Mars

Mars
[[Tiedosto:|250px|]]
Löytäminen
Löytäjät	–
Löytöaika	esihistoriallinen
Kiertoradan ominaisuudet
Keskietäisyys Auringosta	227 936 637 km 1,52366231 AU
Eksentrisyys	0,09341233
Kiertoaika Auringon ympäri	686,9601 d
Synodinen kiertoaika	779,96 d
Keskiratanopeus	24,077 km/s
Inklinaatio	1,85061°
Kuiden lukumäärä	2
Fyysiset ominaisuudet
Päiväntasaajan halkaisija	6 804,9 km
Pinta-ala	1.448×108 km2
Massa	6.4185×1023 kg 0,107 Maan massaa
Keskitiheys	3,934 g/cm3
Pyörähdysaika	24,622962 h
Akselin kaltevuus	25,19°
Albedo	0,15
Pakonopeus	5,027 km/s
Pinnan lämpötila	alin: 133 K keski: 210 K ylin: 293 K
Kaasukehän ominaisuudet
Kaasunpaine	0,7–0,9 kPa
Koostumus
hiilidioksidi typpi argon happi hiilimonoksidi vesihöyry typpioksidi neon krypton ksenon otsoni metaani	95,32 % 2,7 % 1,6 % 0,13 % 0,07 % 0,03 % 0,01 % 2,5 ppm 300 ppb 80 ppb 30 ppb 10,5 ppb
Infobox OK

Mars on Maan naapuriplaneetta ja Aurinkokunnan neljäs planeetta Auringosta lukien. Mars on maankaltainen planeetta. Punertavan Marsin läpimitta on noin puolet Maan läpimitasta. Mars on elinkelvoton, vaikka siellä on vettä höyrynä ja jäänä sekä hyvin ohut kaasukehä josta suurin osa on hiilidioksidia, loput typpeä. Kaasukehän ohuus johtuu Marsin pienestä painovoimasta. Mars on lisäksi niin kylmä, että sen kaasukehän hiilidioksidi tiivistyy siellä aika ajoin napalakkeihin. Marsissa ei tiedetä olevan elämää, bakteereita siellä saattaa ehkä olla. Muinoin Marsin tulivuorien kaasusta on syntynyt Marsiin tiheä kaasukehä, ja silloin Marsissa oli laajoja meriä. Nykyisen Marsin pinta muistuttaa Maan aavikoita ja Kuuta. Marsissa on kraattereita, syviä laaksoja, kuivuneita joenuomia ja hiekkadyynejä, pilviä ja napalakkeja.

Kuut

Phobos (yllä) ja Deimos (alla) oikeassa kokosuhteessa

Marsilla on kaksi kuuta, Phobos ja Deimos. Molemmat ovat Maan kuuhun ja emoplaneettaansa verrattuna erittäin pieniä: Phobos on halkaisijaltaan 22,2 kilometriä, Deimos 12,6 kilometriä. Mars on mahdollisesti kaapannut kuut läheisestä asteroidivyöhykkeestä, sillä ne ovat asteroidien näköisiä, kokoisia ja niiden koostumuskin on miltei sama kuin kiviasteroideilla.

Asaph Hall löysi molemmat kiertolaiset vuonna 1877. Ne on nimetty kreikkalaisen mytologian Ares-jumalan poikien mukaan.

Marsin luonnolliset satelliitit

Nimi	Halkaisija (km)	Massa (kg)	Kiertoradan säde (km)	Kierto- aika
Phobos	22,2 (27 × 21,6 × 18,8)	1,08×1016	9378	7,66 h
Deimos	12,6 (10 × 12 × 16)	2×1015	23,400	30,35 h

Marsin havaitseminen

Mars näkyy parhaiten sen ollessa lähimpänä Maata eli oppositiossa. Oppositiossa Marsia kannattaa havainnoida, koska Marsin rata on hyvin soikea. Oppositioetäisyydet vaihtelevat. Marsin ollessa lähellä Aurinkoa, oppositiota sanotaan perihelioppositioksi. Tämä on harvinaista. Läheiset Marsin oppositiot toistuvat kerran 15–17 vuodessa usein heinä-syyskuussa. Lähioppositoissa näkyy Marsin piirteitä pienilläkin kaukoputkilla. 27. elokuuta 2003, kello 9:51:13 UTC, Mars oli 60 000 vuoteen lähimpänä: 55 758 006 km:n (noin 0,37271 AU:n) päässä Maasta. Joskus Venus on peittänyt kaukana Auringon toisella puolella olevan Marsin.

Marsin kaasukehä ja ilmasto sekä vesi

Ensimmäiset havainnot Marsin kaasukehästä teki jo vuonna 1783 William Herschel, kun hän päätteli näkemiensä muutosten Marsin pinnalla johtuvan kaasujen ja pilvien liikkeistä.

Kaasukehän koostumus

Marsin kaasukehä on hyvin ohut ja koostuu lähinnä hiilidioksidista (95 %) ja vähistä määristä typpeä (3 %), argonia (1,6 %), happea 0,13 % ja vettä 0,03 %. Jos se olisi nesteenä pinnalla, se synnyttäisi vain 0,1 mm paksuisen kerroksen. Ilmakehässä on jälkiä myös metaanista (10 – 11 ppm) ja otsonista. Jos ihminen voisi puhua Marsissa hänen äänensä kuulostaisi paljon matalammalta kuin Maassa. Tämä johtuu kaasukehän koostumuksesta. Sama tapahtuu jos hengität heliumkaasua; äänesi kuulostaa korkealta kimitykseltä.

Ilmanpaine

Kaasukehän paine on vain 7,5 millibaaria, kun se Maassa on keskimäärin 1013 millibaaria, joten Marsin kaasukehän paino on 0,75 % maan vastaavasta. Ilmanpaine vaihtelee välillä 1 – 9 mbar, tarkemmin 5 – 8 mbar. Vikingin ja Pathfinderin laskeutumispaikoilla paine vaihteli niin että talvella oli korkeapaine 9 – 10 mbar, kesällä matalapaine 7 mbar. Maassa kilometrin päähän raikuva ihmisen huuto kuuluisi Marsissa hieman vajaa 15 metrin päähän. Tämä johtuu Marsin ilmanpaineesta.

Lämpötila

Marsin akselikallistuma on suunnilleen sama kuin Maapallolla ja vuorokausi hieman pidempi kuin Maalla. Marsissa on yleensä kylmää, keskimäärin -43° C, päiväntasaajalla yölämpötila on -90° C ja päivällä joskus jopa 0 – +25° C. Napaseudun kylmin yö on -133° C. Viking 1:n ja Pathfinderin laskeutumispaikalla lämpötila vaihteli melko säännöllisesti välillä -90° C – -25° C.

Mars on lähimpänä Aurinkoa silloin, kun Marsin kaltevan akselin etelänapa osoittaa Auringon suuntaan. Tällöin Marsin etelän kesä on hivenen lämpimämpi kuin pohjoisen kesä.

Auringonlasku Marsissa.

Pilvet

Marsin sää on kokonaisuutena ennustettavampaa kuin Maan sää. Marsin ilmakehässä on vesihöyryä vain 1/1000 Maan vastaavasta. Marsissa havaitaan vesijäästä muodostuneita pilviä, jotka muistuttavat cirrus-pilviä. Näitä on sanottu sinisiksi tai valkoisiksi pilviksi.

Pilviä on usein korkeiden tulivuorten ympärillä ja muutenkin eniten ekvaattorialueilla. Pilvet ovat 15–25 km korkeudessa ja liikkuvat esim nopeudella 6,7 m/s. Marsissa on matalapaineita alemmassa ilmakehässä lähellä napalakkia. Aina kesäisin esiintyvän vesijääpilvistä koostuvan hurrikaanin läpimitta on 1500 km ja silmän läpimitta 300 km. Hurrikaani on pohjoisen napalakin lähistöillä, missä on kesäisin myös muita hurrikaaneja. Marsissa on usein pienempiä tornadoa hieman muistuttavia pölypyörteitä. Ne jättävät jälkensä kiemurtelevia tummia vanoja. "Keltaiset pilvet", pölymyrskyt nostavat pölyä jopa 50 km:n korkeuteen. Joskus pölymyrsky leviää koko planeetan laajuiseksi peittäen kaikki planeetan piirteet tulivuoria lukuun ottamatta. Pölymyrskyt esiintyvät planeetan ollessa lähellä Aurinkoa. Tuulen nopeus on myrskyissä yli 100 m/s ja muutenkin 35 m/s.

Napalakit

Navoilla on vesijään ja hiilidioksidijään muodostamat, jopa 8 metrin paksuiset napalakit, jotka muistuttavat jonkin verran Maan jäätiköitä. Kylminä talvikuukausina 25 % kaasukehästä tiivistyy napalakkiin, joko pohjoiseen tai eteläiseen vuorollaan. Suurin osa Marsin vedestä lienee ikiroutana maaperän pintakerroksessa. Marsissa tiivistyy hiilidioksidi ajoittain kuuraksi. Enimmäkseen vesijäästä koostuvat, mutta hiilidioksidijään peittämät napalakit ovat spiraalimaisia muodoiltaan, ja monesta kerrostumasta koostuvia. Kerrostumissa vaihtelevat tumman pölyn kerrostumat ja vaaleammat. Ainakin pohjoisesta napalakista osa on vesijäätä, jonka paksuus on satojen metrien luokkaa. Spiraalimainen muoto on tuulten synnyttämä. Monissa napalakkien ulkopuolisissa kraattereissa havaitaan varjopaikoissa hiilidioksidijäätä. Pohjoinen napalakki, jonka koko on suunnilleen vakio, ulottuu leveysasteelle 70 ja eteläinen napalakki laajimmillaan leveysasteelle 60.

Jääkaudet, lämpökaudet

Marsin tulivuorten purkausten vapauttamien kaasujen arvellaan lämmittävän ilmakehää muutaman kymmenen miljoonan vuoden välein. Marsissa on joskus sen akselikallistuman tms. muutoksista johtuvia jääkausia, jolloin napalakit ulottuvat ehkä 30 leveysasteelle asti.

Marsin pinnanmuotoja

Pinnan muodoista ja piirteistä

Kaukoputkella katsoen Marsissa näkyy tummempia ja vaaleampia alueita (mantereet ja meret, mare) sekä napalakit, joiden koko vaihtelee vuodenajan mukaan huomattavasti. Tunnetuin Maasta näkyvä pinnanmuoto on tumma Syrtis Major, joka lienee tulivuoren sinkoamaa tummaa ainesta. Mars muistuttaa pinnanmuodoiltaan osaksi Kuuta, osaksi Maata. Pohjoisella pallonpuoliskolla on enimmäkseen vaaleita entisiä merenpohjia. Suurta osaa Marsin eteläisestä pallonpuoliskosta peittävät kraatterit, mutta muitakin pinnanmuotoja on. Monet Marsin pinnanmuodot viittaavat siihen, että pinta ei ole monin paikoin paljonkaan uusiutunut planeetan syntymän jälkeen. Aikoinaan luultiin että Marsin pinta olisi tasainen, mutta luotainten mukaan pinnan korkeusvaihtelu on 31 km. Jos otetaan huomioon planeettojen säteet, Mars on 3 kertaa "karkeampi" kuin Maa, jonka korkeusvaihtelut ovat vain noin 20 km. Marsin nollakorkeus määritellään keskimääräiseksi 6,105 mbar painepinnaksi. Painepinnan yläpuolella on 67 % Marsin pinnasta, alapuolella 33 %.

Katso myös: Kasvot Marsissa

Marsin tulivuoret

Marsissa on muutamia valtavia ja korkeita tulivuoria, kuten kilpitulivuori Olympus Mons (Olympus-vuori), joka on 26 km korkea. Tämä tunnettiin ennen luotaimia nimellä Pix Olympica, Olympuksen lumet. Olympus Monsin halkaisija vuoren juurella on 540 km ja vuoren juurella oleva jyrkkä reunus on 6 km korkea ja jyrkähkö. Tulivuoren kraatteri koostuu kuudesta kraatterista ja on kooltaan 60 x 85 km. Kraatterin syvyys on 3 km. Kaasunpaine Olympus Monsin huipulla on vain 2 % keskimääräisestä paineesta. Tulivuoren arvioidaan olevan ajoittain aktiivinen, viimeksi se olisi purkautunut erään arvion mukaan 2 miljoonaa vuotta sitten. Lähistöillä samalla vulkaanisella alueella ovat muut Tharsis-harjun kolme suurta tulivuorta Arsia Mons, Pavonis Mons ja Ascraeus Mons. Tharsis-harju nousee 10 km ympäristöä korkeammaksi, 2 km keskikorkeuden yläpuolelle ja peittää 1/6 Marsin pinnasta. Arsia Mons on toiseksi suurin tulivuori. Alueelta lähtee laavavirtoja ja veden muokkaamia virtausmuodostelmia säteittäin.

Marsin vajoamia ja uomia

Marsissa on myös valtava vajoamalaakso, Valles Marineris, jonka pituus on 4000 km ja syvyys 7 km. Uomien leveys on 180 km. Laakso on lähellä Tharsis-harjun vulkaanista aluetta ja on syntynyt Tharsis-harjun kohotessa. Vesivirtaus on muokannut laaksoa edelleen. Tämän laakson seinämistä otetuista kuvista näkyy kerrostumia. Valles Marinerisin kautta on virrannut valtava määrä vettä muinaiseen mereen. Marsissa on ollut menneisyydessä jonkinlaista alkavaa kuoren liikehtimistä ja tulivuoritoimintaa. Tällöin kaasukehä on ollut paksumpi ja vesi on saattanut virrata Marsin pinnalla. Marsissa on myös monia muita jokiuomia.

Suurin törmäyskraatteri on Hellas, jonka läpimitta on 2 100 km ja syvyys 4 km. Toinen suuri muodostuma Argyre on läpimitaltaan 1 800 km. Monet Marsin vesivirtojen näköiset laaksot lähtevät kaoottisilta alueilta, joissa routa näyttää sulaneen sisältä tuleen vulkaanisen lämmön takia. Kuivuneiden jokiuomien pituus on jopa 1 000 km. Marsissa on kraattereita, joita ympäröi pisaramaisia muodostelmia, jotka ovat virtauksen aiheuttamien hiekkasärkkien näköisiä, ja jotkut kraatterit näyttävät kuin mutaan isketyiltä. Marsista on löydetty pölyn peittämiä jäätiköitä ja jäälauttoja. Pohjoisen pallonpuoliskon uskotaan olleen aikoinaan meren peitossa. Marsin merialueet eivät ole samoja kuin tumman pölyn peittämät mare-alueet.

Tiedosto:Mars Twin Peaks (1024px).jpg

Marsin maisemaa luotaimen kuvaamana

Marsin pinta ja geologia

Marsin pinnalle antaa ruskean värin ruostunut rauta eli rautaoksidi. Pinnalta katsoen Marsin pinta on Kuun pinnan kaltainen. Pinta on regoliittia, kivien, hiekan ja pölyn seosta. Regoliitin alla ja seassa on syvä routakerros. Marsissa on sekä tummaa että vaaleaa pölyä. Monin paikoin näkyy hiekkadyynejä yms. jotka ovat kaasukehän tuulien muodostamia, Kuussahan ei ole kaasukehää eikä täten tuulia. Marsinkin pinta on basalttia. Joillain alueilla on piilasia tai andesiittia. Eräällä alueella on hematiittia, joka on rautamineraali. Götiitti on rautamineraali, joka syntyy vain veden läheisyydessä. Tätä on löydetty Marsista. Marsissa on runsaasti rauta- ja vesipitoista limoniittia 2 FeO₃3H₂0. Pintakerroksessa on rautaa 13 %, piitä 21 % ja rikkiä yli 10 kertaa niin paljon kuin Maassa.

Marsin sisäinen rakenne

Marsilla on sisuksessaan arviolta 1 700 kilometrin paksuinen rautaydin. Marsin koko säde on noin 3 395 kilometriä. Ytimessä oletetaan olevan enemmän rikkiä kuin muilla terrestrisillä planeetoilla, koska Mars ei ole niin tiheä kuin muut terrestriset maailmat. Marsin tiheys on noin 3,9 g/cm3. Sen ydin oli sula ehkä ensimmäiset miljardi vuotta syntynsä jälkeen. Ydin on mahdollisesti rautasulfidia ja kiinteä, niin ettei siinä tapahdu virtauksia, jollaiset synnyttäisvät magneettikentän. Jos ydin on rautasulfidia, sen säde voi olla jopa hieman alle 2 000 km; ytimen säde on vähintään 1 300 kilometriä. Kuoren paksuus on 80 kilometriä eteläisellä ja 35 kilometriä pohjoisella pallonpuoliskolla. Välissä on vaippa. Marsissa ei ole tapahtunut mannerlaattojen liikkeitä, koska vaipan virtauksen ylös nousevat kuumat kohdat ovat aina samoissa kohdin, tosin kuin Maassa. Marsilla on saattanut joskus olla voimakas magneettikenttä, jonka jäänteitä on havaittu eri puolilla Marsia. Pilkkumaisten jäänteiden voima on jopa 1 500 nanoteslaa. Mars-meteoriiteista on mitattu 1 000 nanoteslan voimakkuuksia, ja maan magneettikenttä on 30 000 nanoteslaa. Magneettikenttä aiheuttaa lähimmillään noin 1,5 Marsin säteen päähän kaarimaisen shokkirintaman.

Marsin muinaiset olot

Nasan hypoteettinen näkemys muinaisista valtameristä Marsissa

Oletetaan, että Marsissa on muinoin lainehtinut suuri valtameri, jonka syvyys oli 1 700 metriä. Vesi on tuolloin peittänyt kolmasosan planeetan pinnasta. Marsissa on mahdollisesti ollut tiheä kaasukehä joskus 4 miljardia vuotta sitten 500 miljoonan vuoden ajan.

Elämä Marsissa

ALH84001-Meteoriitin pintaa kuvattuna elektronimikroskoopilla.

Mars on elämälle keskimäärin liian kylmä ja Marsin kaasukehä on liian ohut. Planeetan menneisyydessä on tosin ollut jaksoja, jolloin tulivuoret ovat purkaneet kaasukehään kaasuja ja se on ollut paksumpi. Ei kuitenkaan osata sanoa kuinka pitkiä nämä ajanjaksot ovat olleet, ja elämän kehitys puolestaan vie pitkän aikaa. Mars on terrestrinen planeetta, mutta pieni. Merkittävää auringon hiukkassäteilyltä suojaavaa magneettikenttää ei ole, vaipassa ei tapahdu riittävästi laattatektoniikkaa tuottavia virtauksia. Ei ole myöskään ultraviolettisäteilyltä suojaavaa otsonikerrosta.

Vielä 1960-luvulla uskottiin, että Marsissa voisi olla elämää, sillä kaasukehää pidettiin melko paksuna ja pinnalla havaittiin vuodenaikavaihteluita. Myöhemmin ne ovat paljastuneet tumman ja vaalean pölyn liikkeeksi planeetan vuodenajan mukaan muuttuvien tuulten mukana. 1800-luvun lopuilla ja aivan 1900-luvun alussa Marsin pinnassa nähtiin kanavia, jotka sittemmin paljastuivat ihmissilmän taipumukseksi yhdistellä pistemäisiä tummia kohtia. Kanavakarttoja laativat italialainen Giovanni Schiaparelli ja amerikkalainen Percival Lowell. Näiden kanavien uskottiin olevan marsilaisten rakentamia. Usko kanaviin hiipui jo 1910-luvulla. Marsia tutkineet luotaimet ovat kyllä löytäneet pienempiä mahdollisesti veden tai jään muovaamia joenpohjia ja järvenrantoja. Vaikka joistain Viking-luotainten tekemistä maaperäanalyyseistä kiisteltiin yhteen aikaan, Marsista ei ole löydetty elämää. Marsissa saattaisi joidenkin oletusten mukaan olla bakteerielämää. Erään Marsperäisen meteoriitin väitetään sisältävän bakteereita.

Mars-meteoriitit

ALH84001.

Jotkut meteoriitit sisältävät ainetta Marsista. Kun Marsiin on törmännyt iso kappale, osa törmäyksessä syntyneistä törmääjän ja Marsin sirpaleista on saavuttanut niin suuren nopeuden, että ovat kyenneet karkaamaan Marsin vetovoimakentästä. Tämän jälkeen sirpale on törmännyt Maahan meteoriittina. Tunnetuin Marsperäinen meteoriitti on ALH84001.

Mars-luotaimet

Marsia on lähestytty miehittämättömin lennoin jo vuodesta 1960, mutta ensimmäinen onnistunut ohituslento tapahtui vasta 14. kesäkuuta 1965, kun amerikkalaisten Mariner 4-luotain pääsi onnistuneesti kohteeseensa 8 kuukauden lennon jälkeen. Tämä luotain paljasti Marsin kraatterit. Marsiin lähetettiin 1960-luvun lopulla ohilentoluotaimet Mariner 6 ja 7. Ensimmäisen Marsin kartoituksen suoritti Mariner 9 vuonna 1971.

Vuonna 1976 tapahtui ensimmäisen onnistunut laskeutuminen Marsin pinnalle amerikkalaisella Viking-luotaimella; neuvostoliittolaiset luotaimet olivat yrittäneet samaa jo vuosia aikaisemmin. Marsiin on suunniteltu tehtävän miehitetty matka ja että aikanaan Marsia voitaisiin jopa maankaltaistaa, koska planeetalla on jäätynyttä vettä ja kaasukehääkin jonkin verran. Siihen tarvittaisiin mm. kaasukehän paineen nostamista, myrkyllisen hiilidioksidin poistamista sekä happi-typpi -seoksen lisäämistä esimerkiksi vapauttamalla niitä maaperästä ja jäästä.

Vuodenvaihteessa 2003–2004 peräti viiden avaruusluotaimen oli määrä saapua Marsiin. Suman syy oli se, että Maa ja Mars osuivat radoillaan lähes ihanteelliselle tasolle, jolloin luotainten lähettäminen oli edullista. Japanilainen Nozomi jäi jo matkalle. Sillä oli vaikeuksia lähdöstä alkaen, ja lopulta yhteys siihen menetettiin hiukan ennen sen pääsyä perille. ESAn Mars Express -luotain kuljetti mukanaan laskeutujan, joka oli nimetty Beagle 2:ksi Charles Darwinin laivan mukaan. Luotain asettui onnistuneesti napojen kautta kiertävälle radalleen, mutta Beagle 2:n kohtalo on toistaiseksi täysin tuntematon. NASA rakensi varmuuden vuoksi kaksi lähes identtistä laskeutujaa Spirit, ja Opportunity (Suom. "Henki" ja "Mahdollisuus"). Ne osoittautuivat menestyksiksi, ja molemmat luotaimet ovat lähettäneet runsaasti kuvamateriaalia ja tutkimustietoa. Laskeutujat ovat toimineet huomattavasti pidempään kuin alun perin arvioitiin.

Mars-lento

NASA on pohtinut miehitettyä lentoa Marsiin jo 1950-luvulla, jolloin mm. Collier-lehti lobbasi avaruuslentojen puolesta monilla teemoilla. Mars-lennot olivat 1960-luvulla vaihtoehtona Apollo-ohjelmalle siltä varalta, että neuvostoliittolaiset olisivat ehtineet Kuuhun ennen amerikkalaisia. Mars-lennot olivat myös 1980-luvun lopulla osana Space Exploration Initiative (SEI) -hanketta ja vuodesta 2004 Moon to Mars-ohjelmassa. Kuten 1980-luvun lopun suunnitelmassa miehitetty Mars-lento toteutunee aikaisintaan vuonna 2030.

Neuvostoliitto osoitti 1980-luvulla suurta kiinnostusta Marsia kohtaa (esim. Phobos-luotaimet, Mars-96), ja nykyisin venäläiset ovat väittäneet pystyvänsä toteuttamaan miehitetyn lennon Marsiin huomattavasti halvemmalla kuin NASA.

Euroopan avaruusjärjestö on aloittanut Aurora-nimisen ohjelman jokä tähtää miehitettyyn lentoon Marsiin.

Aiheesta muualla

• NASAn Mars-tutkimuksen pääsivu
• CMEX Nasa
• Google Mars
• Ari-Matti Harrin esitelmä Marsista
• Tero Siilen esitelmä Marsista

Aurinkokunta