الفلك

هل يحتوي المريخ على حديد أكثر من الأرض؟

هل يحتوي المريخ على حديد أكثر من الأرض؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

هل سبب لون المريخ أحمر لأن سطحه يحتوي على الكثير من الحديد؟ (عندما تكون الأوساخ حمراء على الأرض ، فإنها تحدث أحيانًا بسبب وجود كمية كبيرة من الحديد).

إذا كان الأمر كذلك ، فهل يحتوي المريخ على حديد أكثر من الأرض؟


بالتأكيد يحتوي المريخ على حديد أقل بكثير من الأرض. يمتلك المريخ 10.7٪ من كتلة الأرض. من ناحية أخرى ، يشكل الحديد 32٪ من الأرض نظرًا لوجود الكثير من الحديد في قلبه الداخلي ، ولبه الخارجي ، وغطائه. هذا يعني أنه إذا كان المريخ مصنوعًا بالكامل من الحديد (وهو ليس كذلك) ، فستظل الأرض تحتوي على أكثر من 3 أضعاف الحديد.

أنت محق في أن سطح المريخ يحتوي على كمية من الحديد على سطحه أكثر من الأرض ، لذا يبدو أحمر جدًا. تحتوي الأرض على العديد من المعادن الأخرى على سطحها (ناهيك عن الماء لجعلها تبدو زرقاء والنباتات تجعلها تبدو خضراء).


ما لم تصلنا لأكثر من 100 عام من دراسة تكوين النظام الشمسي ، فأنت تتوقع في الواقع أن يحتوي المريخ على حديد أقل من الأرض (من الناحية النسبية). هذا لأنه كلما ابتعدت عن النظام الشمسي ، كلما أصبحت المواد التي تتكون منها الأجرام السماوية أخف. تبدأ بالكواكب الداخلية ، على سبيل المثال ، المصنوعة من الصخور والمعدن. في أقصى درجاته ، يوجد الزئبق ، الذي يحتوي على نواة معدنية تشكل الغالبية العظمى من حجمه. عندما تبدأ في الانتقال إلى الأجزاء الخارجية ، يكون المعدن أقل بكثير. تبدأ المواد الصخرية في التلاشي حتى تترك مع الجليد المتجمد والمركبات التساهمية. يوجد هذا النمط لأنه عندما شكل النظام الشمسي تكثفت المواد الأثقل بالقرب من المركز بينما تم تفجير الغازات الأخف إلى الحواف. يجب أن يكون المريخ ، باعتباره آخر كوكب أرضي ، قد تشكل في مدار يحتوي على كمية أقل من الحديد والمواد الثقيلة مقارنة بالأرض وجميع الأجسام الصخرية الأخرى.

ومع ذلك ، من الجيد أن نراهن على أنه في المتوسط ​​يوجد حديد نسبي على سطح المريخ أكثر مما هو موجود على الأرض. قد يكون هذا لأنه على الرغم من وفرته المنخفضة من الحديد بشكل عام ، إلا أنه منتشر بشكل أكبر بين الغلاف الصخري بدلاً من أن يتركز بالكامل في أعماق قلبه كما هو الحال على الأرض. ربما لم يولد المريخ ، كونه كوكبًا أصغر ، ما يكفي من الحرارة أثناء تكوينه لتسييل سطحه تمامًا ، وهو ما يحتاجه الكوكب حتى تغرق المواد الأثقل في المركز ، مما يجعل طبقات متباينة مثل تلك التي نراها على الأرض مثل القشرة واللب والعباءة وما إلى ذلك. لا تفهموني بشكل خاطئ ، فالمريخ لديها هذه الطبقات المتباينة ، لكنها على الأرجح ليست واضحة كما هي هنا على الأرض. هذا ما أعتقد أنه يمكننا قوله بأمان هو السبب وراء سطح المريخ الأحمر ، على الرغم من موقعه في النظام الشمسي.


يؤخذ الحديد الموجود على الأرض من القشرة العلوية في عمليات اندساس معروفة جيدًا. تحتوي الأرض على كمية أقل من الحديد على سطحها لأنه يتم استنفادها من خلال عملية الاندساس التي استمرت لمليارات السنين على الأرض. هذه العملية لم تحدث بعد على سطح المريخ وهذا هو سبب وجود القليل جدًا من الجرانيت على سطح المريخ على عكس الأرض حيث تغطي القارات جزءًا كبيرًا من الكوكب.

لا يمكن أن يحدث الاندساس على المريخ ، لأنه يقع خارج المنطقة الصالحة للسكن. الشيء الجيد بالنسبة للمريخ هو أنه سيجد نفسه في المنطقة الصالحة للسكن في المستقبل البعيد لأن نجمنا ينمو في الحجم ودرجة الحرارة. سيؤدي هذا إلى تحرك المنطقة الصالحة للسكن إلى الخارج ، وستجد الأرض نفسها غير قادرة على الحفاظ على المياه في هذا المنعطف وسيكون الكوكب القابل للحياة هو المريخ.

المفتاح هنا هو أن المريخ موجود في الداخل حيث يوجد الحديد على سطحه مما يجعل الكوكب يبدو أصغر من الأرض ، لأن سيليكاته في الداخل بينما الحديد في الخارج. بشكل أساسي ، تمكنت الأرض من خلال الاندساس من قلب الكوكب من الداخل إلى الخارج للسماح للأرض بالنمو من الضغط. يهاجر الحديد نحو اللب في عمليات الاندساس لأنه لا يذوب ويرتفع مع بقية الصفيحة البازلتية المندمجة لتشكيل القارات التي يغوص فيها لزيادة قوة الجاذبية وزيادة الجاذبية لأن الجاذبية تنبع من اللب ، وكلما كان اللب أكثر كثافة كلما كان أعمق. المسافة البادئة على الزمكان. المريخ مضغوط ولبه عبارة عن سيليكات حيث أصبحت الأرض الآن من الحديد مما يمنح الأرض المجال المغناطيسي الأكبر ، لكن المجال المغناطيسي على سطح المريخ أكبر من الأرض.

تبلغ فترة دوران المريخ 24 ساعة ويكون محورها مائلاً مثل محور الأرض ، وسوف يجلس في المنطقة الصالحة للسكن حيث سيكون للحديد فرصة لشق طريقه إلى مركز الكوكب كما هو الحال على الأرض.


حقائق المريخ

كوكب المريخ هو رابع كوكب من الشمس وثاني أصغر كوكب له غلاف جوي رقيق ، وله سمات سطحية تذكرنا بفوهات تأثير القمر والوديان والصحاري والقمم الجليدية القطبية للأرض. إنه الكوكب الأكثر بحثًا عن الحياة.

الحقائق الرئيسية وملخص أمبير

  • نظرًا لسطوعه وقربه من الأرض ، فقد تم توثيق المريخ لما لا يقل عن 4.000 عام ، وبالتالي من المستحيل أن ننسب إلى شخص ما اكتشافه. ومع ذلك ، كان جاليليو جاليلي أول شخص راقب المريخ باستخدام التلسكوب في عام 1610.
  • سميت على اسم إله الحرب الروماني بسبب مظهرها الأحمر. في الثقافات المختلفة ، يمثل المريخ الذكورة والشباب ويستخدم رمزه كرمز للجنس الذكري.
  • نظرًا لتأثيرات أكسيد الحديد السائد على سطح المريخ ، فإنه يتميز بمظهر مائل إلى الحمرة مميز بين الأجسام الفلكية المرئية بالعين المجردة.
  • إنه كوكب أرضي ذو غلاف جوي رقيق ، وله سمات سطحية تذكرنا بفوهات تأثير قمر الأرض والوديان والصحاري والقمم الجليدية القطبية للأرض.
  • يبعد المريخ 227.9 مليون كيلومتر / 141.6 مليون ميل أو 1.5 وحدة فلكية عن الشمس. يستغرق ضوء الشمس حوالي 13 دقيقة للوصول إلى المريخ.
  • أبعد مسافة عن الأرض هي 401 مليون كم / 249 مليون ميل ، وأقرب مسافة لنا يمكن أن تكون 54.6 مليون كم / 34 مليون ميل ، في حين أن متوسط ​​المسافة 225 مليون كم / 140 مليون ميل.
  • يبلغ قطر كوكب المريخ 3.389 كيلومترًا أو 2.105 ميلًا ، وهو ضعف حجم الأرض.
  • يبلغ قطر كوكب المريخ 6.779 كم أو 4.212 ميل ، أي أكثر بقليل من نصف حجم الأرض.
  • تبلغ كتلة كوكب المريخ 6.42 × 10 23 كيلوجرامًا ، أي أقل بعشر مرات من كتلة الأرض.
  • يبلغ حجم كوكب المريخ 1.6318 × 10 كيلومتر مكعب (163 مليار كيلومتر مكعب) وهو ما يعادل 0.151 من الأرض.
  • تمثل الجاذبية على المريخ حوالي 38٪ من جاذبية الأرض.
  • تبلغ كثافة المريخ 3.93 جم / سم مكعب ، وهي أقل من كثافة الأرض ، مما يشير إلى أن منطقته الأساسية تحتوي على عناصر أخف.
  • تكتمل دورة واحدة / يوم على المريخ في غضون 24.6 ساعة بينما تكتمل رحلة كاملة حول الشمس أو العام في غضون 669.6 يومًا.
  • يميل محور دوران المريخ بمقدار 25.2 درجة على غرار الأرض التي تميل محورها بمقدار 23.4 درجة.
  • المريخ له مواسم على الرغم من أنها تدوم لفترة أطول من الأرض حيث يستغرق المريخ وقتًا أطول للدوران حول الشمس. تختلف الفصول في الطول بسبب مدار المريخ البيضاوي الشكل حول الشمس.
  • الربيع في نصف الكرة الشمالي (الخريف في الجنوب) هو أطول فصل يستمر 194 يومًا. الخريف في نصف الكرة الشمالي (الربيع في الجنوب) هو أقصر 142 يومًا. يستمر الشتاء الشمالي (الصيف الجنوبي) 154 يومًا بينما يستمر الصيف الشمالي (الشتاء الجنوبي) 178 يومًا.
  • في المتوسط ​​، تبلغ درجة الحرارة على المريخ حوالي -80 درجة فهرنهايت / -60 درجة مئوية. في فصل الشتاء ، يمكن أن تنخفض درجات الحرارة بالقرب من القطبين إلى -195 درجة فهرنهايت / -125 درجة مئوية.
  • من وقت لآخر ، تكون الرياح على المريخ قوية بما يكفي لتكوين عواصف ترابية ، تغطي معظم الكوكب بينما تستغرق شهورًا حتى يستقر الغبار ، وهو عائق كبير أمام المسابير الفضائية.
  • يتكون غلافه الجوي في الغالب من ثاني أكسيد الكربون والنيتروجين وغازات الأرجون.
  • يمتلك المريخ أطول بركان / جبل في النظام الشمسي بأكمله ، يُطلق عليه اسم أوليمبوس مونس على ارتفاع 13 ميلاً / 21 كيلومترًا وأيضًا أكبر وادي فاليس مارينز.
  • للمريخ قمرين اسمه فوبوس وديموس. من المثير للاهتمام أن جوناثان سويفت كتب عن هذه الأقمار في كتابه "رحلات جاليفر" - والغريب في الأمر أن هذه الأقمار لم تُكتشف في تلك الفترة الزمنية. تم اكتشافهم بعد 151 سنة بعد كتابة الكتاب.
  • ليس للمريخ أية حلقات ، لكن تشير التقديرات إلى أن قمره فوبوس سوف يصطدم بالمريخ في حوالي 50 مليون سنة ، وربما يخلق نظامًا دائريًا بعد ذلك.
  • لا يحتوي المريخ على مجال مغناطيسي ولكن مناطق معينة ممغنطة بدرجة عالية ، مما يشير إلى آثار مجال مغناطيسي منذ 4 مليارات سنة.
  • يفتقر إلى نظام الصفائح التكتونية النشطة.
  • من خلال الملاحظات والتحليلات المستمرة ، يُعتقد بقوة أن المريخ كان في يوم من الأيام مشابهًا جدًا للأرض ، ويمتلك المياه أو حتى المحيطات بأكملها. تشير الدراسات الحديثة إلى أنه قد يكون به ماء حتى الآن.

هل يحتوي المريخ على حديد أكثر من الأرض؟ - الفلك

كوكب الزهرة. قام المريخ بتحليق داخل كوكب الزهرة على مسافة 29300 ميل في أقرب وقت ممكن. جر كوكب الزهرة المريخ إلى الخارج وجذب كوكب الزهرة إلى الداخل. تقلص مدار كوكب الزهرة ، تم تقليل محوره شبه الرئيسي بنحو 262،467 ميلًا ، أو 0.389 ٪. تم تقليص فترتها بواقع 1.317 يوم أو 0.583٪. في مداره الجديد ، بدأت الزهرة في تلقي إشعاع شمسي بنسبة 0.6 ٪ أكثر مما كانت عليه سابقًا. أصبح الكوكب الحار أكثر سخونة قليلاً.

كانت كمية الطاقة التي فقدها كوكب الزهرة واكتسبها المريخ خلال آخر مرة على كوكب المريخ .086479 وحدة طاقة. كانت كمية الطاقة التي اكتسبتها الأرض خلال الفالس المريخ الأخير لها 133424 وحدة طاقة ، أو 154.285٪ مما فقده كوكب الزهرة. إذا كانت أقرب مسافة خلال آخر الفالس بين المريخ والأرض هي 27000 ميل ، فإنها تحسب أن أقرب مسافة من آخر كوكب المريخ-فينوس كانت حوالي 29300 ميل.

أصبحت الفترة الجديدة لكوكب الزهرة 224.7 يومًا ، بانخفاض عن الفترة القديمة 226.017716 يومًا. تم اختصار عامها بنسبة 0.583٪.

كوكب المشتري. بعد كوكب المشتري من الشمس ، لم يتغير محوره شبه الرئيسي. زاد انحرافها أو انحرافها من .047829 إلى .048468. هذه زيادة قدرها 1.336٪ أو جزء واحد في 74.85.

يبلغ حجم كوكب المشتري 2957 ضعف كتلة كوكب المريخ الصغير. عندما اقترب كوكب المريخ ، كان 100.191 ٪ من انخفاضه في الانحراف (التقريب) بسبب كوكب المشتري ، و 5.108 ٪ بسبب الأرض و -5.299 ٪ بسبب كوكب الزهرة. لقد ترك المريخ رنينه السابق 6: 1 مع كوكب المشتري. هذا التغيير ، وكتلة المشتري البعيدة الضخمة ، هي التي جعلت طاقة جوف تبقى دون تغيير.

المريخ. خلال هذه المشاهد الكونية الثلاثة ، انخفض طول المحور شبه الرئيسي للمريخ الصغير ، ولكن فقط بمقدار 4،943،437 ميل ، أو 3.37٪. ومع ذلك ، تسبب كوكب الزهرة في زيادة محورها السيني بنسبة 6.87٪. لكن الأرض قللت من مسافة الكوكب الأحمر عن الشمس بنسبة هائلة بلغت 10.24٪. هذا هو أحد انعكاسات الطبيعة العاطفية والحيوية للرقص النهائي للمريخ والأرض.

خلال هذه الدراما المكونة من ثلاثة فصول ، انخفضت فترة كوكب المريخ من 723 يومًا إلى 686.98 يومًا ، أي بانخفاض يزيد عن 36 يومًا. مع التغييرات في الانحراف ، لا يقترب المريخ الجديد من الأرض أكثر من 25.6 مليون ميل.

في السيناريو الكارثي القديم ، في هذه المناسبة ، جاء المريخ على مسافة تقدر بنحو 27000 ميل من الأرض ، من مركز الكوكب إلى المركز. كان البعض ، ربما 5 ٪ من رحلات الطيران القديمة أقرب إلى ذلك (لكنها كانت معاكسة أو هندسية داخلية). رحلة طوفان نوح ، - 2484 كانت مناسبة مثل يوم جوشوا فلايبي الطويل ، - 1404 ، كانت مناسبة أخرى.

الأرض. كانت آخر رقصة الفالس على الأرض مع المريخ قريبة وعاطفية. اتحدت الحقول المغناطيسية الكوكبية في الفضاء لمدة عشر أو خمس عشرة ساعة ، بينما تقاتلت جاذبيتها مع بعضها البعض. بعد ذلك ، بعد تجربة مغناطيسية قصيرة في الفضاء ، تمزق هذا المجال الموحد لفترة وجيزة ، للمرة الأخيرة.

في العصر الكارثي ، قامت تحليق المريخ بشحن وإعادة شحن المجال المغنطيسي الأرضي للأرض ، والذي تلاشى ببطء بين رحلات الطيران. ولكن بعد التحليق الأخير ، بدأت قوة المجال المغنطيسي الأرضي في الانحلال بمعدل نصف عمر كل 1350 سنة ، دون إعادة الشحن.

تمت زيادة متوسط ​​مسافة الأرض إلى الشمس ، محورها شبه الرئيسي ، بمقدار 616.000 ميل أو 0.668٪ في العصر الجديد ، تتلقى الأرض إشعاعًا شمسيًا أقل بنسبة 1.5٪ تقريبًا ، وأصبحت أكثر برودة قليلاً.

انخفض محور دوران الأرض بنحو 0.452٪ من 1442 دقيقة إلى 1436 دقيقة (فلكي). زادت فترة الأرض من 360 يومًا إلى 365.256 يومًا جديدًا. حوالي 30.97 ٪ من الزيادة في عدد اليوم في السنة (5.256 يومًا) كان بسبب زيادة معدل الدوران. وكان 69.03٪ من التوسع المداري.

وهكذا ، بعد هذا الفالس الأخير ، أصبحت العشرات من التقويمات القديمة ذات الـ 360 يومًا في مختلف الحضارات غير مرضية وعفا عليها الزمن. يشير تحليل تاريخي إلى أن جميع عمليات إعادة تنظيم التقويم القديم اتبعت عام 701 قبل الميلاد. بفترات زمنية مختلفة.

كما ذكرنا سابقًا ، كان لدى القدماء حوالي 360 يومًا في السنة ، لكنها لم تكن دقيقة. لقد كان مقياسًا للدوران في العام القديم للأرض - معدل دوران الأرض القديم - مقابل مدار الأرض القديم. كان لدى قدماء المصريين تقويمان. أحدها كان تقويم 360 يومًا في السنة. الآخر ، الأكثر دقة والأفضل من الناحية الفنية على ما يبدو ، كان تقويم الزهرة الخاص بهم.

تتضمن الجداول الحادي عشر والحادي عشر والثالث عشر هذه المعلومات ، وتوفر معلومات كافية لحساب خسارة الفترة والطاقة والزخم الزاوي لكوكب الزهرة القديم في آخر كوكب مارس-فينوس بولكا. بالمقارنة مع سنة الأرض القديمة ، 1.000 ، كانت فترة مدار الزهرة القديم 0.62500 ، أو خمسة أثمان بالضبط من فترة الأرض. المقارنة الحالية هي كوكب الزهرة في .61519 من فترة الأرض.

القمر. كانت الحضارات القديمة في أربع قارات على الأقل هي الفترة القمرية في 30 يومًا. الفترة الفلكية الحديثة هي 29.53 يومًا. هذا يعني أنه عندما مر المريخ بين الأرض والقمر (لأول مرة عام 701 قبل الميلاد) ، كان الكوكب الأحمر أقرب بمقدار ثماني مرات إلى الأرض منه إلى القمر (عند أقرب مسافة له).

وبذلك ، لم يكتف المريخ بسحب الأرض لمسافة 616 ألف ميل فقط. كما سحب الكوكب الأحمر القمر إلى الداخل. يقدر التغيير الداخلي بنحو 2350 ميلاً ، أو حوالي 1٪ على مسافة من محور شبه رئيسي قديم يبلغ طوله 24 لترًا ، و 200 ميلًا ، وهو الآن 23850 ميلاً.

في الاكتشافات العلمية

لقد استهلكت مشكلة حل تبادلات الطاقة والزخم الزاوي في آن واحد أكثر من حوالي خمس سنوات. وقد اشتمل على العديد من المحادثات التي شارك فيها رونالد آر هاتش ومايكل تي لوت وصمويل آر وندسور ودونالد دبليو باتن. الاستنتاجات جيدة فقط مثل الافتراضات التي تم إجراؤها. .

تبين أن مدار كوكب الزهرة كان في صدى 8: 5 مع الأرض ، عندما كان يعمل في التقويمات المصرية طويلة المدى. في هذه الحالة ، نظرًا لأن الأرض كانت في صدى 2: 1 مع المريخ ، في الرنين المداري 5: 8 مع كوكب الزهرة ، في صدى 12: 1 مع المشتري ، وكما يحدث ، في رنين 85: 1 مع أورانوس.

ناقش القدماء ، بمن فيهم مؤلف كتاب أيوب ، التناغم القديم بين الأفلاك في السماء. ربما أوضح هذا العمل في الفصلين 9 و 10 ما كان عليه هذا الانسجام القديم.

في كثير من الأحيان في تاريخ العلم ، كان هناك شعور بالغبطة في تحقيق الاكتشافات العلمية بعد بحث طويل ومرهق وناجح في نهاية المطاف. كان الأمر كذلك مع العلماء في الماضي ، مثل يوهانس كيبلر ولويس باستير وكلود برنارد ودي إف فريزر هاريس وجيمس كليرك ماكسويل وغيرهم الكثير. فيما يتعلق بعمل R.E.D. كلارك من إنجلترا ، كلمات كيبلر ، باستور ، برنارد ، فريزر-هاريس و آر إي دي كلارك.

المتعة الشديدة التي تلقيتها من هذا الاكتشاف لا يمكن أن تُقال بالكلمات. - يوهانس كيبلر [رقم 3]

عندما تصل أخيرًا إلى اليقين ، فإن فرحتك هي أعظم ما يمكن أن تشعر به الروح البشرية. - لويس باستور

إن متعة الاكتشاف هي بالتأكيد أجمل ما يمكن أن يشعر به عقل الإنسان. - كلود برنارد

فرحة الاكتشاف العلمي من أرفع المشاعر البشرية. - دي اف فريزر هاريس

لقد طرحنا أسئلة حول بدايات العلم وطريقة تفكيرنا. دعونا الآن نفكر في الأفكار العلمية وهي تتشكل في أذهان المكتشفين. أولاً ، دعونا نناقش بعض تواريخ حالات "الحدس" - ومضات من الحدس الإبداعي التي تجلب أفكارًا جديدة إلى عالمنا. - آر إي دي كلارك [رقم 4]

يعد فهم تحولات الطاقة أمرًا أساسيًا في فهم الزيادة في مدار الأرض من 360 يومًا قديمًا إلى 365.256 يومًا الحديثة. كما أنه ضروري لفهم التحول في مدار المريخ من 720 يومًا إلى 686.98 يومًا حديثًا. بالإضافة إلى ذلك ، من المهم فهم التحول لأسفل في مدار القمر من الثلاثين يومًا القديمة إلى 29.53 يومًا حديثًا. .

إن فهم تحولات الزخم الزاوي بشكل خاص أمر ضروري لفهم التقريب خارج مدار المريخ. ساعدت الأرض بشكل هامشي ، لكن تأثير كوكب المشتري كان العامل المهيمن إلى حد بعيد. الاقتراب من مدار المريخ هو الذي أنهى حقبة الكارثة. حدث ذلك في وقت الاعتدال الربيعي لعام ٧٠١ قم ، ليلة ٢٠-٢١ آذار (مارس) ، عيد الفصح السماوي الأخير. (تحدث الفصح الديني السنوي في اليهودية سنويًا منذ زمن موسى ، عندما هرب العبرانيون وحرروا من العبودية المصرية في ليلة عيد الفصح).

الجدولان الحادي عشر والثاني عشر عبارة عن تكاثف ، وباختصار يوضحان إحصائيًا ما حدث لمدارات الزهرة والأرض والمريخ والمشتري في نهاية العصر الكارثي. يوفر الجدول الثالث عشر مجموعة واسعة من المعلومات ، 24 فئة غنية بالتفاصيل. هذا الجدول موجه للخبراء في القانون الثاني للديناميكا الحرارية.

تتعلق القصة 34 بشيخوخة النظام الشمسي. كما كان الحال في حالة الكويكبات ، كان الأمر كذلك مع كواكب المريخ والأرض والمشتري. عندما تكون الكواكب التي تدور في مدارات حول الأصداء في المدار ، فهذه علامة على صحة هذا النظام.

عند التعرض للكوارث واضطراباتها ، ابتعدت الكواكب ، مثل الكويكبات ، بشكل متزايد عن الرنين القديم. انخفض الطلب. يعد التحول إلى مدارات غير رنانة مؤشرًا على حدوث تقدم في السن ، وهو مؤشر على وجود نظام شمسي تم تشكيله مؤخرًا. وهكذا انتقل النظام الشمسي من الطفولة إلى الطفولة. لاحظ المستويات العديدة من الأدلة المذكورة في "التنظيم الأخير للنظام الشمسي". [n5]

عدد رحلات الطيران بين المريخ والزهرة غير معروف ، لكن سطح كوكب الزهرة به جغرافيا فيزيائية مدمرة. هذه الجغرافيا المدمرة لقشرتها ليست موضوعًا في هذا المجلد. قد يكون ذلك بسبب أن كوكب الزهرة شهد العديد من حروب المريخ والزهرة كما فعلت الأرض. قد يكون الأمر كذلك ، في المتوسط ​​، بنفس القدر من الخطورة. الإجماع بين الجيولوجيين هو أنه يبدو أنه كان هناك 170 انعكاسًا للقطبية المغناطيسية القديمة - 170 رحلة طيران على المريخ.

القصة 35 هي أن مدار المريخ تحول من مدار شديد اللامركزية ، واحد من 0.561 ، إلى مدار تغير جذريًا إلى مدار ، واحد منخفض بشكل معتدل في الانحراف ، واحد تقريبًا إلى 0.93. حدث هذا بينما تقلصت الطاقة بنسبة 3.49 ٪ فقط في هذه العملية.

لا يمكن إثبات ذلك ، لكن من المحتمل أنه في أحداث -701 ، شهد كل من مداري كوكب الزهرة والأرض زيادة متواضعة أو دقيقة في انحراف المدار. من الواضح أن كوكب الزهرة شهد انخفاضًا في حجم المدار بينما اكتسبت الأرض ، التي شهدت تحليقًا خارجيًا نشطًا بالقرب من المريخ ، مدارًا متضخمًا إلى حد ما.

كم عدد ندوب المريخ اللازمة لإثبات أنه الجرم الكوني الذي دمر أسترا. وهاجموا كوكب الزهرة والأرض. يحتوي الكوكب الأحمر على نصف كروي متهدم بشدة ، ومكسور ، ونصف الكرة الآخر هادئ بشكل ملحوظ مع القليل (7٪ فقط) من فوهات المريخ.

ومع ذلك ، فإن نصف الكرة الأرضية السيرين للمريخ به نظام صدع هائل واحد ، وانتفاخات ضخمة والعديد من البراكين الهائلة. يحتوي نصف الكرة الأرضية الذي تعرض لقصف شديد على 93 ٪ من جميع الحفر. يشير مداره القديم إلى أنه خرج إلى حيث تتجول الآن الكويكبات ، وأنه كان الجاني الذي تسبب في موته عن طريق تشظي كوكب سابق. لم يتبق سوى 5000 جزء (كويكب). ديموس وفوبوس المسعوران اثنان منهم.

الكويكب الجدري جاسبرا ، المرقط بالحفر الصغيرة ، هو أيضًا ندبة للمريخ ، وربما كان جزءًا من نظام الحلقات السابق. تعتبر الفوهات الموجودة على ديموس وفوبوس أيضًا ندوبًا للمريخ. وكذلك حال مجاري الأنهار الجافة وذيل المذنبات القديم ، ندبتان أخريان للمريخ ، ندبة واحدة جسدية والأخرى أدبية في الطبيعة.

يميل محور الدوران المزدوج للمريخ والأرض أيضًا وهي ندوب من حروب المريخ والأرض. وبالتالي ، هناك ندوب للمريخ من داخل قشرة المريخ ، ويتحرك محور دورانه وانتفاخاته. ندوب المريخ على سطحه وحفره وصدوعه وبراكينه. وتظهر الندوب خارج سطحه ، فجوات صغيرة على سطوح قمرين صناعيين صغيرين. الجغرافيا الطبيعية للمريخ وأقمارها رائعة (على أقل تقدير). ومفيدة.

القصة 36 في ناطحة سحابنا الخاصة بعلم الكونيات الكارثي هي أن الحسابات قد تم إجراؤها الآن لتظهر كيف ومتى تحول المريخ إلى مداره الحديث. لم يتحقق ذلك منذ بلايين السنين ، ولا ملايين السنين الماضية ، ولا حتى مئات الآلاف من السنين. تم تحقيقه منذ 2700 عام. يرجى ملاحظة جميع المتدرجين.

افترض بعض علماء الفلك أنه من المستحيل التوفيق بين تحولات الطاقة وتحولات الزخم الزاوي المتزامنة لنقل الأرض من مدار 360 يومًا إلى مدار 365 يومًا + والمريخ من مدار 720 يومًا إلى مدار 687 يومًا. تم تضمين تحول في الانحراف من .561 إلى .093. افترض ثلاثة من هؤلاء المشككين ، عن طريق الخطأ ، أنهم يواجهون مشكلة ثلاثية الأجسام (الأرض والمريخ والشمس). في الواقع ، كانوا يواجهون مشكلة من خمسة أجسام ، الشمس والزهرة ونظام الأرض والقمر والمريخ والمشتري.

تتفق مجاميع الطاقة في البداية والنهاية ، بالإضافة إلى نهاية كل مرحلة. وكذلك الحال مع مجاميع الزخم الزاوي. ذهب المريخ إلى حزام الكويكبات لتدمير الكوكب السابق أسترا. جاء الكوكب الأحمر داخل مدار كوكب الزهرة وعذب ذلك الكوكب من حين لآخر. تم حل المشكلة المحيرة ، لكنها تتطلب نقلة نوعية في التفكير.

في الوقت نفسه ، يصف هذا النموذج (أ) تقريب مدار المريخ القديم ، (ب) التقصير الطفيف لفترة القمر ، و (ج) زيادة فترة الأرض من حوالي 360 يومًا إلى 365.256365 يومًا حديثًا.

هومر. يُقال إنه شاعر أعمى ، ومع ذلك فهم هوميروس شيئًا عن اعتداءات آريس وبعض جوانب كارثة الكواكب ، منذ حوالي 2850 عامًا. ووصف مشاهد اعتداء آريس في وقت مبكر في الإلياذة. تلك الكتابة والأوديسة ، جعلت هوميروس مشهورًا عبر القرون ، وحتى عبر ثلاثة آلاف من السنين.

إذا كان هوميروس العجوز الأعمى يستطيع ، جزئيًا ، فهم اعتداءات آريس وكارثة الكواكب ، فمع كل مواردهم الحديثة ، لا يوجد سبب لا يستطيع علماء الفلك والجيولوجيا في أواخر القرن العشرين فهم ذلك أيضًا. هذا على الرغم من حقيقة أنهم أنفسهم ، كطلاب صغار ، كانوا ضحايا 150 عامًا من العقائد التدريجية الخاطئة المناهضة للإكليروس.

التحدي هو أن تخرج المدرسة الدراسية في القرن الحادي والعشرين من ذهول القرنين الثامن عشر والتاسع عشر ، ومن الضيق الكوني في القرن العشرين.

القصة 37 هي فوهة بارينجر الواقعة في شمال أريزونا ، قطرها 4،150 قدمًا وعمقها 570 قدمًا. يبدو أنه كان نتيجة اصطدام كويكب المريخ بشمال أريزونا. كان ذلك في عصر لا يزال فيه هنود الهوبي يحتفظون بذكرى المناسبة. من المحتمل أن يكون حادث كويكب أريزونا هذا جزءًا من نظام الحلقة السابق للمريخ ، رفقاء ديموس وفوبوس.

سقوط جسم كويكب وإنشاء فوهة بارينجر هو في تقاليد وقصص هوبي القديمة. كان الهوبي القديم أناسازي الغامض. الهنود لديهم ذاكرة طويلة ، وهذا توضيح. فوهة بارينجر هي أيضًا واحدة من ندوب المريخ. ومن المفارقات أن هذه الندبة الخاصة من المريخ تقع على بعد 45 ميلاً فقط من مرصد بيرسيفال لويل في فلاغستاف. كان لويل من أشهر المدافعين عن "رجال على سطح المريخ" في القرن العشرين.

القارئ الآن هو 74٪ من الطريق إلى نظام متكامل ، أو نموذج من التاريخ القديم مع الاضطرابات الجيولوجية القديمة والاضطرابات الفلكية ..

كما هو الحال مع منظر مطعم سبيس نيدل في سياتل ، أو تسلق جبل رينييه ، فهو كذلك مع هذا النموذج. كلما زاد الارتفاع ، أصبح المشهد السماوي أكثر روعة وروعة.


حل ممكن لمشكلة غاز الميثان في المريخ

بقلم: خافيير باربوزانو 28 أغسطس 2019 0

احصل على مقالات مثل هذه المرسلة إلى بريدك الوارد

يمكن أن تفسر كمية صغيرة من التسرب قياسات متضاربة للميثان في الغلاف الجوي للمريخ.

فضول مختبر علوم المريخ: مستكشف كوكبي شجاع ، أم خطر مريخي؟ ناسا / مختبر الدفع النفاث / معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا / MSSS

على مدار العشرين عامًا الماضية ، كان العلماء يحاولون تحديد ما إذا كان الغلاف الجوي للمريخ يحتوي على غاز الميثان. يمكن أن يكشف وجود الجزيء عن العمليات التي تحدث تحت الأرض ، مثل التفاعلات الكيميائية بين الماء السائل والمعادن الغنية بالحديد أو حتى النشاط الميكروبي. ومع ذلك ، فقد قدمت المدارات وحتى روفر كيوريوسيتي قياسات متضاربة حول ما إذا كان الغاز موجودًا على الإطلاق.

الآن ، دراسة تظهر في 20 أغسطس رسائل البحث الجيوفيزيائي يقترح حلاً يمكن أن يحل الخلاف - على الرغم من أن النقاش لم ينته بعد.

نقاش الميثان

أصبح البحث عن الميثان مصدر نقاش ساخن بين العلماء حيث أسفرت القياسات التي تم الحصول عليها من أدوات مختلفة عن نتائج متضاربة. من ناحية أخرى ، لاحظت مركبة Curiosity التابعة لوكالة ناسا نمطًا موسميًا يتكرر على مدار ثلاث سنوات من المريخ ، حيث تتراوح وفرة الميثان من 0.2 إلى 0.7 جزء في المليار من حيث الحجم (ppbv). اكتشفت العربة الجوالة أيضًا قممًا هنا وذهبت في تركيز الميثان ، والمعروفة باسم أعمدة. في عام 2013 ، وصل أحد هذه الأعمدة إلى 5.78 جزء من المليار. علاوة على ذلك ، أكد مطياف فورييه الكوكبي (PFS) على متن المركبة المدارية التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية (ESA) ، Mars Express ، وجود عمود من المدار.

يوضح هذا الرسم التوضيحي دورة مقترحة في مستويات الميثان على سطح المريخ ، كما يراها كيوريوسيتي (نقاط) ، جنبًا إلى جنب مع الطرق التي قد يجد الغاز طريقه إلى سطح المريخ من الأسفل. تشمل مصادر الميثان المحتملة توليد الميثان بواسطة الميكروبات ، أو التحلل فوق البنفسجي للمواد العضوية ، أو كيمياء الصخور المائية. يمكن لاحقًا تدمير الميثان عن طريق الكيمياء الضوئية للغلاف الجوي أو التفاعلات السطحية ، كأمثلة. تشير الفصول إلى نصف الكرة الشمالي.
ناسا / مختبر الدفع النفاث- معهد كاليفورنيا للتقنية

من ناحية أخرى ، في أبريل 2019 ، أفاد الباحثون الذين يشغلون أكثر المركبات الفضائية حساسية التي تم نشرها على الإطلاق لدراسة الغلاف الجوي للمريخ ، Exomars Trace Gas Orbiter ، أنهم فشلوا في العثور على علامات الميثان بعد عدة أشهر من العمليات. مشروع تعاوني بين ESA و Roscosmos ، وكالة الفضاء الروسية ، يحمل Exomars TGO مقياسين طيفيين يعملان بشكل مستقل ، NOMAD الأوروبي و ACS الروسي. يمكنهم اكتشاف تركيزات صغيرة متلاشية من الغازات النزرة في الغلاف الجوي العلوي (أكثر من 5 كيلومترات من سطح الأرض) ، لكن لم يعثر أحد على أي غاز ميثان. خلص العلماء في فريق Exomars إلى أنه في حالة وجود أي ميثان ، يجب أن يكون أقل من 0.05 جزء من المليار.

يظهر انطباع فنان عن ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) الذي يحلل الغلاف الجوي للمريخ باستخدام ما يسمى طريقة الاحتجاب الشمسي. تقوم الأدوات الموجودة على متن TGO بفحص الغلاف الجوي العلوي عند غروب الشمس.
ESA / ATG medialab

المثير للفضول هو أنه إذا كان الميثان يتسرب إلى الغلاف الجوي للمريخ بالمعدل الذي وجدته Curiosity و Mars Express ، فيجب أن يتراكم بمرور الوقت. تتنبأ النماذج الحالية بأن جزيئات الميثان يمكنها البقاء في الغلاف الجوي للمريخ لمدة 300 عام تقريبًا قبل أن تتلف بفعل أشعة الشمس. لذلك ، على الرغم من أن الأدوات الموجودة على المركبات الثلاث تستكشف أجزاء مختلفة من الغلاف الجوي ، لا يستطيع العلماء تفسير سبب عدم رؤية TGO حتى تلميحًا للميثان.

حل ممكن؟

توصل العلماء الآن إلى تفسير يمكن أن يوفق بين القياسات المتباينة. من خلال نمذجة انتشار الغازات في الغلاف الجوي للمريخ على مدار دورات يومية وموسمية ، فقد توصلوا إلى أن إطلاق غاز الميثان الضئيل ولكن الثابت داخل فوهة غيل ، حيث تطفو كريوسيتي ، يمكن أن يفسر قياساته. تم تصميم أدوات كيوريوسيتي لقياس الميثان في الليل ، عندما يكون الجو هادئًا نسبيًا. يمكن لجو أكثر استقرارًا أن يمسك بسهولة أكبر بأي جزيئات تخرج من مصدر تحت الأرض. وهذا يفسر سبب اكتشاف العربة الجوالة لغاز الميثان. من ناحية أخرى ، يقيس TGO وفرة الميثان قرب غروب الشمس بعد يوم من اختلاط الغلاف الجوي الناتج عن الشمس ، عندما يصبح الميثان بالفعل مخففًا للغاية بحيث لا يمكن التقاطه.

هناك عدة طرق لإضافة الميثان إلى الغلاف الجوي للمريخ (وإزالته مرة أخرى). على الرغم من أن الميكروبات هي الاحتمال الأكثر إثارة ، إلا أن المصادر المحتملة الأخرى تشمل التفاعلات بين الماء ومعادن الزبرجد الزيتوني أو البيروكسين ، أو الأشعة فوق البنفسجية الشمسية التي تكسر الغبار النيزكي على سطح الكوكب.
ناسا / مختبر الدفع النفاث- معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا / SAM-GSFC / جامعة. ميشيغان

حسب جون مورس (جامعة يورك ، كندا) وزملاؤه أنه إذا كانت المصادر المحلية في غيل كريتر تولد أقل من 2.8 كيلوجرام من الميثان كل يوم ، فإن ذلك من شأنه أن يفسر قياسات كيوريوسيتي الليلية ولكنه لن يزيد المستويات العالمية فوق حد اكتشاف TGO البالغ 0.05 جزء من المليون. . يقدر الباحثون أن أقل من 27000 كيلومتر مربع من سطح المريخ قد يقذف غاز الميثان بهذا المعدل المنخفض.

"هذه بالفعل كمية صغيرة جدًا من الميثان!" موريس يقول. "إنه أقل بحوالي 20 ألف مرة من أصغر التسربات الموجودة على الأرض."

من المهم ملاحظة أن هذا المعدل الضئيل من إنتاج الميثان لا يستبعد أي تفسيرات محتملة لأصله ، يضيف موريس. يقول موريس: "بالنسبة للحلول التي تتضمن تحلل الكربون العضوي بأي وسيلة كانت ، يحتوي المريخ على كمية أقل بكثير من هذه المادة مقارنة بالأرض ، لذلك تتوقع أن تكون كمية الميثان الناتجة أقل بكثير". "بالنسبة لتفاعلات الماء والصخور ، يمكن أن تستمر هذه التفاعلات أيضًا ببطء ، مما ينتج عنه القليل جدًا من الميثان."

يقول ماركو جيورانا (المعهد الوطني للفيزياء الفلكية ، إيطاليا) ، الباحث الرئيسي في أداة Mars Express PFS ، إن هذه النتائج تتفق مع النتائج التي توصل إليها. وقد اقترح أن الميثان الذي رصدته كيوريوسيتي ، وأكدته مارس إكسبرس في عام 2019 ، انبعث من منطقة على بعد 500 كيلومتر شرق فوهة البركان. إحدى الآليات المحتملة التي اقترحها هي أن طبقة من الجليد المدفون تحبس الميثان تحت الأرض ، ثم تطلقه في رشقات نارية مفاجئة.

"من وجهة نظري ، فإن الجانب الأكثر إرباكًا في سؤال الميثان ليس ، لماذا يوجد الكثير ، ولكن لماذا يوجد القليل جدًا؟" موريس يقول. ويوضح أن مئات الأطنان من الكربون العضوي تسقط على المريخ كل عام على شكل جزيئات الغبار بين الكواكب. "عندما نضع هذه المادة تحت إضاءة الأشعة فوق البنفسجية في معمل هنا على الأرض ، فإنها تولد كميات هائلة من الميثان ، وهو ما يكفي بحيث يحتوي الغلاف الجوي للمريخ على 10 أجزاء في المليار من الميثان طوال الوقت!" بالنظر إلى أن النماذج تُظهر أن أي غاز يجب أن يتم توزيعه بسرعة في جميع أنحاء الغلاف الجوي ، فإن الكمية الصغيرة من الميثان محيرة ، على الرغم من أن جيورانا تجادل بأن التغييرات اليومية في خلط الغلاف الجوي يمكن أن تساعد في تفسير ذلك.

يستمر النقاش

يعمل تفسير خلط الغلاف الجوي فقط مع ملاحظات الميثان طويلة المدى - فالأعمدة قصيرة العمر هي مسألة مختلفة. يمكن أن تكون غير مرتبطة بالتسرب المستمر من تحت الأرض. “I’m of the opinion that the plumes and the background are separate processes, so one does not preclude the other,” Moores says. “The background seepage is continuous and happens in the absence of other effects.”

But other scientists don’t think that the proposed solution to the methane question is feasible. “Curiosity is reporting levels between 0.4 and 0.5 ppbv, but that’s ten times more than we know there isn’t,” says Jose Juan Lopez-Moreno (Andalusian Institute of Astrophysics, Spain), co-principal investigator of the TGO’s NOMAD instrument. “Methane doesn’t hide.”

Instead, Lopez-Moreno proposes a different resolution to the debate: “There isn’t a Mars methane mystery because there isn’t any methane.”

Definitive answers will only come from more frequent measurements, notes Moores, preferably from landers or rovers. “My paper is based on 12 data points collected over 7 years on Mars,” he explains. “We once believed that methane concentrations changed on the order of centuries. Then we saw with TLS [instrument aboard Curiosity] that they change over the course of the seasons. Now it looks like methane concentrations can change over the course of the day.” Maybe the next generation of rovers, starting with Mars 2020, can settle the controversy.


The densest of all the gas giant planets, Neptune is almost 3 billion miles away from the sun (its exact distance depends on its orbital location.) The Voyager 2 is the only spacecraft to have ever passed Neptune, giving scientists the first detailed pictures of this remote planet in 1989.

When considering this aspect of Einstein's Special Theory of Relativity, it's important to understand that when it comes to physics, mass is energy. Specifically, as an object accelerates its energy increases as it meets resistance, therefore increasing its overall mass (or energy.)


Ore deposits are produced with the help of large amounts of heat. On Mars, heat can come from molten rock moving under the ground and from crater impacts. Liquid rock under the ground is called magma. When magma sits in underground chambers, slowly cooling over thousands of years, heavier elements sink. These elements, including copper, chromium, iron, and nickel become concentrated at the bottom. [5] When magma is hot, many elements are free to move. As cooling proceeds, the elements bind with each other to form chemical compounds or minerals. Because some elements do not bond easily to form minerals, they exist freely after nearly all the other elements have bonded into compounds or minerals. The remaining elements are called incompatible elements. [6] Some of them are quite useful to humans. Some examples include niobium, a metal used in producing superconductors and specialty steels, lanthanum and neodymium, and europium for television monitors and energy-efficient LED light bulbs. [7] After the mass of magma has cooled and has mostly frozen or crystallized into a solid, a small amount of liquid rock remains. This liquid bears important substances such as lead, silver, tin, bismuth, and antimony. [8] Sometimes minerals in the magma chamber are so hot that they occupy a gaseous state. Others are mixed with water and sulfur in aqueous solutions. The gases and mineral-rich solutions eventually work their way into cracks and become useful mineral veins. Ore minerals, including the incompatible elements, remain dissolved in the hot solution, then crystallize out when the solution cools. [9] Deposits created by means of these hot solutions are called hydrothermal deposits. Some of the world's most significant deposits of gold, silver, lead, mercury, zinc, and tungsten started out this way. [10] [11] [12] Nearly all the mines in the northern Black Hills of South Dakota came to be because of hot water deposits of minerals. [13] Cracks often form when a mass of magma cools because magma contracts and hardens when it cools. Cracks occur both in the frozen magma mass and in the surrounding rocks, so ore is deposited in any kind of the rock that happens to be nearby, but the ore minerals first had to be concentrated by way of a molten mass of magma. [14]

Research carried out at Louisiana State University found different types of volcanic materials around volcanoes in Elysium Mons. This showed that Mars can have a magma evolution. This leads to the possibility of finding useful minerals for a future human population on Mars." [15] [16]

The presence of many huge volcanoes on Mars shows that large areas were very hot in the past. Olympus Mons is the largest volcano in the solar system Ceraunius Tholus, one of its smaller volcanoes, nears the height of Earth's Mount Everest.


How Mars Works

Mars has fascinated us for millennia. Almost from the time astronomers first turned their telescopes on the planet shining in the night sky, we've imagined life there. Unlike our other planetary neighbor, Venus, which remains shrouded in cloudy mystery, the red planet has invited speculation and exploration. Since the 1960s, the U.S. and the Soviet Union and, later, Russia and Japan, have launched spacecraft destined to land on or orbit Mars.

The successful missions, like the very first Mars flyby in 1964 by the U.S. Mariner 4, have provided a treasure trove of data and, of course, introduced many new questions. Recently, those data, provided compliments of spacecraft such as the Phoenix Mars Lander, the Curiosity rover, and the Mars Reconnaissance Orbiter, have been arriving at Earth at a dizzying rate. It seems like a golden age for Mars exploration has arrived.

Here's what we've learned about the fourth planet from the sun while orbiting it, landing on it and sampling its contents: It's cold, dusty and dry, but that probably wasn't always the case. Ample data seem to point toward liquid water rushing over its surface in the form of lakes, rivers and an ocean at some undetermined point in the past. Traces of methane have been detected in the atmosphere, but its source is unknown. On Earth, much of the methane is produced by living organisms, like cows, which could bode well for the possibility of life on Mars. On the other hand, the gas could also have nonbiological origins, such as the Martian volcanoes.

One thing we do know: Humans won't be walking on Mars anytime soon. All manner of robots will have cruised its dusty surface long before we do. The next best thing to exploring Mars is reading about it, right? So get ready to launch into the fascinating world of the red planet. How did it form? What's the weather like? And most important, has water or life ever existed on Mars?

As you can see from the accompanying image, Mars has few distinguishing features when viewed from Earth, even with the best telescopes. There are dark and light areas, as well as polar ice caps, but certainly not the clear features that you can see in images from orbiters around Mars. Therefore, we can excuse early astronomers for making mistakes or embellishing their observations. To these scientists searching the sky, Mars was a vastly different world than we know today.

In 1877, Giovanni Schiaparelli, an Italian astronomer, became the first person to map Mars. His sketch showed a system of streaks or channels, which he called canali. In 1910, the U.S. astronomer Percival Lowell made observations of Mars and wrote a book. In his book, Lowell described Mars as a dying planet where the civilizations built an extensive network of canals to distribute water from the polar regions to bands of cultivated vegetation along their banks.

Although Lowell's book captured the public's imagination, the scientific community summarily dismissed it because his observations weren't confirmed. Nevertheless, Lowell's writings sparked generations of science fiction writers. Edgar Rice Burroughs of Tarzan fame wrote several novels about Martian societies, including "The Princess of Mars," "The Gods of Mars" and "The Warlord of Mars." H.G. Wells wrote "The War of the Worlds" about invaders from Mars (Orson Welles' radio play of this book caused a national panic in 1938).

Hollywood has also fueled the public's fascination with the planet in films such as "The Angry Red Planet," "Invaders from Mars" and, more recently, "Mission to Mars," two versions of "Total Recall," and a live-action version of Burroughs' titular hero in "John Carter."

In the 1960s and 1970s, however, the American Mariner, Mars and Viking missions started sending back images of a world very different from that described by Lowell and his literary and silver-screen successors. The photos, snapped during flybys of the planet and eventually during the Viking landings, showed Mars as a dry, barren, lifeless world with variable weather that often included massive dust storms that could whip across a majority of the planet. So with thousands of photos as evidence, Mars was confirmed as a desert planet with rocks and boulders, rather than the home of irritable Martians and man-eating plants a la "The Angry Red Planet."

Now, we have extensively mapped the planet with Mars Global Surveyor, sent rovers to bump over its surface and scoop up soil samples, and launched orbiters to observe the planet from space. More missions are in the works. NASA and the European Space Agency (ESA) have committed to continued robotic and possibly human exploration of Mars.

So far these missions have enabled scientists to hazard a theory about how the red planet formed, and the story would actually make a pretty good movie. Read on to learn how solar system collisions gave Earth its next-door neighbor.

Unfortunately, no human geologist has been to Mars. So the best information that we have about the planet's beginnings 4.6 billion years ago comes from images taken by orbiters and landers, Martian meteorites, and comparisons with its planetary peers (Mercury, Venus, Earth and Earth's moon). The current theory goes like this:

  1. Mars formed from clumping or accretion of small objects in the early solar system.
  2. However, unlike Earth and Venus, Mars finished forming within 2-4 million years and never grew beyond the planetary embryo stage.
  3. Possibly, aluminum 26 decay turned the planet into a magma ocean.
  4. After cooling, there was a period of intense bombardment from meteors.
  5. The hot mantle pushed through and lifted portions of the crust.
  6. One or more periods of intense volcanic activity and lava flows followed.
  7. The planet cooled and the atmosphere thinned.

Let's look at these steps in more detail.

Mars was created by the accretion of small objects in the early solar system, which took about 2-4 million years. Mars grew and developed a larger gravity field, which attracted more bodies. These bodies would fall into Mars, impact and generate heat. Some models suggest that such heating would not have been enough to bring about large-scale melting on Mars rather, because the planet formed so quickly, it might have gobbled up enough of the aluminum 26 nuclide, which has a half-life of only 717,000 years, to melt from radioactive decay. Gradually, the material sorted itself out into a core, mantle and crust. Gases released from the cooling formed a primitive atmosphere [source: Dauphas and Pourmand].

But as an embryo planet formed in the solar system's chaotic early days, Mars couldn't catch a break. It was heavily bombarded by meteors in the inner solar system. These bombardments produced craters and multi-ring basins all over the planet, like the 1,400-mile- (2,300-kilometer-) wide Hellas Planitia impact crater in the planet's southern hemisphere. Some geologists think that a huge impact occurred that thinned the crust of the northern hemisphere. Similar impacts occurred on Earth and our moon at this same time. On Earth, the craters were eroded by wind and water. On the moon, the evidence of these great collisions is still visible.

Now imagine Mars is a soft-boiled egg the inside is hot as the shell cools. If the shell is weak in spots, the egg will crack and the cooked yolk will protrude. A similar occurrence happened with the Tharsis region, a continent-sized land mass in the southern hemisphere. The hot mantle bulged out, pushing up the crust and fracturing the surrounding lava plains (forming Valles Marineris, a network of canyons). In other spots, the mantle pushed through the crust, giving rise to the region's many volcanoes, such as Olympus Mons. (We'll talk about all these Martian landmarks next.)

During this period, there were widespread volcanic eruptions. Lava flowed from volcanoes and filled the low-lying basins. Eruptions released gas that contributed to a thick atmosphere, which could have supported liquid water. Therefore, there might have been rain, flooding and erosion. The erosion would produce sedimentary rocks in the basins and plains, and form channels in the rock. More than one period of widespread volcanic eruptions may have occurred during Mars' history, but eventually the volcanoes stopped rumbling as much.

The bulges that caused the crustal uplifts and the widespread volcanic activity released vast amounts of heat from the inside of Mars. Since Mars isn't as large as the Earth, it cooled much faster, and the surface temperature cooled with it. Water and carbon dioxide from the atmosphere began to freeze and fall to the surface in vast quantities. This freezing removed large amounts of gas from the atmosphere, causing it to thin. In addition, any surface water may have frozen into the ground, forming permafrost layers. Intermittent volcanic eruptions would release more heat that would melt more water ice and cause flooding. The flooding would erode channels and carry more material down to the surrounding plains.

As for the rest of Mars' atmosphere, it was likely blown off under the assault of solar wind. Earth's magnetic field protects us from the worst of such effects, but the Mars equivalent shut down around 4 billion years ago, possibly due to a series of massive asteroid impacts that threw off the temperature gradient powering the planetary electric dynamo [source: Than].

While this is the current theory about the origin of Mars, it needs more data to back it up.


Does Mars contain more iron than the Earth? - الفلك

My question is this: If iron fusion seems to be the last step in stellar life, then where did we get all the heavier elements on earth? My understanding is that all of the elements on earth heavier than helium were produced in stellar furnaces. - Star ash.

All of the post-iron elements are formed in supernova explosions themselves. So much energy is released during a supernova explosion that the freed energy and copious free neutrons streaming from the collapsing core drive massive fusion reactions, long past the formation of iron. Sure, this absorbs a lot of energy, but there's plenty available once the explosion has begun.

I guess statistically speaking the heavier elements are much rarer than oxygen, carbon, nitrogen, etc, but does this mean that maybe life is truly really rare (except in our neck of the Milky Way)?

هذا صحيح. Supernova nucleosynthesis isn't as efficient as the long years of synthesis in stellar cores.

Have elements heavier than Iron ever been detected outside our Solar System (Like in the emission lines of a nebula, for example - or does the physics model predect them?)

على الاطلاق. They're everywhere.

This page was last updated June 27, 2015.

عن المؤلف

Dave Kornreich

Dave was the founder of Ask an Astronomer. He got his PhD from Cornell in 2001 and is now an assistant professor in the Department of Physics and Physical Science at Humboldt State University in California. There he runs his own version of Ask the Astronomer. He also helps us out with the odd cosmology question.


Ancient stars shed light on Earth's similarities to other planets

Image shows accretion of rocky material to a white dwarf. The rocks have been stripped from a metallic spherical core still orbiting the white dwarf. An Earth-like planet looms in the distance signifying the Earth-like nature of the rocky material. Credit: University of California, Los Angeles/Mark A. Garlick / markgarlick.com

Earth-like planets may be common in the universe, a new UCLA study implies. The team of astrophysicists and geochemists presents new evidence that the Earth is not unique. The study was published in the journal علم on Oct. 18.

"We have just raised the probability that many rocky planets are like the Earth, and there's a very large number of rocky planets in the universe," said co-author Edward Young, UCLA professor of geochemistry and cosmochemistry.

The scientists, led by Alexandra Doyle, a UCLA graduate student of geochemistry and astrochemistry, developed a new method to analyze in detail the geochemistry of planets outside of our solar system. Doyle did so by analyzing the elements in rocks from asteroids or rocky planet fragments that orbited six white dwarf stars.

"We're studying geochemistry in rocks from other stars, which is almost unheard of," Young said.

"Learning the composition of planets outside our solar system is very difficult," said co-author Hilke Schlichting, UCLA associate professor of astrophysics and planetary science. "We used the only method possible—a method we pioneered—to determine the geochemistry of rocks outside of the solar system."

White dwarf stars are dense, burned-out remnants of normal stars. Their strong gravitational pull causes heavy elements like carbon, oxygen and nitrogen to sink rapidly into their interiors, where the heavy elements cannot be detected by telescopes. The closest white dwarf star Doyle studied is about 200 light-years from Earth and the farthest is 665 light-years away.

"By observing these white dwarfs and the elements present in their atmosphere, we are observing the elements that are in the body that orbited the white dwarf," Doyle said. The white dwarf's large gravitational pull shreds the asteroid or planet fragment that is orbiting it, and the material falls onto the white dwarf, she said. "Observing a white dwarf is like doing an autopsy on the contents of what it has gobbled in its solar system."

The data Doyle analyzed were collected by telescopes, mostly from the W.M. Keck Observatory in Hawaii, that space scientists had previously collected for other scientific purposes.

"If I were to just look at a white dwarf star, I would expect to see hydrogen and helium," Doyle said. "But in these data, I also see other materials, such as silicon, magnesium, carbon and oxygen—material that accreted onto the white dwarfs from bodies that were orbiting them."

When iron is oxidized, it shares its electrons with oxygen, forming a chemical bond between them, Young said. "This is called oxidation, and you can see it when metal turns into rust," he said. "Oxygen steals electrons from iron, producing iron oxide rather than iron metal. We measured the amount of iron that got oxidized in these rocks that hit the white dwarf. We studied how much the metal rusts."

UCLA researchers Benjamin Zuckerman, Beth Klein, Alexandra Doyle, Hilke Schlichting, Edward Young (left to right). Credit: Christelle Snow/UCLA

Rocks from the Earth, Mars and elsewhere in our solar system are similar in their chemical composition and contain a surprisingly high level of oxidized iron, Young said. "We measured the amount of iron that got oxidized in these rocks that hit the white dwarf," he said.

The sun is made mostly of hydrogen, which does the opposite of oxidizing—hydrogen adds electrons.

The researchers said the oxidation of a rocky planet has a significant effect on its atmosphere, its core and the kind of rocks it makes on its surface. "All the chemistry that happens on the surface of the Earth can ultimately be traced back to the oxidation state of the planet," Young said. "The fact that we have oceans and all the ingredients necessary for life can be traced back to the planet being oxidized as it is. The rocks control the chemistry."

Until now, scientists have not known in any detail whether the chemistry of rocky exoplanets is similar to or very different from that of the Earth.

How similar are the rocks the UCLA team analyzed to rocks from the Earth and Mars?

"Very similar," Doyle said. "They are Earth-like and Mars-like in terms of their oxidized iron. We're finding that rocks are rocks everywhere, with very similar geophysics and geochemistry."

"It's always been a mystery why the rocks in our solar system are so oxidized," Young said. "It's not what you expect. A question was whether this would also be true around other stars. Our study says yes. That bodes really well for looking for Earth-like planets in the universe."

White dwarf stars are a rare environment for scientists to analyze.

The researchers studied the six most common elements in rock: iron, oxygen, silicon, magnesium, calcium and aluminum. They used mathematical calculations and formulas because scientists are unable to study actual rocks from white dwarfs. "We can determine the geochemistry of these rocks mathematically and compare these calculations with rocks that we do have from Earth and Mars," said Doyle, whose background is in geology and mathematics. "Understanding the rocks is crucial because they reveal the geochemistry and geophysics of the planet."

"If extraterrestrial rocks have a similar quantity of oxidation as the Earth has, then you can conclude the planet has similar plate tectonics and similar potential for magnetic fields as the Earth, which are widely believed to be key ingredients for life," Schlichting said. "This study is a leap forward in being able to make these inferences for bodies outside our own solar system and indicates it's very likely there are truly Earth analogs."

Young said his department has both astrophysicists and geochemists working together.

"The result," he said, "is we are doing real geochemistry on rocks from outside our solar system. Most astrophysicists wouldn't think to do this, and most geochemists wouldn't think to ever apply this to a white dwarf."


The View on the Martian Surface

The first spacecraft to land successfully on Mars were Vikings 1 and 2 and Mars Pathfinder. All sent back photos that showed a desolate but strangely beautiful landscape, including numerous angular rocks interspersed with dune like deposits of fine-grained, reddish soil (Figure 9).

Figure 9. Three Martian Landing Sites: The Mars landers Viking 1 in Chryse, Pathfinder in Ares Valley, and Viking 2 in Utopia, all photographed their immediate surroundings. It is apparent from the similarity of these three photos that each spacecraft touched down on a flat, windswept plain littered with rocks ranging from tiny pebbles up to meter-size boulders. It is probable that most of Mars looks like this on the surface. (credit “Viking 1”: modification of work by Van der Hoorn/NASA credit “Pathfinder”: modification of work by NASA credit “Viking 2”: modification of work by NASA credit Mars: modification of work by NASA/Goddard Space Flight Center)

All three of these landers were targeted to relatively flat, lowland terrain. Instruments on the landers found that the soil consisted of clays and iron oxides, as had long been expected from the red color of the planet. All the rocks measured appeared to be of volcanic origin and roughly the same composition. Later landers were targeted to touch down in areas that apparently were flooded sometime in the past, where sedimentary rock layers, formed in the presence of water, are common. (Although we should note that nearly all the planet is blanketed in at least a thin layer of wind-blown dust).

The Viking landers included weather stations that operated for several years, providing a perspective on martian weather. The temperatures they measured varied greatly with the seasons, due to the absence of moderating oceans and clouds. Typically, the summer maximum at Viking 1 was 240 K (–33 °C), dropping to 190 K (–83 °C) at the same location just before

Figure 10. Water Frost in Utopia: This image of surface frost was photographed at the Viking 2 landing site during late winter. (credit: NASA/JPL)

dawn. The lowest air temperatures, measured farther north by Viking 2, were about 173 K (–100 °C). During the winter, Viking 2 also photographed water frost deposits on the ground (Figure 10). We make a point of saying “water frost” here because at some locations on Mars, it gets cold enough for carbon dioxide (dry ice) to freeze out of the atmosphere as well.

Most of the winds measured on Mars are only a few kilometers per hour. However, Mars is capable of great windstorms that can shroud the entire planet with windblown dust. Such high winds can strip the surface of some of its loose, fine dust, leaving the rock exposed. The later rovers found that each sunny afternoon the atmosphere became turbulent as heat rose off the surface. This turbulence generated dust devils, which play an important role in lifting the fine dust into the atmosphere. As the dust devils strip off the top layer of light dust and expose darker material underneath, they can produce fantastic patterns on the ground (Figure 11).

Wind on Mars plays an important role in redistributing surface material. Figure 11 shows a beautiful area of dark sand dunes on top of lighter material. Much of the material stripped out of the martian canyons has been dumped in extensive dune fields like this, mostly at high latitudes.

Figure 11. Dust Devil Tracks and Sand Dunes: (a) This high-resolution photo from the Mars Global Surveyor shows the dark tracks of several dust devils that have stripped away a thin coating of light-colored dust. This view is of an area about 3 kilometers across. Dust devils are one of the most important ways that dust gets redistributed by the martian winds. They may also help keep the solar panels of our rovers free of dust. (b) These windblown sand dunes on Mars overlay a lighter sandy surface. Each dune in this high-resolution view is about 1 kilometer across. (credit a: modification of work by NASA/JPL/University of Arizona credit b: modification of work by NASA/JPL-Caltech/University of Arizona)

Key Concepts and Summary

Most of what we know about Mars is derived from spacecraft: highly successful orbiters, landers, and rovers. We have also been able to study a few martian rocks that reached Earth as meteorites. Mars has heavily cratered highlands in its southern hemisphere, but younger, lower volcanic plains over much of its northern half. The Tharsis bulge, as big as North America, includes several huge volcanoes Olympus Mons is more than 20 kilometers high and 500 kilometers in diameter. The Valles Marineris canyons are tectonic features widened by erosion. Early landers revealed only barren, windswept plains, but later missions have visited places with more geological (and scenic) variety. Landing sites have been selected in part to search for evidence of past water.