Mars: Dom największego wulkanu w Układzie Słonecznym

Mars: Dom największego wulkanu w Układzie Słonecznym

Mars to mały świat z imponującym CV. Ma około 15% objętości Ziemi i tylko 11% jej masy, co odpowiada około 38% powierzchniowego przyspieszenia grawitacyjnego Ziemi. Jego średnica 6779 km to mniej więcej połowa średnicy Ziemi lub dwa razy średnica Księżyca – a jednak, ponieważ Mars nie ma oceanów, jego powierzchnia jest mniej więcej równa wszystkim lądom Ziemi. Jeśli chodzi o teren, po którym możesz rzeczywiście chodzić, Mars oferuje równowartość drugiej Ziemi krajobrazu.

Czas płynie tam prawie znajomo. Jeden dzień słoneczny na Marsie – „sol" – trwa 24 godziny, 39 minut i 35,244 sekundy, tylko trochę dłużej niż dzień Ziemski; Twój zegarek byłby w stanie prawie dotrzymać kroku. Kalendarz to inna sprawa: orbitując Słońce w średniej odległości około 230 milionów km, Mars potrzebuje 687 dni Ziemskich, aby ukończyć jedną orbitę, a światło słoneczne potrzebuje 13 minut, aby go osiągnąć.

To, co wypełnia ten krajobraz i te długie lata, to to, co czyni Marsa niezwykłym. Zawiera największy wulkan i największy kanion, które znamy, podziemny zapas lodu wystarczająco duży, aby zalać planetę, i księżyc tak skazany, że naukowcy mogą już planować jego pogrzeb.

Największy wulkan w Układzie Słonecznym

Mars jest domem największego wulkanu Układu Słonecznego: Olympus Mons. Według pomiarów Mars Orbiter Laser Altimeter, wznosi się na 21 287 km wysokości – około 2,5 razy wyżej niż Mount Everest nad poziomem morza. Everest, najwyższy szczyt Ziemi na 8848 metrów, wyglądałby jak mały pagórek obok niego.

Złożony obraz orbiter Viking wulkanu Olympus Mons na Marsie
Złożony obraz orbiter Viking Olympus Monsu. Zdjęcie: Obraz NASA, modyfikacje Seddona, domena publiczna, via Wikimedia Commons

Wysokość to tylko połowa historii. Struktura Olympus Monsu ma szerokość około 600 km – góra wielkości kraju a nie punkt orientacyjny. Jest tak ciężka, że planeta widocznie ugina się pod jej wagą: jar głębokie około 2 km otacza podstawę wulkanu, uważa się, że jest to skorupa marsjańska uginająca się pod ogromną wagą struktury. Na Marsie geologia zachodzi na skali, którą Ziemia po prostu nie może dorównać.

I również największy kanion

Ta sama planeta wyrzeźbiła również największy kanion w Układzie Słonecznym. Valles Marineris rozciąga się na ponad 4000 km długości, rozciąga się na 200 km szerokości i opada do 7 km głębokości. System kanionu tak długi rozciągałby się przez cały kontinent na Ziemi.

Część centralna Valles Marineris pokazana w tej samej skali co Alaska
Część centralna Valles Marineris w porównaniu z Alaską. Zdjęcie: Lunar and Planetary Institute z Houston, TX, USA, CC BY 2.0, via Wikimedia Commons

Niezwykle, nikt nie wiedział o jego istnieniu do ery kosmicznej. Valles Marineris nazwana jest na cześć orbiter Mariner 9 z lat 1971–72 – statku kosmicznego, który ją odkrył. Przepaść wystarczająco duża, aby połknąć każde wąskie przejście na Ziemi, pozostała ukryta, aż wreszcie wysłaliśmy kamerę, aby spojrzeć.

Blizny wielkości kontynentów

Mars prowadzi brutalny dziennik gwałtownej młodości Układu Słonecznego. Planeta jest naznaczona 43 000 kraterów zderzeniowych o średnicy 5 km lub większej. Największy odsłonięty, Hellas, ma szerokość 2300 km i głębokość 7000 metrów – tak duży, że jest wyraźnie widoczny z Ziemi jako jasna plama na tarczy planety.

Nawet Hellas może nie być rekordzistą. Na półkuli północnej naukowcy znaleźli dowody na basen zderzeniowy o wymiarach 10 600 x 8500 km – mniej więcej obszar Europy, Azji i Australii razem. Jeśli potwierdzą, byłby to największy krater zderzeniowy w Układzie Słonecznym.

Wszystkie te kratery potrzebują nazw i zasady nazewnictwa mają nieoczekiwanie demokratyczną nutę. Kratery większe niż około 50 km uczczą zmarłych naukowców, pisarzy i innych, którzy przyczynili się do badania Marsa. Mniejsze kratery mają nazwy miast i wiosek na świecie z populacją poniżej 100 000 – co oznacza, że wioska zbyt mała, aby znaleźć się na większości map Ziemi, może już mieć swoją nazwę na zawsze przyczepioną do kawałka innej planety.

Księżyc, który wschodzi na zachodzie

Dwa księżyce Marsa odkrył w 1877 roku amerykański astronom Asaph Hall, a większy z nich, Fobos, łamie większość reguł, które uważamy za oczywistą dotyczące księżyców. Jest to nierówny obiekt o średnim promieniu zaledwie 11 km i orbituje zaledwie 6000 km nad powierzchnią Marsa – bliżej swojej planety niż jakikolwiek inny znany naturalny satelita.

Kolorowy obraz księżyca Fobos wykonany przez Mars Reconnaissance Orbiter
Fobos fotografowany Mars Reconnaissance Orbiter w 2008 roku. Zdjęcie: NASA / JPL-Caltech / University of Arizona, domena publiczna, via Wikimedia Commons

Ta niska, szybka orbita tworzy spektakl nieba, który żadna inna planeta nie oferuje. Fobos orbituje Marsa szybciej niż planeta się obraca, więc dla obserwatora na powierzchni wschodzi na zachodzie, pędzi przez niebo w 4 godziny 15 minut lub mniej i zachodzi na wschodzie – mniej więcej dwa razy każdego dnia marsjańskiego, raz na 11 godzin i 6 minut. Wyobraź sobie księżyc, który mógłbyś widzieć mijając się z Tobą dwukrotnie, zanim pójdziesz spać.

To nie może trwać. Siły pływowe ciągną Fobos w dół około 2 metrów co 100 lat, a za około 30–50 milionów lat księżyc albo się rozpadnie, albo uderzy w planetę. Fobos to nie tylko księżyc; to odliczanie.

Pierścienie: stracone dawno temu – i wkrótce przyjdą

To odliczanie wskazuje na jedną z najbardziej intrygujących idei w nauce planetarnej. Badanie z 2023 roku, oparte na orbitalnym nachyleniu mniejszego księżyca Deimosa, sugeruje, że Mars mógł mieć system pierścieni 3,5 do 4 miliardy lat temu – możliwie utworzony z księżyca 20 razy masywniejszego niż Fobos. Sam Fobos może być szczątkami tamtego starego pierścienia.

I cykl może się powtarzać. Za około 50 milionów lat, gdy Fobos w końcu uderzy w Marsa lub się rozpadnie, może utworzyć pyłowy pierścień wokół Czerwonej Planety. Jeśli obie ideę się utrzymają, Mars to planeta uwięziona między pierścieniami: urodzona z jednego, przeznaczona do noszenia innego. Korona Saturna okazuje się być fazą, przez którą przechodzą inne planety.

Ocean lodu bez jednego jeziora

Mars wygląda na suchy jak kość, ale pozory mylą. Na powierzchni lub blisko niej wykryto ponad 5 milionów kilometrów sześciennych lodu – wystarczająco, aby zalać całą planetę na głębokość 35 metrów wody. Samą objętością zamrożonej wody Mars jest bliżej świata lodu niż pustyni.

Co Mars nie potrafi zrobić, to roztopić cokolwiek z tego na jeziora. Średnie ciśnienie na powierzchni to zaledwie 600 Pa – 0,6% ziemskiego 101,3 kPa – waha się od minimum 30 Pa na szczycie Olympus Monsu do ponad 1155 Pa w Hellas Planitia. Przy mniej niż 1% ciśnienia Ziemi woda w stanie ciekłym nie może się utrzymać na powierzchni. Planeta gromadzi ocean lodu, ale nie potrafi utrzymać nawet jednego jeziora.

Cienkie powietrze, ogromne burze

Ta włoska atmosfera wciąż produkuje najbardziej dramatyczną pogodę w okolicy: Mars ma największe burze pyłowe w Układzie Słonecznym, z prędkościami wiatru ponad 160 km/h. Kiedy pył unosi się w powietrze, może zasłonić słynne cechy powierzchni planety – te same cechy, które wcześni astronomowie wytężali, aby dostrzec przez teleskopy.

Dwa zdjęcia Teleskopu Kosmicznego Hubble'a Marsa przed i podczas globalnej burzy pyłowej
Mars przed i podczas globalnej burzy pyłowej, fotografowany Teleskopem Kosmicznym Hubble'a. Zdjęcie: NASA Hubble, CC BY 2.0, via Wikimedia Commons

To jest właściwy ostatni wpis do marsjańskiej księgi rekordów. Największy wulkan, największy kanion, być może największy krater zderzeniowy, najbliższy księżyc, największe burze pyłowe – wszystko spakowane na planetę z powierzchnią krajobrazu nie większą niż kontynenty Ziemi. Mars jest mały, zimny i cichy. Jego statystyki są wszystkim oprócz zwykłości.

Źródła