Marss

Marsi kirjeldus

Marsi diameeter ekvaatori kohal on 6974 km, pindala 144,8 miljonit km², ruumala 163,18 miljardit km³ ja tihedus 3940 kg/m³. Planeedi mass on 11% Maa omast (6,4219*10²³ kg) ja sealne gravitatsioon on umbes 38% Maa omast. Esimene kosmiline kiirus on 3,6 km/s ja paokiirus 5,0 km/s.

Sisestruktuur

Marss on kihilise ehitusega planeet, millel on tihe metalliline tuum ja mida katavad väiksema tihedusega kihid. Praeguste mudelite järgi on tuuma raadius 1794 ± 65 km ja see koosneb peamiselt rauast ja niklist, ning 16–17% ulatuses väävlist. Tuuma ümbritseb vahevöö, mis on vorminud mitmed tektoonilised ja vulkaanilised pinnavormid. Teadlased pole vahevöös aktiivsust tuvastanud. Planeedi pindmisest kestast ehk koorest on leitud mitmeid keemilisi elemente, peamiselt leidub seal räni, hapnikku, rauda, magneesiumi, alumiiniumi, kaltsiumi ja lämmastikku. Koor on keskmiselt 50 km paksune, maksimaalse paksusega 125 km. Maakoor on seevastu 40 km paksune ehk Marsiga võrreldes õhem.

Marsi pinnas

Enamik Marsi pinda on punakas kivikõrb. Heledamad alad, nn mandrid, on keskmiselt 3 km kõrgemad tumedatest, nn meredest. Mandritel on meteoriidikraatreid rohkem kui meredel, mis viitab sellele, et viimased on tekkinud hiljem. Väiksemad kraatrid (läbimõõduga alla 3 km) on tuulte ja liivatormide mõjul tasandunud. Mäeahelike ja orgude kõrguste vahe küünib 14 km-ni. Marsil asub kustunud vulkaan Olympus Mons, mille jalami läbimõõt on 600 km, kraatri läbimõõt 80 km ja kõrgus 24 km. Silma paistab 5000 km pikkune, 120 km laiune ja kuni 8 km sügavune lõhe Valles Marineris. Osa pinnavorme – kuivanud jõesänge meenutavad orud, poolenisti ärauhutud valliga kraatrid – lubavad arvata, et varem on Marsil olnud vett. Seda kinnitavad ka marsikulgurite Spirit ja Opportunity tehtud pinnaseanalüüsid.

Hüdroloogia

Marsil on õhurõhk väga madal ja atmosfäär Maa omast sada korda hõredam, mistõttu pole Marsil vedelas olekus vett. Poolustel asuvad kaks jääga kaetud ala, mis võivad koosneda jäätunud veest ja kui lõunapooluse jää sulatada, kattuks kogu planeet 11 meetri paksuse veekihiga. Mars Expressi ja Mars Reconnaissance Orbiteri mõõtmised on tuvastanud jäätunud vett mõlemal poolusel ja keskmistel laiuskraadidel. 31. juulil 2008 leidis NASA maandur Phoenix Marsi pinnasest jäätunud vett.
Marsi pinnavormid viitavad sellele, et kunagi oli Marsi pinnal vedelat vett. Planeedi pinnal olevad looklevad pinnavormid, mis on tuntud ka kui Marsi kanalid, on ühe hüpoteesi kohaselt tekkinud voolavast veest. Üks suuremaid kanaleid on Ma'adim Vallis, mis on 700 km pikk, 20 km lai ja 2 km sügav. Noorim kanal arvatakse olevat moodustunud kõigest paar miljonit aastat tagasi. Mujal esinevad orgude võrgustikud sarnanevad maiste valglatega. Nende võrgustike kuju ja levik toetavad teooriat, et Marsil sadas kunagi vihma ja lund.
Kunagisele vedela vee olemasolule viitavad ka teatud mineraalide olemasolu Marsi pinnal. Marsilt on leitud hematiiti ja götiiti, mis tekivad vahel vee olemasolul. 2004. aastal leidis Opportunity jarosiiti, mis tekib ainult vedela vee olemasolul ja tõestab, et kunagi pidi Marsil olema vedelat vett. Hiljutisim tõend, et Marsil oli kunagi vedelat vett, on kipsi leidmine Marsi pinnalt. Kipsi leidis detsembris 2011 marsikulgur Opportunity.
Mõned teadlased arvavad, et madalad põhjapoolkera tasandikud võisid kunagi olla kaetud sadu meetreid sügava ookeaniga, kuid see hüpotees on veel vastuoluline. Märtsis 2015 teatasid teadlased, et see ookean võis olla Põhja-Jäämere suurune. See teooria tekkis, kui teadlased võrdlesid vee ja deuteeriumi hulka Marsi atmosfääris ning nende ainete hulka Maal. Uurimise tulemusel avastati, et Marsil on kaheksa korda rohkem deuteeriumi, kui on Maal ja sellest võib järeldada, et iidsel Marsil pidi olema märkimisväärselt rohkem vett. Curiosity kulgur on Gale'i kraatrist leidnud suure koguse deuteeriumi, kuid see kogus pole piisav, et võiks kindlalt kinnitada ookeani olemasolu. Samas on mõned teadlased hoiatanud, et teooria on kinnitamata ja Marsi kliimamudelid pole veel kinnitanud, et planeet oli veekogude olemasoluks piisavalt soe.

Polaaralad

Marsil on mõlemad poolused kaetud kuni paarikümne meetri paksuse jääga. Kui poolusel on talv, on see pidevalt varjus ja põhjustab temperatuuri languse. Temperatuuri langemisega sadestub 25–30% atmosfäärist süsihappelumena planeedi pinnale. Kui poolus saab taas päikesevalgust, toimub süsihappelume sublimeerumine, mis tekitab tuuli kiirusega 400 km/h. Need tuuled transpordivad suuri koguseid veeauru ja tolmu, ning tekitab kiudpilvi. Veeaurust tekkinud pilvi pildistas 2004. aastal kulgur Opportunity.
Lõunapoolusel võib mõnes piirkonnas süsihappelumi tekkida kuni meetripaksuste tahvlitena. Kevade saabumisel soojeneb planeedi maapõu ning sublimeeruv süsihappegaas tekitab tahvlite all suure rõhu, mis viib pealispinna purunemiseni. Tahvlite purunemine tekitab geisritega sarnanevaid süsihappegaasipurskeid. Selliste pursete tagajärjel tekivad jääle mustad laigud ning lehviku- ja ämblikukujulised jäljendid.

Orbiit ja pöörlemine

Marsi keskmine kaugus Päikesest on 230 miljonit kilomeetrit ja ta teeb täistiiru 687 Maa päevaga. Marsi kaugus Maast on 55–400 miljonit km. Marsi ööpäev ehk sol kestab 24 tundi 39 minutit ja 35,244 sekundit ja Marsi aasta kestab 1,8809 Maa aastat ehk 1 aasta 320 päeva ja 18,2 tundi.
Marsi on orbiidi ekstsentrilisus on 0,09 – Päikesesüsteemi planeetidest on sellest ekstsentrilisem ainult Merkuuri orbiit. 1,35 miljonit aastat tagasi oli Marsi orbiidi ekstsentrilisus umbes 0,002 ehk tunduvalt vähem kui tänapäeval Maal (0,0167). Marsi orbiidi ekstsentrilisus on teiste planeetide gravitatsiooni mõju tõttu tasapisi suurenemas ja Marsi ja Maa vaheline kaugus on järgmise 25 000 aasta jooksul tasapisi vähenemas.

Kaaslased

Marsi kuud Phobose (kreeka keeles 'hirm') ja Deimose ('ahastus') avastas 1877 Asaph Hall. Nad on kogu Päikesesüsteemi kaks planeedile kõige lähemal asuvat looduslikku kaaslast: nad asuvad Marsi keskmest vastavalt 9370 ja 23 520 km kaugusel. Mõlemad suurused on väiksemad Päikesesüsteemi nelja suurima planeedi läbimõõdust.
Phobos ja Deimos on arvatavasti juhuslikult Marsi külgetõmbejõu mõjupiirkonda sattunud asteroidid. Need on korrapäratu kujuga kaljurahnud: nende mõõtmed on vastavalt 25×21×19 km ja 15×12×11 km. Neilgi leidub meteoriidikraatreid ja lõhesid. Phobos tõuseb (läänest) ja loojub (itta) kolm korda ööpäevas, sest ta tiirleb kiiresti: tema tiirlemisperiood on 0,32 Maa päeva. Deimose tiirlemisperiood on 1,26 päeva, ehk teisisõnu tõuseb ja loojub ta 4 päeva jooksul 3 korda.