Marte

Marte è il quarto pianeta dal Sole nel sistema solare e il secondo pianeta solido più piccolo. Marte è un pianeta terrestre freddo con calotte polari di acqua ghiacciata e anidride carbonica. Ha il più grande vulcano del sistema solare e alcuni crateri da impatto molto grandi. Marte prende il nome dal mitologico dio romano della guerra perché appare di colore rosso.

Le sonde spaziali come i lander del programma Viking sono gli strumenti principali per l'esplorazione di Marte.

Aspetto

Marte è un pianeta terrestre e fatto di roccia. Il suolo è rosso a causa dell'ossido di ferro (ruggine) presente nelle rocce e nella polvere. L'atmosfera del pianeta è molto sottile. È principalmente anidride carbonica con un po' di argon e azoto e piccole quantità di altri gas tra cui l'ossigeno. Le temperature su Marte sono più fredde che sulla Terra, perché è più lontano dal Sole e ha meno aria per trattenere il calore. C'è ghiaccio d'acqua e anidride carbonica congelata ai poli nord e sud. Marte non ha acqua liquida sulla superficie ora, ma i segni di scorrimento sulla superficie erano probabilmente causati dall'acqua.

Lo spessore medio della crosta del pianeta è di circa 50 km (31 mi), con uno spessore massimo di 125 km (78 mi).

Lune

Marte ha due piccole lune, chiamate Phobos e Deimos.

Superficie con rocce ovunque fotografata da Mars Pathfinder
Superficie con rocce ovunque fotografata da Mars Pathfinder

Geografia fisica

Rotazione

Un giorno marziano si chiama sol ed è un po' più lungo di un giorno terrestre. Marte ruota in 24 ore e 37 minuti. Ruota su un asse inclinato, proprio come la Terra, quindi ha quattro diverse stagioni. Di tutti i pianeti del sistema solare, le stagioni di Marte sono le più simili a quelle della Terra, a causa della loro simile inclinazione assiale. La lunghezza delle stagioni marziane è quasi il doppio di quella della Terra, perché la maggiore distanza di Marte dal Sole fa sì che l'anno marziano sia lungo quasi due anni terrestri.

Le temperature della superficie marziana variano da minime di circa -143 °C (-225 °F) (alle calotte polari invernali) a massime fino a 35 °C (95 °F) (nell'estate equatoriale). L'ampia gamma di temperature è dovuta principalmente alla sottile atmosfera che non può immagazzinare molto calore solare. Il pianeta è anche 1,52 volte più lontano dal Sole rispetto alla Terra, e riceve solo il 43% della quantità di luce solare.

Acqua

Un rapporto del 2015 dice che le strisce scure marziane sulla superficie sono state influenzate dall'acqua.

L'acqua liquida non può esistere sulla superficie di Marte a causa della sua bassa pressione atmosferica (non c'è abbastanza aria per trattenerla), tranne che alle quote più basse per brevi periodi. Le due calotte polari sembrano essere fatte in gran parte di acqua congelata. La quantità di ghiaccio nella calotta polare sud, se sciolta, sarebbe sufficiente a coprire l'intera superficie del pianeta a 11 metri di profondità. Un manto di permafrost si estende dal polo fino a latitudini di circa 60°.

Prove geologiche raccolte da missioni senza equipaggio suggeriscono che un tempo Marte aveva molta acqua liquida sulla sua superficie. Nel 2005, i dati radar hanno rivelato la presenza di grandi quantità di ghiaccio d'acqua ai poli e alle medie latitudini. Il rover marziano Spirit ha campionato composti chimici contenenti molecole d'acqua nel marzo 2007. Il lander Phoenix ha trovato ghiaccio d'acqua nel suolo marziano poco profondo nel luglio 2008. Le forme del terreno viste su Marte suggeriscono fortemente che l'acqua liquida sia esistita in qualche momento sulla superficie del pianeta. Enormi aree di terreno sono state raschiate ed erose.

Calotte polari

Marte ha due calotte polari permanenti. Durante l'inverno di un polo, esso giace nell'oscurità continua, raffreddando la superficie e causando la deposizione del 25-30% dell'atmosfera in lastre di ghiaccio di CO2 (ghiaccio secco). Quando i poli sono nuovamente esposti alla luce del sole, la CO2 congelata sublima (si trasforma in vapore), creando enormi venti che spazzano via i poli fino a 400 km/h. Ogni stagione questo sposta grandi quantità di polvere e vapore acqueo, dando origine a gelate simili a quelle terrestri e a grandi nubi di cirri e tempeste di polvere. Nuvole di acqua-ghiaccio sono state fotografate dal rover Opportunity nel 2004.

Le calotte polari di entrambi i poli sono costituite principalmente da ghiaccio d'acqua.

Atmosfera

Marte ha un'atmosfera molto sottile con pochissimo ossigeno (è soprattutto anidride carbonica). Poiché c'è un'atmosfera, per quanto sottile sia, il cielo cambia colore quando il sole sorge e tramonta. La polvere nell'atmosfera marziana rende i tramonti marziani un po' blu. L'atmosfera di Marte è troppo sottile per proteggere Marte dalle meteore, ecco perché Marte ha così tanti crateri.

Crateri di meteoriti

Dopo la formazione dei pianeti, tutti hanno sperimentato il "Bombardamento Pesante Tardivo". Circa il 60% della superficie di Marte mostra una registrazione di impatti di quell'era. Gran parte della superficie rimanente si trova probabilmente sopra gli immensi bacini d'impatto causati da quegli eventi. Ci sono prove di un enorme bacino d'impatto nell'emisfero settentrionale di Marte, che si estende per 10.600 per 8.500 km (6.600 per 5.300 mi), o circa quattro volte più grande del più grande bacino d'impatto ancora scoperto. Questa teoria suggerisce che Marte è stato colpito da un corpo delle dimensioni di Plutone circa quattro miliardi di anni fa. Si pensa che l'evento sia la causa della differenza tra gli emisferi marziani. Ha creato il bacino liscio Borealis che copre il 40% del pianeta.

Alcuni meteoriti hanno colpito Marte con così tanta forza che alcuni pezzi di Marte sono volati nello spazio - anche sulla Terra! A volte si trovano rocce sulla Terra che hanno sostanze chimiche che sono esattamente come quelle delle rocce marziane. Queste rocce sembrano anche essere cadute molto velocemente attraverso l'atmosfera, quindi è ragionevole pensare che provengano da Marte.

Geografia

Marte ospita la più alta montagna conosciuta nel sistema solare, Olympus Mons. Olympus Mons è alto circa 17 miglia (o 27 chilometri). È più di tre volte l'altezza della montagna più alta della Terra, il Monte Everest. Ospita anche le Valles Marineris, il terzo sistema di fratture (canyon) più grande del sistema solare, lungo 4.000 km.

Foto al microscopio scattata da Opportunity che mostra una concrezione di ematite grigia, che suggerisce la presenza passata di acqua liquida
Foto al microscopio scattata da Opportunity che mostra una concrezione di ematite grigia, che suggerisce la presenza passata di acqua liquida




Osservazione di Marte

Le nostre testimonianze sull'osservazione e la registrazione di Marte iniziano con gli antichi astronomi egiziani nel secondo millennio a.C.

Osservazioni dettagliate della posizione di Marte furono fatte dagli astronomi babilonesi che svilupparono metodi usando la matematica per prevedere la posizione futura del pianeta. Gli antichi filosofi e astronomi greci svilupparono un modello del sistema solare con la Terra al centro ('geocentrico'), invece del sole. Usarono questo modello per spiegare i moti del pianeta. Gli astronomi indiani e islamici stimarono le dimensioni di Marte e la sua distanza dalla Terra. Un lavoro simile fu fatto dagli astronomi cinesi.

Nel XVI secolo, Niccolò Copernico propose un modello del sistema solare in cui i pianeti seguono orbite circolari intorno al Sole. Questo modello "eliocentrico" fu l'inizio dell'astronomia moderna. È stato rivisto da Johannes Kepler, che ha dato un'orbita ellittica per Marte che si adatta meglio ai dati delle nostre osservazioni.

Le prime osservazioni di Marte al telescopio furono fatte da Galileo Galilei nel 1610. Nel giro di un secolo, gli astronomi scoprirono distinte caratteristiche di albedo (cambiamenti di luminosità) sul pianeta, tra cui la zona scura e le calotte polari. Furono in grado di trovare il giorno del pianeta (periodo di rotazione) e l'inclinazione assiale.

I migliori telescopi sviluppati all'inizio del XIX secolo hanno permesso di mappare in dettaglio le caratteristiche permanenti dell'albedo marziana. La prima mappa grezza di Marte fu pubblicata nel 1840, seguita da mappe migliori a partire dal 1877. Gli astronomi pensarono erroneamente di aver rilevato il segno spettroscopico dell'acqua nell'atmosfera marziana, e l'idea della vita su Marte divenne popolare tra il pubblico.

Nuvole gialle su Marte sono state osservate fin dagli anni 1870, che erano sabbia o polvere soffiata dal vento. Durante gli anni 1920, è stata misurata la gamma di temperatura della superficie marziana, che variava da -85 a 7 oC. L'atmosfera planetaria fu trovata arida con solo tracce di ossigeno e acqua. Nel 1947, Gerard Kuiper dimostrò che la sottile atmosfera marziana conteneva una grande quantità di anidride carbonica; circa il doppio della quantità trovata nell'atmosfera terrestre. La prima denominazione standard delle caratteristiche della superficie di Marte fu stabilita nel 1960 dall'Unione Astronomica Internazionale.

Dagli anni '60, molteplici veicoli spaziali robotici e rover sono stati inviati ad esplorare Marte dall'orbita e dalla superficie. Il pianeta è rimasto sotto osservazione da strumenti terrestri e spaziali in un'ampia gamma dello spettro elettromagnetico (luce visibile, infrarossi e altri). La scoperta di meteoriti sulla Terra provenienti da Marte ha permesso di esaminare in laboratorio le condizioni chimiche del pianeta.

I "canali" marziani

Durante l'opposizione del 1877, l'astronomo italiano Giovanni Schiaparelli usò un telescopio da 22 cm per produrre la prima mappa dettagliata di Marte. Ciò che catturò l'attenzione della gente fu che le mappe avevano delle caratteristiche che lui chiamò canali. Questi furono poi dimostrati essere un'illusione ottica (non reale). Questi canali erano presumibilmente lunghe linee rette sulla superficie di Marte alle quali egli diede i nomi di famosi fiumi sulla Terra. Il suo termine canali fu popolarmente tradotto erroneamente in inglese come canals, e si pensava che fossero stati fatti da esseri intelligenti.

Anche altri astronomi pensavano di poter vedere i canali, in particolare l'astronomo americano Percival Lowell che disegnò le mappe di una rete artificiale di canali su Marte.

Anche se questi risultati furono ampiamente accettati, furono contestati. L'astronomo greco Eugène M. Antoniadi e il naturalista inglese Alfred Russel Wallace erano contrari all'idea; Wallace era estremamente schietto. Con l'utilizzo di telescopi più grandi e migliori, furono osservati meno canali lunghi e dritti. Durante un'osservazione nel 1909 da parte di Flammarion con un telescopio di 84 cm (33 in), furono osservati modelli irregolari, ma nessun canale fu visto.

Un disegno a colori di Marte fatto nel 1877 dall'astronomo francese Trouvelot
Un disegno a colori di Marte fatto nel 1877 dall'astronomo francese Trouvelot




La vita su Marte

Mars by Viking 1 in 1980

Poiché Marte è uno dei pianeti più vicini alla Terra nel sistema solare, molti si sono chiesti se c'è qualche tipo di vita su Marte. Oggi sappiamo che il tipo di vita, se esiste, sarebbe un semplice organismo di tipo batterico.

Meteoriti

La NASA mantiene un catalogo di 34 meteoriti di Marte, cioè meteoriti che provengono originariamente da Marte. Questi beni sono molto preziosi poiché sono gli unici campioni fisici disponibili di Marte.

Gli studi del Johnson Space Center della NASA mostrano che almeno tre dei meteoriti contengono possibili prove di vita passata su Marte, sotto forma di strutture microscopiche che assomigliano a batteri fossilizzati (i cosiddetti biomorfi). Sebbene le prove scientifiche raccolte siano affidabili e le rocce siano descritte correttamente, non è chiaro cosa abbia fatto apparire le rocce in questo modo. Ad oggi, gli scienziati stanno ancora cercando di concordare se si tratta davvero di prove di vita semplice su Marte.

Negli ultimi decenni, gli scienziati hanno concordato che quando si usano meteoriti di altri pianeti trovati sulla Terra (o rocce riportate sulla Terra), sono necessarie varie cose per essere sicuri della vita. Queste cose includono:

  1. La roccia proviene dal momento e dal luogo giusto sul pianeta per l'esistenza della vita?
  2. Il campione contiene prove di cellule batteriche (mostra fossili di qualche tipo, anche se molto piccoli)?
  3. Ci sono prove di biominerali? (minerali solitamente causati da esseri viventi)
  4. Ci sono prove di isotopi tipici della vita?
  5. Le caratteristiche sono parte del meteorite e non una contaminazione dalla Terra?

Affinché le persone siano d'accordo sulla vita passata in un campione geologico, la maggior parte o tutte queste cose devono essere soddisfatte. Questo non è ancora successo, ma le indagini sono ancora in corso. Sono in corso riesami dei biomorfi trovati nei tre meteoriti marziani.

Il significato dell'acqua

L'acqua liquida è necessaria per la vita e il metabolismo, quindi se l'acqua era presente su Marte, le possibilità che la vita si evolva sono maggiori. Gli orbiter Viking hanno trovato prove di possibili valli fluviali in molte aree, erosione e, nell'emisfero meridionale, torrenti ramificati. Da allora, anche i rover e gli orbiter hanno guardato da vicino e alla fine hanno dimostrato che l'acqua era sulla superficie un tempo, e si trova ancora sotto forma di ghiaccio nelle calotte polari e nel sottosuolo.

Oggi

Finora, gli scienziati non hanno trovato vita su Marte, né vivente né estinta. Diverse sonde spaziali sono andate su Marte per studiarlo. Alcune hanno orbitato (girato intorno) al pianeta e altre sono atterrate su di esso. Ci sono immagini della superficie di Marte che sono state inviate a Terra dalle sonde. Alcune persone sono interessate a mandare astronauti a visitare Marte. Potrebbero fare una ricerca migliore, ma mandarci gli astronauti sarebbe difficile e costoso. Gli astronauti rimarrebbero nello spazio per molti anni e potrebbe essere molto pericoloso a causa delle radiazioni del sole. Finora abbiamo inviato solo sonde senza equipaggio.

La sonda più recente sul pianeta è il Mars Science Laboratory. È atterrata su Aeolis Palus nel cratere Gale su Marte il 6 agosto 2012. Ha portato con sé un esploratore mobile chiamato "Curiosity". È la sonda spaziale più avanzata di sempre. Curiosity ha scavato il suolo marziano e lo ha studiato nel suo laboratorio. Ha trovato molecole di zolfo, cloro e acqua.

Cultura popolare

Alcune storie famose sono state scritte su questa idea. Gli scrittori usavano il nome "marziani" per gli esseri intelligenti provenienti da Marte. Nel 1898, H. G. Wells scrisse La guerra dei mondi, un famoso romanzo sui marziani che attaccano la Terra. Nel 1938, Orson Welles trasmise una versione radiofonica di questa storia negli Stati Uniti, e molte persone pensarono che stesse realmente accadendo ed ebbero molta paura. A partire dal 1912, Edgar Rice Burroughs scrisse diversi romanzi sulle avventure su Marte.


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