bir sır olarak kaldı.

Araştırma yöntemi

Bilim adamlarının elindeki eski gök taşı, eski Mars atmosferine ait parçacıklar içeriyor. Araştırmacılar, çeşitli koşullar altında tarihi boyunca Mars atmosferindeki değişim süreçlerini simüle etti. Araştırmacılar, sonuçları göktaşı türevi gazın izotopik bileşimiyle karşılaştırarak, gazın göktaşı içinde hapsolduğu sırada Mars atmosferinin ne kadar yoğun olduğunu hesapladılar.

Araştırma sonuçlarının gözden geçirilmesi

Araştırma ekibi Mars'ın yaklaşık 4 milyar yıl önce yoğun bir atmosfere sahip olduğu sonucuna vardı. O dönemde gezegenin yüzeyindeki hava basıncı en az 0,5 bar ve muhtemelen daha da yüksekti. Mars'ın kendi manyetik alanı vardı ama onu yaklaşık 4 milyar yıl önce kaybetti. Araştırmanın sonucu, gezegenin atmosferini yok etmeye başlayan sıcak, ıslak bir dünyadan soğuk bir çöl dünyasına geçişten Mars'ın sorumlu olduğunu gösteriyor.

Araştırma beklentileri

NASA'nın MAVEN uzay aracı Mars çevresinde yörüngede bulunuyor ve Kızıl Gezegenin atmosferini yok eden süreçleri keşfetmeye devam ediyor. Japonya Havacılık ve Uzay Araştırma Ajansı (JAXA), Mars Ayları eXploration (MMX) uzay aracını kullanarak bu süreçleri gözlemlemeye devam etmeyi planlıyor. Bu görevler, bu makalede tahmin edilen eski Mars'ın yoğun atmosferinin zamanla nasıl kaybolduğunu açıklayabilecektir.

Güneş'e en uzak dördüncü gezegen olan Mars, uzun süredir dünya biliminin yakından ilgi odağı olmuştur. Bu gezegen, küçük ama önemli bir istisna dışında Dünya'ya çok benzer: Mars'ın atmosferi, Dünya atmosferinin hacminin yüzde birinden fazlasını oluşturmaz. Herhangi bir gezegenin gaz zarfı, onun görünüşünü ve yüzeydeki koşullarını şekillendiren belirleyici faktördür. Güneş Sistemi'nin tüm kayalık dünyalarının Güneş'ten 240 milyon kilometre uzaklıkta yaklaşık olarak aynı koşullar altında oluştuğu biliniyor. Dünya ve Mars'ın oluşum koşulları hemen hemen aynıysa, bu gezegenler neden şimdi bu kadar farklı?

Her şey büyüklükle ilgili; Dünya ile aynı malzemeden oluşan Mars, bir zamanlar gezegenimiz gibi sıvı ve sıcak metal bir çekirdeğe sahipti. Kanıtı ise sönmüş çok sayıda yanardağdır. Ancak “kızıl gezegen” Dünya'dan çok daha küçüktür. Bu daha hızlı soğuduğu anlamına gelir. Sıvı çekirdek nihayet soğuyup katılaştığında, konveksiyon süreci sona erdi ve onunla birlikte gezegenin manyetik kalkanı olan manyetosfer de ortadan kayboldu. Sonuç olarak, gezegen Güneş'in yıkıcı enerjisine karşı savunmasız kaldı ve Mars'ın atmosferi neredeyse tamamen güneş rüzgarı (devasa bir radyoaktif iyonize parçacık akışı) tarafından taşındı. “Kızıl Gezegen” cansız, donuk bir çöle dönüştü...

Artık Mars'taki atmosfer, gezegenin yüzeyini yakan ölümcül gazın nüfuzuna dayanamayan ince, seyreltilmiş bir gaz kabuğudur. Mars'ın termal gevşemesi, örneğin atmosferi çok daha yoğun olan Venüs'ünkinden birkaç kat daha azdır. Mars'ın ısı kapasitesi çok düşük olan atmosferi, daha belirgin ortalama günlük rüzgar hızlarına neden oluyor.

Mars atmosferinin bileşimi çok yüksek bir içerikle (%95) karakterize edilir. Atmosfer ayrıca nitrojen (yaklaşık %2,7), argon (yaklaşık %1,6) ve az miktarda oksijen (en fazla %0,13) içerir. Mars'ın atmosferik basıncı, gezegenin yüzeyinden 160 kat daha yüksektir. Dünya atmosferinin aksine, buradaki gaz kabuğu, gezegenin büyük miktarda karbondioksit içeren kutup kapaklarının bir yıllık döngü sırasında erimesi ve donması nedeniyle belirgin bir değişken yapıya sahiptir.

Mars Express araştırma uzay aracından elde edilen verilere göre Mars'ın atmosferi bir miktar metan içeriyor. Bu gazın özelliği hızlı ayrışmasıdır. Bu, gezegenin bir yerinde bir metan ikmali kaynağının olması gerektiği anlamına gelir. Burada yalnızca iki seçenek olabilir: ya izleri henüz keşfedilmemiş jeolojik aktivite ya da Güneş Sistemi'ndeki yaşam merkezlerinin varlığına dair anlayışımızı değiştirebilecek mikroorganizmaların hayati aktivitesi.

Mars atmosferinin karakteristik bir etkisi aylarca devam edebilen toz fırtınalarıdır. Gezegenin bu yoğun hava örtüsü esas olarak karbondioksitten ve az miktarda oksijen ve su buharından oluşur. Bu kalıcı etki, Mars'ın son derece düşük yerçekiminden kaynaklanmaktadır; bu, süper inceltilmiş bir atmosferin bile milyarlarca ton tozu yüzeyden kaldırmasına ve uzun süre tutmasına olanak tanır.

Mars'ın atmosferi Venüs'ün atmosferi gibi, çok daha ince olmasına rağmen esas olarak karbondioksitten oluşur. 2003 yılında metanın keşfinden sonra atmosferik araştırmalar büyük bir heyecanla yeniden başladı. Metanın varlığı dolaylı olarak Mars'ta yaşamın varlığına işaret edebilir, ancak bunların gezegenin volkanik veya hidrotermal aktivitesinin izleri olması daha muhtemeldir.

Atmosferin yüzde 96'sı karbondioksit, yüzde 2,1'i argon ve yüzde 1,9'u nitrojenden oluşuyor. Ayrıca oksijen, metan, karbon monoksit ve karbondioksit izleri ile soğuk bulutlar halinde az miktarda su buharı da bulundu. Mars'taki karbondioksit konsantrasyonu Dünya'dakinden 23 kat daha fazladır. Bu da Mars'ta herhangi bir yaşamın var olmasını imkansız hale getiriyor. En azından hepimizin ana vatanımızda alışkın olduğu yaşam.

Mars atmosferinin bileşimi.

Atmosferin bileşimi ve kütlesi, Mars yılı boyunca büyük ölçüde dalgalanır. Kışın karbondioksitin çoğu kutup başlıklarında yoğunlaşır, dolayısıyla atmosfer incelir. Yaz aylarında bu kısım buharlaşır ve atmosferin yoğunluğu artar.

Ancak hem kış hem de yaz aylarında atmosferin yoğunluğu sıcaklık dalgalanmalarını düzeltecek kadar yüksek değildir. Bir Mars günü boyunca sıcaklık sıçramaları 100 o C'yi aşar. Gündüz +30 o C'ye yükselir ve geceleri -80 o C'ye düşer. Kutuplarda minimum sıcaklık daha da düşerek -150 o C'ye düşer. .

Mars'taki atmosfer basıncı 600 Pa'dır. Karşılaştırma için, Dünya'da atmosfer basıncı 101 Pa, Venüs'te ise 9,3 MPa'dır. Mars'ın en yüksek noktası olan Olympus Mons'ta atmosfer basıncı 30 Pa civarındadır. Ve gezegenin en derin noktası olan Hellas Ovası'nda 1155 Pa'ya ulaşıyor.

Mars Keşif Rover'ının Mars yüzeyinden yaptığı gözlemler, ince atmosfere rağmen havanın oldukça tozlu olduğunu gösterdi. Mars'ın gökyüzü sürekli olarak açık kahverengi ve turuncu renktedir. Asılı kum ve toz parçacıkları 1,5 km yüksekliğe kadar yükselir. gezegenin yüzeyinin üzerinde ve düşük basınç nedeniyle oldukça uzun bir süre yerleşiyor.

Atmosferin tarihi

Bilim adamları, Mars'ın atmosferinin gezegenin yaşamı boyunca değiştiğine inanıyor. Gezegenin birkaç milyar yıl önce devasa okyanuslara sahip olduğuna dair kanıtlar var. Ancak şu anda su yalnızca buhar veya buz şeklinde var olabiliyor. İlk olarak, atmosferik basınç, suyu yalnızca gezegenin en alçak noktalarında sıvı halde "tutabilir". İkincisi, ortalama yüzey sıcaklığı -63 o C'dir, dolayısıyla su yalnızca katı halde bulunabilir.

Ancak tarihinin başlarında Mars daha elverişli koşullara sahipti. 2013 yılının başında yaklaşık 4 milyar yıl önce Mars atmosferinin oksijen açısından zengin olduğu açıklandı (). Atmosferdeki oksijen tükenmesinin olası nedenleri arasında şunlar yer almaktadır:

1. Atmosferin güneş rüzgarı tarafından kademeli olarak tahrip edilmesi.
2. Mars için felaketle sonuçlanacak devasa bir göktaşı veya kuyruklu yıldızla çarpışma.
3. Mars'ın düşük yerçekimi onun bir atmosferi korumasına izin vermiyor.

İnsan kullanımı potansiyeli

Bir insan Mars atmosferinden nasıl yararlanabilir? Mars'ın kolonileştirilmesi artık imkansız bir hayal gibi görünmediğinden bu soru giderek daha sık soruluyor. Evet, hâlâ cevaplardan çok sorular var. Ancak sorunların bir anda değil, tek tek çözülmesi gerekiyor.

Mars atmosferindeki karbondioksit, Dünya'ya dönüş için roket yakıtı oluşturmak için kullanılabilir. Bu zengin CO2 hacmini kullanmanın çeşitli seçenekleri vardır; bunlardan biri Sabatier sürecidir. Bu kimyasal işlem, karbondioksitin hidrojenle nikel katalizörü üzerinde reaksiyonudur. Bu reaksiyon oksijen ve metan üretir.

Sabatier'in tepkisi, astronotlar nefes aldıktan sonra Uluslararası Uzay İstasyonunda kalan karbondioksitin geri dönüştürülmesi için NASA'dan bilim adamları tarafından halihazırda "deneniyor". Bu nedenle Mars'ta atmosferdeki oksijene ihtiyacımız olmayabilir - onu kendimiz üreteceğiz.

Mars da Venüs gibi Dünya benzeri gezegenlerdir. Pek çok ortak noktaları var ama farklılıkları da var. Bilim insanları, uzak gelecekte de olsa Mars'ta yaşam bulma ve Dünya'nın bu "akrabasını" yaşanabilir hale getirme umutlarını kaybetmiyor. Kızıl Gezegen için bu görev Venüs'e göre daha basit görünüyor. Ne yazık ki Mars'ın çok zayıf bir manyetik alanı var ve bu da durumu karmaşıklaştırıyor. Gerçek şu ki, manyetik alanın neredeyse tamamen yokluğundan dolayı, güneş rüzgarının gezegenin atmosferi üzerinde çok güçlü bir etkisi var. Atmosfer gazlarının yayılmasına neden olur, böylece günde yaklaşık 300 ton atmosferik gaz uzaya kaçar.

Uzmanlara göre milyarlarca yıl boyunca Mars atmosferinin yaklaşık %90'ının dağılmasına neden olan güneş rüzgarıydı. Sonuç olarak Mars yüzeyindeki basınç 0,7-1,155 kPa'dır (Dünya'nın 1/110'u, Dünya üzerindeki bu basınç yüzeyden otuz kilometre yüksekliğe çıkıldığında görülebilir).

Mars'ın atmosferi esas olarak karbondioksitten (%95) ve az miktarda nitrojen, argon, oksijen ve diğer bazı gazlardan oluşur. Ne yazık ki Kızıl Gezegen üzerindeki atmosferin basıncı ve bileşimi, karada yaşayan canlı organizmaların Kızıl Gezegen üzerinde nefes almasını imkansız hale getiriyor. Muhtemelen bazı mikroskobik organizmalar hayatta kalabilecek ancak bu tür koşullarda kendilerini rahat hissedemeyecekler.

Atmosferin bileşimi o kadar da sorun değil. Mars'taki atmosferik basınç Dünya'dakinin yarısı veya üçte biri olsaydı, o zaman kolonistler veya marsonotlar günün ve yılın belirli zamanlarında uzay kıyafetleri olmadan, yalnızca bir solunum cihazı kullanarak gezegenin yüzeyinde bulunabileceklerdi. Pek çok karasal organizma Mars'ta kendini daha rahat hissedecektir.

NASA, Mars'ı güneş rüzgarlarından koruyarak Dünya'nın komşusu üzerindeki atmosferik basıncı arttırmanın mümkün olduğuna inanıyor. Bu koruma manyetik alan tarafından sağlanır. Dünya'da sözde hidrodinamik dinamo mekanizması sayesinde var oluyor. Gezegenin sıvı çekirdeğinde, manyetik alanlar oluşturan elektrik akımlarının uyarılması nedeniyle elektriksel olarak iletken madde (erimiş demir) akışları sürekli olarak dolaşır. Dünyanın çekirdeğindeki iç akışlar asimetriktir ve bu da manyetik alanın artmasına neden olur. Dünyanın manyetosferi, atmosferi güneş rüzgarları tarafından savrulmaya karşı güvenilir bir şekilde korur.

Mars için manyetik bir kalkan oluşturma projesinin yazarlarının hesaplamalarına göre dipol, güneş rüzgarının gezegene ulaşmasına izin vermeyecek kadar güçlü bir manyetik alan oluşturacak

Ne yazık ki insanlar için Mars'ta (ve Venüs'te) sürekli güçlü bir manyetik alan yoktur, yalnızca zayıf izler kaydedilmiştir. Mars Global Surveyor sayesinde Mars kabuğunun altındaki manyetik maddeyi tespit etmek mümkün oldu. NASA, bu anormalliklerin bir zamanlar manyetik olan bir çekirdeğin etkisi altında oluştuğuna ve gezegenin kendisi alanını kaybettikten sonra bile manyetik özellikleri koruduğuna inanıyor.

Manyetik kalkan nereden alınır?

NASA diyagramı, manyetik bir kalkanın Mars'ı güneş rüzgârından nasıl koruyacağını gösteriyor

Fikrin yazarları, her biri manyetik kalkanın fırlatılmasından sonra Mars üzerindeki baskının Dünya'nın yarısına ulaşacağını gösteren birkaç simülasyon modeli oluşturdu. Özellikle Mars'ın kutuplarındaki karbondioksit buharlaşarak katı fazdan gaza dönüşecek. Zamanla sera etkisi kendini gösterecek, Mars ısınmaya başlayacak, birçok yerde gezegenin yüzeyine yakın olan buzlar eriyecek ve gezegen sularla kaplanacak. Mars'ta bu tür koşulların yaklaşık 3,5 milyar yıl önce var olduğuna inanılıyor.

Elbette bu bugünün projesi değil ama belki gelecek yüzyılda insanlar bu fikri hayata geçirebilecek ve Mars'ı yaşanabilir hale getirerek kendilerine ikinci bir ev yaratabilecekler.