Марс и Земля: сравнение размеров, атмосфер, сходства и различия. Сравнение марса и земли

Земля и Марс имеют много общего. Обе планеты имеют сходный ландшафт, однако на Марсе наблюдается нехватка воды, кислорода и атмосферного давления, необходимых для поддержания земной жизни. В сравнении с нашей планетой Марс обладает меньшими размерами и массой – он на 53 процента меньше Земли и в два раза больше нашей Луны.

Нам нужно быть на Марсе.

Несмотря на то, что Марс выглядит безжизненной пустыней, его «землеподобные» особенности и характеристики делают его похожим на нашу Землю гораздо больше, чем может показаться на первый взгляд. Благодаря этим схожестям многие ученые считают, что однажды мы сможем колонизировать Красную планету, сделав ее вторым своим домом.

На Марсе имеется четыре сезона

Время года на Марсе.

Как и на Земле, на Марсе имеются четыре сезона. Но в отличии от Земли, где каждый сезон условно разбит на три месяца, продолжительность каждого сезона на Марсе зависит от полушария планеты. Марсианский год длится 668,59 сола (марсианскими днями называют солы), что примерно равно 687 земным суткам и почти в два раза продолжительнее земного года. В северном полушарии Красной планеты весна длится семь земных месяцев, лето – шесть, осень – 5,3 земных месяца, а зима продолжается чуть больше четырех.

Марсианское лето в серверном полушарии очень холодное. Очень часто температура здесь в это время года не повышается выше -20 градусов Цельсия. На южном полушарии Марса чуть теплее – температура там может повышаться до +30 градусов Цельсия в тот же сезон. Такой температурный контраст нередко становится причиной сильнейших пылевых бурь.

Внутренне строение

В случае Марса и Земли их внутренняя структура делится на три хорошо дифференцированные области: кору, мантию и ядро. Однако, в отличие от Земли, ядро Марса сплошное и не создает свое собственное магнитное поле. При этом Марс обладает локальными магнитными полями, которые являются реликтовыми остатками глобального поля, существовавшего, возможно, когда Марс обладал частично жидким ядром. Фактическое отсутствие на Красной планете тектоники плит, какой мы ее знаем на Земле, вызывающей сильную вулканическую активность и орогенез (горообразование), означает, что марсианская почва намного старше, чем океанское дно и континенты Земли. Например, великая равнинная низменность южного полушария, Равнина Эллада, была образована воздействием большого небесного тела около 3900 миллионов лет назад. В случае Земли свидетельства о событии такого возраста давно бы исчезли в ее лица.

Сравнение профилей высот обеих планет показывает, что они очень разные: в то время как большая часть континентальной сухопутной массы Земли сосредоточена в северном полушарии, где к тому же отсутствует полярный континент, в северном полушарии на Марсе доминируют великая северная равнинная низменность, находящаяся на уровне тысячи метров ниже нулевой отметки высот Марса. Она расположена на высоте, где давление атмосферы составляет 6,1 миллибар и находится тройная точка воды, при которой вещество сосуществует в твердом, жидком и газообразном одновременно. В случае воды точное значение составляет 273,16 К (0,01 °С) при давлении 6,1173 миллибар. Следовательно, ниже точки отсчета высот Марса (например, на уровне Hellas Planitia), можно было бы найти жидкую воду, если бы температура там была бы достаточно высокой.

В отличие от того, как это выглядит на Марсе, в южном полушарии Земли преобладают океаны и моря, хотя в топографическом профиле нашей планеты выделяются несколько континентальных массивов, которые поднимаются на значительные высоты над уровнем моря (например, Антарктическое плато). Ситуация на Марсе более однородная. Наибольшее различие между планетами состоит в том, что большое количество воды в твердом состоянии сосредоточено на Южном полюсе Земли. Она занимает площадь около 14 миллионов квадратных километров летом, но, включая морской лед, может увеличиться до 30 миллионов. Размер же, достигнутый марсианской Антарктидой, намного меньше – около 140 000 квадратных километров, и ее состав сильно отличается от земного. Как упоминалось ранее, в ней преобладает сухой лед.

Любопытно, что в нашей Антарктиде мы находим некоторые близкие сходства с Марсом, а именно наличие низких температур и пониженную влажность. Это относится к системе долины Мак-Мердо, расположенной очень близко к побережью, которая геологически может иметь эквиваленты на Марсе.

На Марсе есть полярные сияния

Фантастической красоты красочные полярные сияния – не эксклюзивная земная особенность нашей атмосферы. Полярные сияния могут появляться на любой планете, если тому способствуют правильные условия. Марс также не является исключением. Хотя, мы прекрасно видим полярные сияния на Земле, на Марсе мы их увидеть не сможем. Дело в том, что марсианские полярные сияния светятся в ультрафиолетовом диапазоне волн, невидимом человеческому глазу.

Ученые могут наблюдать за полярными марсианскими сияниями, например, благодаря специальному инструменту, находящемуся на борту космического зонда MAVEN (Atmosphere and Volatile EvolutioN — «Эволюция атмосферы и летучих веществ на Марсе»). В отличии от земных, марсианские полярные сияния — это очень редкое и кратковременное явление: они продолжаются всего в течение нескольких секунд.

Заходите в наш специальный Telegram-чат. Там всегда есть с кем обсудить новости из мира высоких технологий.

На Земле полярные сияния возникает вследствие взаимодействия верхних слоев атмосферы с заряженными частицами солнечного ветра. На Марсе глобального магнитного поля нет, однако учеными наблюдалась остаточная намагниченность коры, особенно, в горной местности южного полушария. Такие слабые магнитные поля могут стать причиной полярного сияния. Свечение в атмосфере возникает из-за того, что «влетающие» электроны солнечного ветра ускоряются вдоль линий магнитного поля, взаимодействуют с молекулами углекислого газа, являющегося основой тонкой атмосферы планеты.

Ученые предполагают, что на Венере и Титане (один из спутников Сатурна) бывают аналогичные марсианским полярные сияния, поскольку оба тела не имеют собственного магнитного поля.

Что общего у Марса и Земли

Многих интересует, что может быть общего у Земли и Марса. Между этими планетами есть некое сходство. Они имеют твердое тело. Поверхности этих двух планет похожи. Они покрыты равнинами, возвышенностями, горами, вулканами, впадинами.

Правда, у Марса преобладают скалы и кратеры. Поверхность покрыта песком или просто твердой породой. На земном шаре тоже присутствуют горы и пустыни. У обоих имеются каньоны.

Сравнение далекого Марса и нашей Земли показало, что у обоих космических тел имеются полярные ледниковые шапки. В этом они похожи. Правда, на марсианской скалистой поверхности преобладает сухой лед. Он состоит из твердого углекислого газа. Арктический земной лед образован лишь водой.

Земной шар и Красная планета имеют похожее внутреннее . Планеты состоят из коры, мантии и ядра. Правда, у марсианского небесного тела ядро частично жидкое. В прошлом на этой планете наблюдалась, как и на земном шаре, тектоническая активность. В наши дни подобное движение отсутствует.

На обоих космических объектах есть . Такое явление объясняется почти одинаковыми наклонами оси. Оба небесные тела имеют зиму, переходящую в весну, лето и осень. Зимой всегда холоднее, чем летом как на Красной планете, так и на Земле.

У земного шара есть спутник – Луна. У Марса их целых два – Фобос и Деймос. Спутники вращаются вокруг своих планет с определённой скоростью. Они двигаются по своим орбитам под влиянием сил притяжения.

Подобно Земле Красная планета имеет сутки. Их на Марсе – 24 часа и еще 37 минут. В этом эти две планеты очень похожи. Ведь длительность земных суток – ровно 24 часа.

На обоих космических небесных телах бывают полярные сияния. Правда, на Красной планете марсианское полярное сияние невидимо человеческому глазу. Оно светится лишь в ультрафиолетовом диапазоне волн и длится несколько секунд.

Марсианские сутки не многим длиннее земных

Сутки на Марсе длятся почти как на Земле.

Продолжительность суток говорит о том, сколько времени требуется планете для совершения полного оборота вокруг своей оси. На планетах, которым требуется больше времени для совершения полного оборота, дни длятся дольше. Продолжительность дня на каждой планете Солнечной системы своя, поскольку всем требуется свое время для совершения полного оборота.

На Земле сутки длятся 24 часа (если округлить). На Юпитере – 9 часов 55 минут. На Венере — 116 дней и 18 часов. Марсианские сутки длятся 24 часа и 40 минут. Учитывая такое большое разброс продолжительности суток между другими планетами, как так получилось, что продолжительность земных и марсианских суток разделяют всего 40 минут? Чистое совпадение, говорят ученые.

Вам будет интересно: Сколько на Марсе воды и хватит ли ее для будущих колонистов?

Согласно общепринятой модели формирования планет, они образуются из крупных сгущений в газопылевом диске, оставшегося после формирования звезды. Вследствие столкновения с другими объектами внутри газопылевого диска эти сгустки начинают вращаться. При этом скорость их вращения может варьироваться и изменяться множество раз. В конце концов, когда формирование планеты практически завершено, объект больше ни с чем не сталкивается. У появившейся планеты сохраняется момент вращения, возникший в результате последнего столкновения.

Немного о Марсе

Издавна Марс вызывает живой интерес у мировых ученых, поскольку его «темперамент» очень похож на земной. Действительно, марсианская поверхность покрыта слоем рыхлых пород (реголиты), в составе которых много железа, минеральной пыли и камней. Состав грунта Земли почти аналогичный, — разве что содержит намного больше органических веществ.

Вес Марса составляет 6,4169 х 1023 кг

Согласно исследованиям, в прошлом на Марсе были реки, озера и даже целые океаны. Однако со временем вода полностью испарилась, и на сегодняшний день жидкость на Красной планете сохраняется лишь под землей и на полярных «шапках» — в виде льда.

Атмосфера Марса содержит 95% углекислого газа и сильно разряжена. Кроме того, марсианский «воздух» наполнен мелкими частицами пыли, придающими ей красноватый оттенок. Для марсианского климата характерны пылевые бури. Существует теория, что эти опасные погодные явления возникают в результате поглощения мелкими частицами пыли солнечного света. Как следствие – атмосфера Марса нагревается и над планетой поднимается глобальный шторм.

Марс и Земля – сравнительные характеристики и параметры

• Размер
  . Диаметр Красной планеты 6792 км (по экватору), что в два раза меньше земного – этот показатель у Земли равняется 12756 км. Так что, Земля больше Марса примерно в 1,877539 раз. Если же сопоставить всю площадь земной суши и поверхность Марса, то эти цифры окажутся почти равными между собой.
• Масса
  . Марс обладает сравнительно небольшой массой, составляющей около 10 процентов земной массы. Для сравнения: Марс весит 6,4169 х 10 23 кг, а вес Земли – 5,9722 х 10 24 кг. К тому же, сила тяжести на марсианской поверхности меньше земной примерно на 38%. Поэтому все предметы на Марсе будут весить меньше, чем на Земле. К примеру, если ребенок на «родной» планете весит 32 кг, то на Марсе его вес будет составлять всего 12 кг.
• Объем и плотность
  . Известно, что средняя плотность Марса равна 3,94 г/см 3 , а Земли – примерно 5,52 г/см 3 . Как видим, по сравнению с Землей, у Красной планеты плотность довольно низкая. Ведь этот показатель напрямую зависит от массы, а масса Марса составляет всего 10% земной. Что касается объема Марса, то он равняется только 15% земного объема. Если представить Землю в виде полого шара, то для его заполнения понадобится шесть таких маленьких «шариков», как Марс.
• Длина орбиты и скорость движения планет по орбите
  . Земная орбита составляет 939 120 000 км, а Марса – 1 432 461 000 км. Скорость движения Марса по орбите равна 107 218 км/ч, а Земли – 86 676 км/ч. Так что продолжительность одного полного оборота Марса около 687 земных дней.
• Сезоны
  . Научно доказано, что марсианский день длится на 40 минут больше, чем земной. Количество сезонов на двух планетах одинаково, поскольку наклоны оси почти совпадают (У Земли — 23,5˚, у Марса – 25˚). Однако продолжительность года на Марсе примерно в два раза больше, чем на Земле, так что сезоны также длиннее.

На Марсе есть вода

Марс может скрывать на себе воду.

В 2008 году космический аппарат NASA Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) обнаружил признаки наличия потоков жидкой воды. Это открытие означало, что вода на Красном плане приобретает жидкую форму в летний сезон и замерзает в зимний. Как уже говорилось выше, марсианское лето гораздо холоднее земного. Однако дорожки, по которым могла течь вода, были обнаружены в месте, где температура не поднимается выше -23 градусов Цельсия. И если наличие водного льда здесь еще можно было бы объяснить, то наличие жидкой воды при минусовой температуре ученые объяснить пока затрудняются.

Согласно одному из предположений, вода здесь не замерзает из-за большого содержания соли (у соленой воды точка замерзания ниже). Согласно другой гипотезе, жидкая вода могла образоваться на поверхности вследствие контакта соли и льда (соль растопила лед). В любом случае более убедительное объяснение увиденному ученые планируют получить после определения источника этой воды. В настоящий момент выдвигаются несколько предположений: результат таяния льда, подземный источник, а также водный пар из атмосферы.

Сравнение размера, массы, орбиты Земли и Марса

Средний земной радиус – 6371 км, а масса – 5.97 × 10 24 кг, из-за чего мы стоим на 5-м месте по величине и массивности. Радиус Марса – 3396 км на своем экваторе (0.53 земного), а масса – 6.4185 х 10 23 кг (15% земной). На верхнем фото можно заметить, насколько Марс меньше Земли.

Земной объем – 1.08321 x 10 12 км 3 , а марсианский – 1.6318 × 10¹¹ км³ (0.151 земного). Поверхностная плотность Марса – 3.711 м/с², что составляет 37.6% от Земли.

Их орбитальные пути полностью отличаются. Средняя удаленность Земли от Солнца – 149 598 261 км, а колебания от 147 095 000 км до 151 930 000 км. Максимальная удаленность Марса – 249 200 000 000 км, а приближенность – 206 700 000 000 км. При этом его орбитальный период достигает 686.971 дней.

Но их сидерический оборот практически одинаковый. Если у нас – 23 часа, 56 минут и 4 секунды, то у Марса – 24 часа и 40 минут. На фото показан уровень наклона оси Марса и Земли.

Также есть схожесть в наклоне оси: марсианские 25.19° против земных 23°. А значит, от Красной планеты можно ожидать сезонности.

Ледяные шапки на полюсах и ледниковые пояса

На Марсе есть лед.

Как и на Земле, северный и южный полюса Марса покрыты ледяными шапками. Однако в северном и южном полушарии Красной планеты в центральных широтах также имеются ледниковые пояса. Раньше мы их не замечали, поскольку они оказались скрыты толстым слоем пыли.

К слову, по мнению ученых, пыль как раз и защищает эти пояса от испарения. На Марсе очень низкое атмосферное давление, что приводит к моментальному испарению воды и льда с поверхности. Лед сублимируется сразу в пар, а не становится сначала водой, а затем испаряется. По приблизительным подсчетам ученых на Марсе может содержаться более 150 миллиардов кубических метров льда, чего будет вполне достаточно для того, чтобы покрыть всю поверхность планеты ледяным слоем толщиной 1 метр.

Вывод о Земле и Марсе

Мы рассмотрели две планеты. Давайте сопоставим их главные параметры (Земля – слева, а Марс – справа):

• Средний радиус: 6 371 км / 3 396 км.
• Масса: 59.7 × 10 23 кг / 6.42 х 10 23 кг.
• Объем: 10.8 x 10 11 км 3 / 1.63 × 10¹¹ км³.
• Полуось: 0.983 – 1.015 а.е. / 1.3814 – 1.666 а.е.
• Давление: 101.325 кПа / 0.4 — 0.87 кПа.
• Гравитация: 9.8 м/с² / 3.711 м/с²
• Средний температурный показатель: 14°C / -46°C.
• Температурные колебания: ±160°C / ±178 °C.
• Осевой наклон: 23° / 25.19°.
• Продолжительность дня: 24 часа /24 часа и 40 минут.
• Длина года: 365.25 дней / 686.971 дней.
• Вода: обильная / прерывистая (в виде льда).
• Полярные ледяные шапки: Да / Да.

Мы видим, что Марс по сравнению с нами – маленькая и пустынная планета. Его характеристики показывают, что колонизаторам придется столкнуться с огромным количеством трудностей. И все же мы готовы рискнуть и отправиться в путешествие. Тем более, что расстояние от Земли до Марса относительно небольшое. Возможно, однажды мы сделаем его вторым домом.

На Марсе есть свои «водопады»

Неужели это водопады на Марсе?

Изучив изображения, полученные с помощью орбитального зонда Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), ученые обнаружили наличие геологического «марсианского чуда света», похожего на наши земные водопады. Правда в случае Марса речь идет не об отвесных стоках больших объемов воды, а о потоках расплавленной лавы.

Исследователи выяснили, что лава извергалась в четырех различных точках вдоль 30-километрового кратера Тарсис, расположенного в регионе Марса, представляющего собой огромное вулканическое нагорье к западу от долин Маринера в районе экватора. Судя по фотографиям, как утверждают специалисты, можно сказать, что лава на Марсе была жидкой и по своему поведению была схожа с водой: после того, как лава заполняла кратер, она изливалась на поверхность четырьмя потоками. Потоки лавы не могли перекрыть старые отложения на одном уровне с кратером, о чем говорят различные цветовые оттенки на фото. Наиболее свежие же отложения — тёмного цвета, а старые — светлого.

Марс – единственная (помимо Земли) потенциально обитаемая планета

Только представьте, что на обеих планетах могут жить люди.

Планеты нашей Солнечной системы принято разделять на две категории – планеты земного типа, а также газовые гиганты. Планеты земного типа обладают твердой поверхностью. Мы можем на них высадиться. К ним относятся Меркурий, Венера, Земля и Марс (прости, Плутон). Газовые гиганты состоят собственно из газов. На них невозможно высадиться, поскольку у них нет твердой поверхности. К газовым гигантам относятся Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.

Насколько нам известно, среди всех известных планет Солнечной системы только на Земле есть жизнь. Марсу не хватает для этого совсем чуть-чуть. Среды остальных планет нас просто убьют. Например, поверхность Меркурия похожа на гигантскую жаровню, поскольку планета находится очень близко к Солнцу. Несмотря на свое более далекое расположение поверхность Венеры (вторая планета от Солнца) еще горячее. Объясняется это наличием очень плотной атмосферы из окиси углерода, которая действует как тепловая ловушка.

Теоретически Марс способен поддерживать жизнь, хотя эта планета не такая гостеприимная, как может показаться из подзаголовка. Для выживания на Марсе нам потребуется использование специального защитного оборудования и жилища, поскольку на планете присутствует повышенный радиационный фон, а также отсутствует атмосфера для дыхания.

Чтобы не пропустить ничего интересного из мира высоких технологий, подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram. Там вы узнаете много нового.

Ученые, рассматривающие планы по потенциальной колонизации Марса, предложили идею установки генератора магнитного поля между Марсом и Солнцем. Наличие магнитного поля могло бы защитить Марс от солнечного ветра (радиации), истощающего атмосферу планеты.

Если решить проблему солнечного ветра, мы сможем поднять на Марсе атмосферное давление, что в свою очередь приведет к росту средней температуры на поверхности планеты и растопит ледяные шапки на полюсах. Выброс CO2 в атмосферу запустит парниковый эффект. На Марсе вновь потекут реки воды, а сама планета превратится в неплохой космический курорт. Мечты, мечты. Начнем с того, что у нас нет технологий, которые позволили бы создать магнитное поле у целой планеты. На этом, пожалуй, пока и закончим.

Голубая планета

Если наблюдать Землю и Марс с некоторого расстояния, становиться очевидно, что они демонстрируют некоторые поразительные различия. В первом случае преобладающие цвета – это белые и синие, соответствующие облакам и океанам, с коричневыми оттенками континентов. Таким образом, существование воды на Земле в ее различных состояниях (твердом в полярных ледниках, жидком в океанах и морях и в газообразном состоянии в атмосфере) очевидно. А присутствие воды предполагает существование жизни.

Фактически даже с орбитальных спутников можно заметить интенсивную биологическую активность планеты. Это видно по антарктическому морскому льду или сезонным изменениям цветов лесных массивов.

Как формировался ландшафт на Марсе?

Поверхности марса образовались аналогично земным.

Несмотря на редкость явления, на Земле по-прежнему продолжают возникать совершенно новые участки суши. После извержения подводных вулканов появляются небольшие острова. За последние 150 лет история стала свидетелем как минимум трех таких событий. При этом последнее случилось совсем недавно. В 2020 году в результате извержения вулкана в Тихом океане появился остров Хунга Тонга-Хунга Хаапай.

Событие, разумеется, привлекло внимание ученых из NASA. Поначалу ученые опасались, что остров может рассыпаться, но теперь говорят, что Хунга Тонга-Хунга Хаапай может просуществовать по меньшей мере 30 лет.

Интерес NASA к острову вызван тем, что он позволяет представить картину того, как вода могла формировать ландшафт древнего Марса. Появившийся Хунга Тонга-Хунга Хаапай изначально был нестабилен и постоянно терял свои части, которые падали обратно в океан. Разрушение острова прекратилось, как только его основа (вулканический пепел) вошла в реакцию с соленой водой и затвердела. По мнению ученых из NASA, аналогичным образом могли появиться некоторые ландшафтные особенности Марса.

Марс способен поддерживать жизнь

Можно ли тут жить..

На Марсе жизнь пока не нашли, но ученые твердо уверены в том, что Красная планета способна поддерживать и когда-то поддерживала существование жизни. «Кьюриосити», один из роверов, бороздящих поверхность Марса, обнаружил следы органических молекул в породе кратера Гейла, который около 3,5 миллиарда лет назад являлся озером.

Для жизни необходимо наличие комбинации из четырех органических молекул: белков, нуклеиновых кислот, жиров, а также углеводов. Без этих компонентов организм не сможет существовать как живой. Наличие этих молекул на Марсе будет означать, что там есть жизнь. Но не все так просто. Дело в том, что данные молекулы могут производиться некоторыми видами неживых веществ, что делает такой вывод неокончательным. Поэтому у ученых имеется другой индикатор, который мог бы указывать на наличие жизни на Марсе – метан.

Живые существа производят метан. На самом деле основная часть этого вещества на Земле произведена живыми существами. В атмосфере Марса тоже обнаружен метан. Там он задерживается всего на сто лет, после чего исчезает, а затем вновь появляется. То есть, получается, что на планете имеется некий источник метана, пополняющий его концентрацию в атмосфере. Что это за источник – ученым пока неизвестно, но они продолжают активно дискутировать на эту тему. Одни говорят, что метан является результатом неких химических реакций, происходящих на планете, другие уверены – метан производится микробами. Более того, ученые даже обнаружили выбросы метана, выяснив, что они происходят сезонно. Как оказалось, чаще всего они происходят в летний период и прекращаются в зимний. На Земле такая особенность не наблюдается.