CALM/arwiki huggingface dataset:
القلب يمتد لمسافة يبلغ نصف قطرها 1794 ± 65 كيلومتر (1115 ± 40 ميل)، وهي تتكون أساسًا من الحديد والنيكل والكبريت بنسبة 16-17%. هذا القلب المكون من كبريتات الحديد سائل جزئيًا، وتركيزه ضعف تركيز باقي المواد الأخف الموجودة في القلب. يحاط هذا القلب بدثار من السليكات والتي تُكوّن العديد من المظاهر التكتونية والبركانية على الكوكب إلا أنها الآن تبدو كامنة. بجانب السيليكون والأكسجين، فإن أكثر العناصر انتشارًا في قشرة كوكب المريخ هي الحديد والألومنيوم والماغنسيوم والكالسيوم والبوتاسيوم.
يبلغ متوسط سماكة قشرة كوكب المريخ 50 كيلومتر (31 ميل) وأقصى ارتفاع 125 كيلومتر (78 ميل)، في حين أن قشرة الأرض تبلغ سماكتها 40 كم (25 ميل)، وهذا السُمك بالنسبة لحجم الأرض يعادل ثلث سماكة قشرة كوكب المريخ بالنسبة إلى حجمه.
في عام 2016، قامت مركبة الفضاء إنسايت بتحليل الكوكب باستخدام جهاز مقياس الزلازل لتحدد نموذج للتركيب الداخلي للكوكب بصورة أفضل، وفي 26 نوفمبر 2018م، وبعد رحلة بلغت 485 مليون كم (301 مليون ميل) هبطت المركبة بنجاح على سطح المريخ في منطقة إيليزيوم بلانيتيا في تمام الساعة 7:53 مساء بتوقيت غرينتش، حيث سينشر مقياس الزلازل ويحفر حُجرًا لمسبار الحرارة. سيقوم أيضًا بتنفيذ سلسلة من تجارب العلوم الراديوية لاستكمال دراسات البنية الداخلية ودوران المريخ.
تتكون تضاريس المريخ بحكم كونه كوكب أرضي من معادن تحتوي على السيليكون والأكسجين وغيرها من العناصر التي تشكل عادة الصخور. يتكون سطح المريخ بشكل أساسي من البازلت والثولييتي، على الرغم من أن الكوكب غني بالسيليكا أكثر من البازلت وقد تكون مشابهة لصخور الأنديزيت على الأرض أو زجاج السيليكا. تشمل أجزاء من المرتفعات الجنوبية كميات قابلة للاكتشاف من بيروكسينات عالية الكالسيوم. عُثِر على تركيزات عالية من معدني الهيماتيت وأوليفين. يُغطَّى جزء كبير من السطح بغبار أكسيد الحديد الثلاثي.
حظى المريخ بالكثير من الاهتمام العلمي، ففي حين يتكون الجزء الشمالي من الكوكب من سهول الحمم البركانية، وتقع البراكين العملاقة على هضبة تارسيس وأشهرها على الإطلاق أوليمبوس مون وهو بدون شك أكبر بركان في المجموعة الشمسية، نجد أن الجزء الجنوبي من كوكب المريخ يتمتّع بمرتفعات شاهقة، ويبدو على المرتفعات آثار النيازك والشّهب التي ارتطمت على تلك المرتفعات. يغطي سهول كوكب المريخ الغبار والرمل الغني بأكسيد الحديد ذو اللون الأحمر. تغطّي بعض مناطق المريخ أحيانا طبقة رقيقة من جليد الماء. في حين تغطي القطبين طبقات سميكة من جليد مكون من ثاني أكسيد الكربون والماء المتجمّد. تجدرالإشارة أن أعلى قمّة جبلية في النظام الشمسي هي قمّة جبل "أوليمبوس" والتي يصل ارتفاعها إلى 25 كم. أمّا بالنسبة للأخاديد، فيمتاز الكوكب الأحمر بوجود أكبر أخدود في النظام الشمسي، ويمتد الأخدود "وادي مارينر" إلى مسافة 4000 كم، وبعمق يصل إلى 7 كم.
المريخ لديه مجال جاذبية إلا أنه ليس لديه مجال مغناطيسي، تظهر أجزاء من قشرة الكوكب ممغنطة، مما يشير إلى حدوث انعكاسات قطبية متناوبة لحقل ثنائي القطب في الماضي. تشبه هذه المغناطيسية من المعادن الحساسة مغناطيسيًا التيارات الموجودة بقاع المحيطات على الأرض. إحدى النظريات، التي نُشرت في عام 1999م وأعيد فحصها في أكتوبر 2005م، تشير إلى نشاط تكتوني صفيحي على المريخ قبل أربعة مليارات سنة، قبل توقف دينامو الكواكب عن العمل ومغناطيس الكوكب المغناطيسي قد تلاشى.
يُعتقد أنه خلال تكوين النظام الشمسي، تم إنشاء المريخ كنتيجة لعملية عشوائية من تراكم المواد المتراكمة من القرص الكوكبي الأولي الذي يدور حول الشمس. المريخ لديه العديد من الميزات الكيميائية المميزة الناجمة عن موقعه في النظام الشمسي. العناصر التي تحتوي على نقاط غليان منخفضة نسبيًا، مثل الكلور والفوسفور والكبريت، أكثر شيوعًا على المريخ من الأرض؛ ربما دُفِعَت هذه العناصر إلى الخارج بواسطة الرياح الشمسية.
بعد تكوين الكواكب، تعرض الجميع لما يسمى "قصف شديد متأخر". يُظهر حوالي 60% من سطح المريخ سجلًا للتصادمات الناتجة عن تلك الفترة، في حين أن الجزء الأكبر من السطح المتبقي ربما يكون محاطًا بأحواض صدمات ضخمة ناجمة عن تلك الأحداث. هناك دليل على وجود حوض صدمات ضخم في نصف الكرة الشمالي للمريخ، ويمتد على مساحة 10,600 في 8,500 كم (6,600 في 5,300 ميل)، أو ما يقرب من أربعة أضعاف حجم حوض القطب الجنوبي للقمر (حوض أيتكين)، ويعتبر أكبر حوض صدمي تم اكتشافه حتى الآن. تقترح هذه النظرية أن المريخ قد تعرض لصدمة من كوكب أو كويكب بحجم بلوتو منذ حوالي أربعة مليارات سنة. ويُعتقد أنه سبب انقسام المريخ من نصف الكوكب، مما أدى إلى إنشاء حوض القطب الشمالي الأملس والمعروف أيضًا باسم حوض بورياليس الذي يغطي 40% من الكوكب.
يمكن تقسيم التاريخ الجيولوجي للمريخ إلى عدة فترات، ولكن فيما يلي الفترات الأولية الثلاثة:
النشاط الجيولوجي لا يزال يحدث على سطح المريخ. أثاباسكا فاليس هي موطن لتدفقات الحمم البركانية الشبيهة بحوالي 200 مليون سنة. في 19 فبراير 2008م، أظهرت صور من المريخ دليلًا على انهيار جليدي من جرف يبلغ ارتفاعه 700 متر (2,300 قدم).
أظهرت البيانات التي وصلت من مسبار الفضاء فينيكس أن تربة المريخ قلوية قليلًا وتحتوي على مواد مثل المغنسيوم والصوديوم والبوتاسيوم والكلور، هذه المغذيات موجودة في الحدائق على الأرض، وهي ضرورية لنمو النباتات. وأظهرت التجارب التي أجراها مسبار الفضاء أن تربة المريخ لها تركيز هيدروجيني 8.3 وربما تحتوي على آثار لملح البيركلوريك.
قال سام كونافيس كبير الخبراء المختصين بمختبر كيمياء الموائع الموجود على فينيكس للصحفيين
أظهرت التجارب السابقة بأن تربة المريخ لها درجة حموضة أساسية تبلغ 7.7، وتحتوي على 0.6% من بيركلورات الملح، ويعتبر تركيز عالي جدًا ويجعل تربة المريخ سامة.
الأخاديد كثيرة بالمريخ وتظهر مناطق جديدة على المنحدرات الشديدة والأحواض والوديان. الأخاديد معتمة في بداياتها وأصبحت أفتح مع الزمن. يمكن أن تبدأ الأخاديد في منطقة صغيرة، ثم تنتشر لمئات الأمتار. الانهيارات الثلجية ينظر إليها الآن على أنها متصلة مع بعضها البعض. طرحت تفسيرات أخرى عديدة، بما في ذلك تلك التي تنطوي على الماء أو حتى نمو الكائنات الحية.
توجد المياه على سطح المريخ غالبًا في صورة جليد ويمثل الغطاء الجليدي في القطب الشمالي والجنوبي للكوكب معظم الجليد الموجود على سطح المريخ، يوجد أيضًا بعض الجليد في صخور القشرة المريخية. كما توجد نسبة ضئيلة من بخار الماء في الغلاف الجوي للكوكب والتي تقل عن 1% من سطح الأرض، إلا في الارتفاعات البسيطة لفترات قصيرة.
يرجع وجود الماء في صورة جليدية إلى الظروف المناخية للمريخ حيث درجات الحرارة المنخفضة جدًا والتي تؤدي إلى تجمد المياه الفوري. مع ذلك فقد أكدت الدراسات أن الوضع على سطح المريخ كان مختلفا كثيرا عما هو عليه الآن ولربما كان يشبه كوكب الأرض حيث كانت توجد المياه السائلة في مساحات كبيرة من سطح الكوكب مما أدى إلى تشكيل المحيطات مثل الموجودة الآن على سطح الأرض.
توجد الكثير من الدلائل المباشرة وغير المباشرة على هذه النظرية، منها التحليلات الطيفية لسطح تربة المريخ وأيضا الغطائين القطبيين الجليديين وأيضًا وجود الكثير من المعادن في قشرة المريخ والتي ارتبط وجودها علي سطح الأرض بوجود المياه. منها أكسيد الحديد وأكسيد الكبريت والجوثايت ومركبات السيليكا.
سيكون حجم جليد الماء في الغطاء الجليدي للقطب الجنوبي، إذا تم ذوبانه كافيًا لتغطية كامل سطح الكوكب بارتفاع 11 مترًا (36 قدمًا). تمتد الطبقة الصقيعية من القطب الجنوبي إلى خطوط العرض 60 درجة تقريبًا.
لقد ساعدت كثيرًا مركبات ورحلات الفضاء غير المأهولة إلى المريخ في دراسة سطح الكوكب وتحليل تربته وغلافه الجوي. ومن أكثر المركبات التي ساعدت على تصوير سطح المريخ بدقة عالية وتحليل سطح الكوكب مركبة مارس ريكونيسانس أوربيتر بفضل وجود الكاميرا عالية الجودة هايرايز، كما كشفت عن فوهات البراكين المتآكلة ومجاري الأنهار الجافة والأنهار الجليدية. كما كشفت الدراسات الطيفية بأشعة غاما عن وجود الجليد تحت سطح تربة المريخ. أيضا، كشفت الدراسات بالرادار عن وجود الجليد النقي في التشكيلات التي يعتقد أنها كانت أنهار جليدية قديمة. المركبة الفضائية فينيكس التي هبطت قرب القطب الشمالي صورت الجليد وهو يذوب، وأيضاً تساقط الثلوج، واكتشفت حتى قطرات من الماء السائل.
في عام 2005م، كشفت البيانات عن وجود كميات كبيرة من جليد الماء في القطبين وأيضًا في (نوفمبر 2008م) عند خطوط العرض الوسطى للكوكب. قامت المركبة سبيريت بأخذ عينات تحتوي على جزيئات الماء في مارس 2007م. كما قام المسبار فينيكس بأخذ عينات مباشرة من جليد الماء الموجودة في تربة المريخ الضحلة في 31 يوليو 2008م.
في 18 مارس 2013م، أبلغت وكالة الفضاء الأمريكية ناسا عن وجود أدلة على ترطيب المعادن، وأيضًا وجود كبريتات الكالسيوم المميتة على الأرجح، في العديد من عينات الصخور بما في ذلك الأجزاء المكسورة من صخور "تينتينا" و"سوتون" وكذلك في صخور أخرى مثل صخرة "كنور" وصخرة "فيرنيك". قدم التحليل باستخدام DAN الخاصة بالمركبة سبيريت دليلًا على وجود مياه سطحية، تصل إلى 4% من محتوى الماء، وصولًا إلى عمق 60 سم (24 بوصة)، خلال اجتياز المركبة على موقع إلى منطقة خليج يلونايف في تضاريس غلينلغ.
في سبتمبر 2015م، أعلنت وكالة الفضاء الأمريكية ناسا على وجود تدفق للمياه المالحة على سلالات المنحدرات المتكررة، استنادًا إلى قراءات مطياف المناطق المظلمة للمنحدرات. قدمت هذه الملاحظات تأكيدًا للفرضيات السابقة استنادًا إلى توقيت التكوين ومعدل نموها، أن هذه الخطوط المظلمة نتجت عن تدفق المياه في السطح الضحل. تحتوي الشرائط على أملاح رطبة وبيركلورات تحتوي على جزيئات الماء في تركيبتها البلورية. تتدفق الشرائط إلى الأسفل في فصل الصيف في المريخ، عندما تكون درجة الحرارة أعلى من 23 درجة مئوية، وتتجمد في درجات حرارة منخفضة.
وكما هو موضح بالصورة يبلغ عرض الموقع حوالي 500 متر، بينما يبلغ جرف المنحدر حوالي 128 متر من الأرض المستوية، وتمتد الصفائح الجليدية من تحت السطح إلى عمق 100 متر أو أكثر.
هناك دليل إضافي على أن الماء السائل كان موجودًا على سطح المريخ في السابق، بسبب وجود بعض المعادن مثل الهيماتيت والجوثيت، وكلاهما يتشكلان أحيانًا بوجود الماء. في عام 2004، اكتُشِف معدن الجاروسيت. حيث أن هذا المعدن يتشكل فقط في وجود الماء الحمضي، مما يدل على أن الماء كان موجودًا في السابق على سطح المريخ. يأتي أحدث دليل على وجود الماء السائل اكتشاف معدن الجبس على سطح المريخ بواسطة "مارس روفر" في ديسمبر 2011. تشير التقديرات إلى أن كمية المياه في الجزء العلوي للمريخ، ممثلة بالهيدروكسيد في معادن جيولوجيا المريخ، تساوي أو أكبر من الأرض عند 50-300 جزء في المليون من الماء، وهو ما يكفي لتغطية الكوكب بأكمله إلى عمق .
يشتبه العلماء في أن معظم السهول الشمالية المنخفضة للكوكب كانت مغطاة بعمق مئات الأمتار من المحيط، على الرغم من أن هذا لا يزال مثيرًا للجدل. في مارس 2015م، ذكر العلماء أن مثل هذا المحيط قد يكون بحجم المحيط القطبي الشمالي للأرض. هذه النتيجة مشتقة من نسبة الماء من الديوتيريوم في جو المريخ الحديث مقارنة بتلك النسبة على الأرض. تبلغ كمية الديوتيريوم في المريخ ثمانية أضعاف الكمية الموجودة على الأرض، مما يشير إلى أن المريخ القديم كان به مستويات مياه أعلى بكثير. النتائج التي توصلت إليها المركبة كيوريوسيتي روفر قد وجدت سابقًا نسبة عالية من الديوتيريوم في فوهة غيل، على الرغم من أنها ليست بدرجة مرتفعة تكفي للإشارة إلى وجود محيط بالسابق. يحذر علماء آخرون من أن هذه النتائج لم تُؤكد، ويشيرون إلى أن نماذج مناخ المريخ لم تظهر بعد أن الكوكب كان دافئًا بدرجة كافية في الماضي لدعم مسطحات الماء السائل.
بالقرب من الغطاء القطبي الشمالي يوجد 81.5 كيلومترًا (50.6 ميل) من الكوروليف (فوهة المريخ)، حيث اكتُشف أن مدار كوكب المريخ مليء بحوالي 2200 كيلومتر مكعب (530 متر مكعب) من الجليد المائي. تقع أرضية الحفرة على بعد حوالي كيلومترين (1.2 ميل) أسفل الحافة، وتغطيها تل مركزي بعمق 1.8 كيلومتر (1.1 ميل) من الجليد المائي الدائم، ويصل قطره إلى 60 كم (37 ميل).
في فبراير 2020، وجد أن الخطوط المظلمة التي تسمى الخط المنحدر المتكرر (RSL)، والتي تظهر بشكل موسمي، ناتجة عن تدفق المياه المالحة لبضعة أيام سنويًا.
الغطاء القطبي.
لدى المريخ غطائان من الغطاء القطبي تتواجد بشكل دائم. يسبب الغطاء القطبي ترسب بنسبة 25-30% من الغلاف الجوي. تنقل هذه التغيرات الموسمية كميات كبيرة من بخار الماء، مما يؤدي إلى صقيع يشبه الأرض وغيوم كبيرة من السحب. صورت غيوم من الجليد من قبل المركبة أبورتيونيتي في عام 2004م.
يشكل الغطاء القطبي في كلا القطبين (70%) بشكل أساسي من جليد الماء. يتراكم ثاني أكسيد الكربون المجمد كطبقة رقيقة نسبيا يبلغ سمكها حوالي متر واحد على الغطاء الشمالي في الشتاء الشمالي فقط، في حين أن الغطاء الجنوبي له غطاء جليدي دائم يبلغ سمكه حوالي ثمانية أمتار. يتخلل هذا الغطاء القطبي الجاف الدائم في القطب الجنوبي حفر أرضية مسطحة، ضحلة، دائرية تقريبًا والتي تتوسع بمعدل متر سنويًا؛ هذا يشير إلى أن غطاء ثاني أكسيد الكربون الدائم فوق جليد الماء في القطب الجنوبي يتدهور بمرور الوقت.
يبلغ قطر الغطاء القطبي الشمالي حوالي 1000 كم (620 ميل) خلال صيف المريخ الشمالي، ويحتوي على حوالي 1.6 مليون كيلومتر مكعب (380,000 متر مكعب) من الجليد، والذي إذا تم نشره بالتساوي على الغطاء، فسيكون بسمك 2 كم (1.2 ميل). (يُقارن هذا بحجم 2.85 مليون كيلومتر مكعب (680,000 متر مكعب) للغطاء الجليدي في جرينلاند.) يبلغ قطر الغطاء القطبي الجنوبي 350 كم (220 ميل) وسمك 3 كم (1.9 ميل).
يقدر إجمالي حجم الجليد في الغطاء القطبي الجنوبي بالإضافة إلى الرواسب ذات الطبقات المجاورة بنحو 1.6 مليون كيلومتر مكعب. تظهر كلتا القبعتان القطبيتان قاع حلزوني والذي أظهره التحليل الأخير لاختراق الجليد أنه نتيجة رياح سفحية هابطة حلزونية بسبب تأثير كوريوليس.
ينتج عن الصقيع الموسمي للمناطق القريبة من الغطاء الجليدي الجنوبي تشكيل ألواح شفافة من الثلج الجاف بسمك 1 متر فوق سطح الأرض. مع قدوم الربيع، تسخن أشعة الشمس تحت السطح والضغط من التسامي ثاني أكسيد الكربون الذي يتراكم تحت لوح وتمزيقه في نهاية المطاف. هذا يؤدي إلى ثوران يشبه السخان في غاز ثاني أكسيد الكربون المخلوط بالرمال البازلتية الداكنة أو الغبار. هذه العملية سريعة، لوحظ حدوثها في غضون بضعة أيام أو أسابيع أو أشهر، وهو معدل تغير غير عادي إلى حد ما في الجيولوجيا خاصة بالنسبة إلى المريخ. يحفر الغاز الذي يندفع أسفل اللوح إلى موقع السخان نمطًا يشبه العنكبوت من القنوات الشعاعية تحت الجليد، حيث تمثل العملية المكافئ المقلوب لشبكة التآكل التي تشكلها المياه التي يتم تصريفها عبر ثقب واحد.
الجغرافيا وتسمية الميزات السطحية.
قام كلاً من يوهان هاينريش فون وفيلهلم بير، بإثبات معظم ملامح سطح المريخ وكانت أدقها أثناء دوران الكوكب. في عام 1840م، قام مادلر ولمدة عشر سنوات بجمع الملاحظات ورسم أول خريطة للمريخ. بدلًا من إعطاء أسماء للعلامات المختلفة، قام فيلهلم بير ومادلر بتسميتها بحروف؛ حيث كان ميريديان باي (سينوس ميريديان) يرمز له بالحرف "أ".
اليوم تتم التسمية على المريخ من مجموعة متنوعة من المصادر. تتم تسمية ميزات البيدو للأساطير الكلاسيكية. تم تسمية الحفر التي يزيد حجمها عن 60 كم للعلماء والكتاب المتوفين وغيرهم ممن ساهموا في دراسة المريخ. تم تسمية الحفر التي تقل مساحتها عن 60 كم للمدن والقرى في العالم التي يبلغ عدد سكانها أقل من 100000. تتم تسمية الأودية الكبيرة لكلمة "المريخ" أو "النجم" بلغات مختلفة؛ تم تسمية الأودية الصغيرة بالأنهار.
تحتفظ ميزات البيدو الكبيرة بالعديد من الأسماء القديمة، ولكن يتم تحديثها غالبًا لتعكس معرفة جديدة بطبيعة الميزات. على سبيل المثال (جبل أوليمبوس). ينقسم سطح المريخ كما يظهر من الأرض إلى نوعين من المناطق، مع اختلاف البياض. كان يُنظر إلى سهول النخيل المغطاة بأتربة ورمال غنية بأكاسيد الحديد المحمر على أنها "قارات" المريخ وأعطيت أسماءًا مثل:
كان يُظن أن المظاهر المظلمة هي البحار، ومن هنا جاءت تسميتها ماري إريثرايوم وماري سيرينوم وأوروراي سينوس وجميعها مناطق مظلمة.
يتم تعريف خط الاستواء للمريخ بالتناوب، ولكن تم تحديد موقع خط الطول الرئيسي، كما كان موقع الأرض (عند غرينتش)، باختيار نقطة تعسفية؛ اختار فيلهلم بير ومادلر خطًا لخرائطهم الأولى للمريخ في عام 1830م. بعد أن قدمت المركبة الفضائية مارينر 9 صورًا شاملة للمريخ في عام 1972م، ظهرت فوهة صغيرة (سميت لاحقًا هوائي-0)، وتقع في التجويف ميريديان تم اختيار "خليج ميريديان" لتعريف خط الطول 0.0 درجة ليتزامن مع التحديد الأصلي.
لا يوجد على سطح المريخ محيطات مائية، وبالتالي لا يوجد "مستوى سطح البحر" على الكوكب، لذا يجب تحديد سطح ارتفاع صفري كمستوى مرجعي. تم تعريف الارتفاع الصفري بالارتفاع الذي يبلغ فيه الضغط الجوي 610.5 باسكال (6.105 بار). يتوافق هذا الضغط مع النقطة الثلاثية للمياه، وهو حوالي 0.6% من الضغط السطحي لمستوى سطح البحر على الأرض. في الممارسة العملية، يتم تعريف هذا السطح اليوم مباشرة من قياسات الجاذبية الفضائية.
خريطة رباعي الزوايا.
لأغراض رسم الخرائط، يقسم المسح الجيولوجي للولايات المتحدة سطح المريخ إلى ثلاثين خريطة ثلاثية، كل منها يحمل اسم ميزة البياض الكلاسيكية التي يحتوي عليها. يمكن رؤية الرباعيات واستكشافها عبر خريطة الصور التفاعلية أدناه:
تضاريس الاصطدام.
تعتبر طبوغرافيا المريخ ملفته للنظر حيث السهول الشمالية التي أنشأتها تدفقات الحمم البركانية تتناقض مع المرتفعات الجنوبية، وتحفرها آثار الحفريات القديمة. قدمت الأبحاث في عام 2008م أدلة بشأن نظرية مقترحة في عام 1980م تفترض أنه قبل أربعة مليارات سنة أصيب نصف الكرة الشمالي للمريخ بجسم يتراوح ما بين عُشر إلى ثلثي حجم قمر الأرض. إذا تم التحقق من صحته فسيجعل هذا النصف الشمالي من المريخ موقعًا لحفرة صدمية تبلغ 10.600 كيلومترًا على مساحة 8,500 كيلومتر (6,600 في 5,300 ميل)، أو تقريبًا مساحة أوروبا وآسيا وأستراليا، متجاوزةً حوض أيتكين كأكبر حفرة تأثير في النظام الشمسي.
يوجد العديد من الحفر على سطح المريخ، حيث تم العثور على ما مجموعه 43000 حفرة يبلغ قطرها 5 كم (3.1 ميل) أو أكبر. وأكبر هذه العناصر المؤكدة هو حوض هيلاس، وهو مميز بالضوء الأبيض المرئي بوضوح من الأرض. بسبب الكتلة الأصغر للمريخ، فإن احتمال تصادم كائن مع الكوكب هو حوالي نصف احتمال وجود كوكب الأرض. يقع المريخ بالقرب من حزام الكويكبات، لذلك لديه فرصة متزايدة لصدمته بمواد من هذا المصدر. من المرجح أن يصطدم المريخ بمذنبات قصيرة الأجل، أي تلك التي تقع داخل مدار كوكب المشتري. على الرغم من ذلك، هناك عدد أقل بكثير من الحفر على سطح المريخ مقارنة بالقمر، لأن جو المريخ يوفر الحماية ضد الشهب الصغيرة وعمليات المسح السطحي قد أدت إلى محو بعض الحفر.
يمكن أن يكون للحفر المريخية مورفولوجيا تشير إلى أن الأرض أصبحت رطبة بعد تأثير النيزك.
بركان جبل أوليمبوس هو بركان خامد في منطقة المرتفعات الشاسعة ثارسيس، والتي تحتوي على العديد من البراكين الكبيرة الأخرى. جبل أوليمبوس يقارب من ثلاثة أضعاف ارتفاع جبل إفرست، والذي يبلغ في المقابل ما يزيد قليلا عن 8.8 كم (5.5 ميل). إنه إما أطول أو ثاني أعلى جبل في المجموعة الشمسية، وهذا يتوقف على كيفية قياسه، مع وجود مصادر متنوعة تعطي أرقامًا تتراوح من حوالي 21 إلى 27 كم (13 إلى 17 ميل).
مواقع تكتونية.
وادي "فاليس ماريناريس" والذي يعد أكبر الأودية على سطح المريخ، حيث يبلغ طوله 4000 كم (2,500 ميل) وعمق يصل إلى 7 كم (4.3 ميل). طول فاليس ماريناريس يعادل طول أوروبا ويمتد عبر خمس محيط المريخ. بالمقارنة يبلغ طول جراند كانيون على الأرض 446 كم (277 ميل) فقط وعمق 2 كم (1.2 ميل). تم تشكيل فاليس ماريناريس بسبب تضخم منطقة ثارسيس، مما تسبب في انهيار القشرة في منطقة فاليس ماريناريس.
ثقوب.
كشفت صور من نظام التصوير الحراري للانبعاثات (تيميس) على متن مركبة فضائية تدور حول المريخ "أوديسا" في ناسا عن سبعة مداخل كهفية محتملة على جوانب بركان أرسيا مونس. الكهوف التي سميت على أسماء مكتشفيهم معروفة مجتمعة باسم "الأخوات السبع". يصل طول مداخل الكهف من 100 إلى 252 مترًا (328 إلى 827 قدم) ويقدر عمقها ما بين 73 إلى 96 مترًا (240 إلى 315 قدم).
نظرًا لأن الضوء لا يصل إلى أرضية معظم الكهوف، فمن الممكن أن تمتد أعمق بكثير من هذه التقديرات الأدنى وتتسع تحت السطح. "دينا" هو الاستثناء الوحيد؛ قاعها مرئي وقياسه 130 متر (430 قدم). قد تكون المناطق الداخلية لهذه الكهوف محمية من نيازك مكروئية والأشعة فوق البنفسجية والتوهجات الشمسية وجزيئات الطاقة العالية التي تقصف سطح الكوكب.
فقد المريخ غلافه المغناطيسي منذ 4 مليارات عام، ربما بسبب العديد من ضربات الاصطدامات بالكوكب، وبالتالي تتأثر الرياح الشمسية مباشرة مع أيونوسفير المريخ، مما يقلل من كثافة الغلاف الجوي عن طريق تجريد الذرات من الطبقة الخارجية. اكتشف كل من مسح مارس العالمي ومارس إكسبريس جزيئات الغلاف الجوي المؤينة التي تتدفق إلى الفضاء خلف المريخ، ويتم دراستها بواسطة مافن (مسبار). يتراوح الضغط الجوي على السطح اليوم من 30 باسكال (0.030 كيلو باسكال) على جبل أوليمبوس إلى أكثر من 1,155 باسكال (1.155 كيلو باسكال) في هيلاس بلانيتيا، مع متوسط ضغط عند مستوى السطح 600 باسكال (0.60 كيلو باسكال).
أعلى كثافة في الغلاف الجوي على سطح المريخ تساوي تلك الموجودة على ارتفاع 35 كم (115000 قدم) فوق سطح الأرض. متوسط ضغط السطح الناتج هو فقط 0.6% من ضغط الأرض (101.3 كيلو باسكال).
يبلغ ارتفاع الغلاف الجوي حوالي 10.8 كم (35000 قدم)، وهو أعلى من الأرض والتي تبلغ 6 كم (20000 قدم)، لأن جاذبية سطح المريخ لا تتجاوز 38% من الأرض، وهذا التأثير يقابله كلاهما انخفاض درجة الحرارة و50% أعلى متوسط الوزن الجزيئي للغلاف الجوي للمريخ.
يتكون الغلاف الجوي للمريخ من حوالي 96% من ثاني أكسيد الكربون و1.93% من الأرجون و1.89% من النيتروجين إلى جانب آثار الأكسجين والماء. الغلاف الجوي مترب (غبار) للغاية، ويحتوي على جزيئات يبلغ قطرها حوالي 1.5 ميكرون والتي تمنح سماء المريخ لونًا باهتًا عند رؤيته من السطح. قد يستغرق تدرج اللون الوردي بسبب جزيئات أكسيد الحديد المعلقة فيه.
لقد كانت أول الأخبار عن جو المريخ من سلسلة رحلات مارينر 3 ومارينر 4، حيث تم التأكيد على أن للكوكب غلاف الجوي رقيق جداً يصل إلى 0.01 بالنسبة لغلاف الأرض الجوي. يتألف هذا الجو الرقيق من CO2 في أغلبه حيث تصل نسبته إلى 95% من مكوناته. ثم تم تحليل مكونات الجو بواسطة المركبة فايكينغ 1 لنصل إلى خلاصته عن تركيب الجو وهي كما في الجدول:
نلاحظ من الجدول أن نسبة بخار الماء في الجو ضئيلة جداً مما يجعل الجو جافاً. ولكن بسبب برودة سطح الكوكب فإن كمية بخار الماء الضئيلة هذه تكفي لإشباعه. ومع استمرارية انخفاض درجة الحرارة دون درجة الندى تبدأ الغازات وخاصة CO2 بالتكاثف والتجمد والسقوط على سطح الكوكب. وتم رصد عواصف محلية على السطح وهي عبارة عن هبوب رياح قوية تتحرك بسرعة وتكون غيوم غبارية وزوابع تدور على السطح وتنقل التربة من مكان إلى آخر. وهذه الرياح التي تعصف على الكوكب لها كما على الأرض دورة رياح يومية ودورة موسمية. ولها تأثير كبير في عمليات الحت والتجوية على سطح الكوكب. ولأن كثافة الجو 2% من كثافة جو الأرض يجب أن تكون قوة الرياح أكبر بحوالي 7 إلى 8 مرات من قوة الرياح الأرضية حتى تستطيع أن تثير وتحمل الغبار وتكون زوابع. فالرياح الأرضية بسرعة 24 كلم بالساعة تثير هذه العواصف أما على المريخ فنحتاج إلى رياح بسرعة 180 كلم بالساعة لتقوم بمثل هذه العواصف. حيث تحمل الرياح الرمال من مكان وتلقيها في مكان آخر. فنجد لها امتداداً واضحاً على سطح الكوكب. وعندما تثور كمية من الغبار فإن العاصفة تحافظ على بقائها بتحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة حركية ريحية، حيث تمتص الطاقة من الإشعاع الشمسي وتسخن الجو وتزيد من سرعة الرياح. ولعدم وجود ماء بالجو فإن الغبار يبقى عالقاً لعدة أسابيع قبل أن يستقر على السطح ثانيةً. ومن الغريب أن هذه الرياح تعصف بهدوء ومن دون أصوات فلا ينطبق عليها أصوات العواصف الهادرة الأرضية.
الميثان.
تم اكتشاف الميثان في الغلاف الجوي للمريخ؛ حيث يوجد في أعمدة ممتدة، وتشير الأبحاث إلى أن الميثان يتم إطلاقه من مناطق منفصلة. يتقلب تركيز الميثان من حوالي 0.24 جزء في المليون خلال فصل الشتاء الشمالي إلى حوالي 0.65 جزء في المليون خلال فصل الصيف.
تتراوح تقديرات العمر بين 0.6 و4 سنوات، لذلك يشير وجوده إلى وجود مصدر نشط للغاز. يمكن إنتاج الميثان عن طريق عملية غير بيولوجية، مثل سربنتينيت الذي يشتمل على الماء وثاني أكسيد الكربون وأوليفين المعدن، والذي يُعرف بأنه شائع في المريخ.
تعد أشكال الحياة الميكروبية الميثانية المنشأ في باطن الأرض من بين المصادر المحتملة. ولكن حتى لو حددت مهمة مارس إكسبريس أن حياة المريخ المجهرية هي مصدرها الميثان، فمن المحتمل أن تكون أشكال الحياة موجودة أسفل السطح بعيدًا عن إمكانيات مارس إكسبريس.
في عام 1994م، رصد توهجٌ بالأشعة فوق البنفسجية في المريخ من قبل وكالة الفضاء الأوروبية بواسطة المركبة مارس إكسبريس حيث يأتي من "المظلات المغناطيسية" في نصف الكرة الجنوبي. لا يحتوي المريخ على مجال مغناطيسي عالمي توجه الجزيئات المشحونة التي تدخل الغلاف الجوي. للمريخ حقول مغناطيسية متعددة الشكل على شكل مظلة في النصف الجنوبي من الكرة الأرضية، وهي من بقايا مجال عالمي تلاشى منذ مليارات السنين.
في أواخر ديسمبر 2014م، اكتشفت المركبة الفضائية مافين التابعة لناسا أدلة على الشفق القطبي الواسع النطاق في نصف الكرة الشمالي للمريخ وانحدرت إلى خط العرض حوالي 20-30 درجة شمال خط الاستواء للمريخ. اخترقت الجسيمات التي تسببت في الشفق في الغلاف الجوي للمريخ، مما خلق الشفق القطبي على بعد 100 كيلومتر فوق السطح، ويتراوح الشفق بين الأرض من 100 كم إلى 500 كم فوق السطح. تتسرب الحقول المغناطيسية في الرياح الشمسية فوق المريخ، إلى الغلاف الجوي، وتتبع الجزيئات المشحونة خطوط المجال المغناطيسي للرياح الشمسية في الغلاف الجوي، مما تسبب في حدوث الشفق القطبي خارج المظلات المغناطيسية.
في 18 مارس 2015م، أبلغت ناسا عن اكتشاف شفق قطبي غير مفهوم تمامًا وسحابة غبار غير مفسرة في جو المريخ.
في سبتمبر 2017م، ذكرت وكالة ناسا أن مستويات الإشعاع على سطح كوكب المريخ تضاعفت مؤقتًا، وارتبطت بأشعة الشفق القطبي 25 مرة وكانت أكثر إشراقاً من أي وقت سابق، بسبب عاصفة شمسية هائلة وغير متوقعة في منتصف الشهر.
من بين جميع الكواكب الموجودة في النظام الشمسي، فإن مواسم المريخ هي الأكثر شبهاً بالأرض، وذلك بسبب الميل المماثل لمحور الدوران للكوكبين. يبلغ طول مواسم المريخ حوالي ضعف مواسم الأرض، لأن المسافة للمريخ أكبر من الشمس تؤدي إلى أن تكون سنة المريخ حوالي عامين للأرض. تختلف درجات حرارة سطح المريخ من قيعان تبلغ حوالي -143 درجة مئوية (-225 درجة فهرنهايت) في أغطية الشتاء القطبية إلى مستويات تصل إلى 35 درجة مئوية (95 درجة فهرنهايت) في الصيف الاستوائي.
يرجع النطاق الواسع في درجات الحرارة إلى الغلاف الجوي الرقيق الذي لا يستطيع تخزين الكثير من حرارة الشمس، وانخفاض الضغط الجوي، والقصور الذاتي المنخفض للتربة المريخية. الكوكب يبعد 1.52 مرة عن الشمس من الأرض، مما ينتج عنه 43% فقط من كمية ضوء الشمس.
إذا كان للمريخ مدار يشبه الأرض، فستكون مواسمه مماثلة لمدار الأرض لأن ميله المحوري يشبه مدار الأرض. الغرابة الكبيرة نسبيًا في مدار المريخ لها تأثير كبير. المريخ بالقرب من الحضيض عندما يكون الصيف في نصف الكرة الجنوبي والشتاء في الشمال، وقرب الأفق عندما يكون الشتاء في نصف الكرة الجنوبي والصيف في الشمال. نتيجة لذلك، تكون الفصول في نصف الكرة الجنوبي أكثر تطرفًا والفصول في الشمال أكثر اعتدالًا مما كانت عليه الحال. يمكن أن تكون درجات حرارة الصيف في الجنوب أكثر دفئًا من درجات حرارة الصيف المكافئة في الشمال بما يصل إلى 30 درجة مئوية (54 درجة فهرنهايت).
يوجد بالمريخ عواصف ترابية تعد الأكبر في النظام الشمسي، حيث تصل سرعتها إلى أكثر من 160 كم / ساعة (100 ميل في الساعة). يمكن أن تختلف هذه من عاصفة فوق مساحة صغيرة، إلى عواصف عملاقة تغطي الكوكب بأكمله. تميل إلى الحدوث عندما يكون المريخ أقرب إلى الشمس، وقد ثبت أنه يزيد من درجة الحرارة العالمية.
مدار الكوكب ودورانه.
المريخ هو رابع الكواكب بعداً عن الشمس. وأول كوكب له مدار خارج مدار الأرض ويبعد عن الشمس حوالي 230 مليون كلم بالمتوسط (143 مليون ميل). ويقطع الكوكب هذا المدار في زمن يعادل 687 يوم أرضي، وأثناء دورانه في مداره هذا تحدث له عدد من الظواهر منها الاقتران.
اليوم الشمسي أو (سول) على سطح المريخ أطول بقليل من يوم الأرض: 24 ساعة و39 دقيقة و35.2 ثانية. سنة المريخ تساوي 1.8809 سنة أرضية، بما يعادل 320 يومًا و18.2 ساعة.