Mars

Fiziksel özellikler

Mars’ın yarıçapı Dünya’nınkinin yaklaşık yarısı kadardır. Yoğunluğu Dünya’nınkinden daha az olup, hacmi Dünya’nın hacminin % 15’i, kütlesi ise Dünya’nınkinin % 11’i kadardır. Mars’ın Merkür’den daha büyük ve daha ağır olmasına karşılık, Merkür ondan daha yoğundur. Bu yüzden Merkürün yüzeyindeki yerçekimi Mars’ınkinden daha fazladır. Mars, boyutu, kütlesi ve yüzeyindeki yerçekimi bakımından Dünya ile Ay arasında yer alır. Mars yüzeyinin kızıl-turuncu görünümü hematit ya da pas adıyla tanınan demiroksitten (Fe₂O₃) kaynaklanır.

Toprak

Haziran 2008’de Phoenix uzay gemisi tarafından gönderilen veriler Mars toprağının hafifçe alkalin olduğunu ve hepsi de organik maddenin gelişmesi için elzem olan magnezyum, sodyum, potasyum ve klorür içerdiğini ortaya koydu. Bilim insanları Mars’ın kuzey kutbuna yakın toprağın kuşkonmaz gibi bitkilerin yetiştirilebileceği bir bahçe oluşturulması için elverişli olduğu sonucuna vardı. Ağustos 2008’de Phoenix uzay gemisi Dünya suyu ile Mars toprağının karıştırılması gibi basit kimya deneylerine başladı ve önceden Mars toprağı konusunda ortaya atılmış birçok teoriyi doğrulayan bir keşifte bulundu: Mars toprağında perklorat tuzlarının izlerini keşfetti. Perklorat tuzlarının varlığı Mars toprağının daha da ilginç bulunmasını sağlamıştı Fakat perklorat tuzlarının varlığının Mars’a taşınan Dünya toprağından, çeşitli örneklerden veya aletlerden kaynaklanmış olma olasılığı da vardı; bu yüzden, kaynağın Mars toprağı olup olmadığından iyice emin olunması için bu konuda daha fazla deneyler yapılması gerekmektedir.

Hidroloji

1965’te Mariner-4’le gerçekleştirilen ilk Mars alçak uçuşuna kadar, gezegenin yüzeyinde sıvı su olup olmadığı çok tartışılmıştı. Bu tartışma özellikle kutup bölgelerindeki periyodik olarak değişim gösteren, deniz ve kıtaları andıran açık ve koyu renkli lekelerin gözlemlenmiş olmasından kaynaklanıyordu. Koyu renkli çizgiler bazı gözlemciler tarafından uzun zaman sıvı su içeren sulama kanalları olarak yorumlanmıştı. Bu düz çizgi oluşumları sonraki dönemlerde gözlemlenemediğinden optik illüzyonlar olarak yorumlandı. Kısa dönemlerde alçak irtifalarda olabilecek oluşumlar hariç tutulursa, günümüzdeki atmosferik basınç altında Mars yüzeyinde sıvı su mevcut olamaz, ancak geçici sıvı su akışları olabilir. Buna karşılık özellikle iki kutup bölgesinde geniş su buzları mevcuttur. Mart 2007’de NASA, güney kutbu bölgesindeki su buzlarının erimeleri halinde suların gezegenin tüm yüzeyini kaplayacağını ve oluşacak bu okyanusun derinliğinin 11 m. olacağının hesaplandığını açıkladı. Ayrıca gezegende kutuptan 60° enlemine kadar bir buz permafrost mantosu uzanır.
Mars’ta kalın kriyosfer tabakasının altında, büyük miktarlarda, sıkışık halde tutulmuş (yüzeye çıkamayan) su rezervlerinin bulunduğu sanılmaktadır. Mars Express ve Mars Reconnaissance Orbiter’dan gelen radar verileri her iki kutupta (Temmuz 2005) ve orta enlemlerde (Kasım 2008) büyük miktarlarda su buzlarının bulunduğunu ortaya koymuştur. Phoenix Mars Lander ise 31 Temmuz 2008’de Mars toprağındaki su buzlarından örnek parçalar almayı başarmıştır. 
Mars tarihinin nispeten erken bir döneminde Valles Marineris Vadisi (4000 km.) oluştuğunda su kanallarının oluşmasına neden olan, serbest kalmış yeraltı sularının yol açtığı büyük bir sıvı su baskınının meydana geldiği sanılmaktadır. Bu su baskının biraz daha küçüğü de daha sonra Cerberus Fossae denilen büyük yüzey yarıklarının açıldığı dönemde, yani yaklaşık 5 milyon yıl önce meydana gelmiştir ki, Cerberus Palus bölgesindeki Elysium Planitia’da halen görülebilen donmuş denizin bu olayın bir sonucu olduğu sanılmaktadır. Bununla birlikte bölgenin buz akıntılarını andıran lav akıntıları gölcüklerinin oluşabileceği bir morfolojiye de sahip olduğu gözden uzak tutulmamalıdır. Kısa zaman önce Mars Global Surveyor’daki Mars Orbiter’ın yüksek çözünürlüğe sahip kamerasıyla çekilen fotoğraflar Mars yüzeyindeki sıvı suyun tarihi hakkında daha ayrıntılı bilgiler sağlamıştır. İlginçtir ki, bu verilerde Mars’ta dev kanalların, ağacın dallanmasına benzeyen ağ biçimli geniş yolların bulunmasına karşın su akışlarını gösteren daha küçük ölçekli damar ve oluşumlara rastlanamamıştır. Bunun üzerine hava koşullarının bu küçük izleri zamanla yok etmiş olabilecekleri (erozyon) düşünüldü. Mars Global Surveyor uzay gemisiyle edinilen yüksek çözünürlüklü veriler, kraterlerde ve kanyonların duvarları boyunca yüzlerce yarık bulunduğunu ortaya koymuştur. Araştırmalar bu oluşumların genç yaşta olduğunu göstermektedir. Dikkat çeken bir yarığın altı yıl arayla çekilen iki fotoğrafı karşılaştırıldığında yarıkta yeni tortul çökeltilerinin biriktiği farkedilmiştir. NASA’nın Mars Keşif Programı yetkili uzmanlarından Michael Meyer bu tür renkli tortul çökelti oluşumlarına ancak güçlü bir sıvı su akışının yol açabileceği görüşündedir.
"Mars Reconnaissance Orbiter" (Mars Yörünge Kaşifi) uydusundan alınan veriler sonucu, Mars'ta sıcak aylarda tuzlu su akıntılarının oluştuğu belirlenmiştir.
İster yağıştan (yağmurdan), ister yeraltı su kaynaklarından, ister başka bir kaynaktan kaynaklansın, sonuç olarak Mars’ta su mevcuttur. Öte yandan söz konusu çökelti oluşumlarına donmuş karbondioksidin veya gezegen yüzeyindeki toz akımlarının neden olduğunu ileri süren senaryolar da ortaya atılmıştır. Mars yüzeyinde geçmişte sıvı suyun bulunduğunun bir başka kanıtı da yüzeyde saptanan minerallerden gelmektedir: Hematit, goetit gibi mineraller genellikle suyun varlığını işaret eden minerallerdir (goetit serin topraklardaki yegane demir oksittir).

Coğrafya

Ay’ın haritasının yapılmasında ilk çalışmalarda bulunanlardan biri olan Johann Heinrich Mädler on yıl süren gözlemlerinden sonra, 1840’ta da ilk Mars haritasını çizdi. İlk areografi uzmanları olan Mädler ve kendisiyle Ay haritasının yapımında da çalışmış arkadaşı Wilhelm Beer, Mars haritasındaki işaretlemelerde, isimler vererek belirlemek yerine, sade bir şekilde, harfler kullanmayı tercih ettiler.
Mars’taki coğrafi oluşumlara Dünya coğrafyasından veya tarihsel ve mitolojik isimler verilmiştir. Mars’ın ekvatoru doğal olarak kendi çevresinde dönmesiyle belirlenmiştir, başlangıç meridyeni ise Dünya’daki Greenwich meridyeni gibi keyfi olarak, 1830’da ilk Mars haritalarının yapımı çalışmasında Mädler and Beer tarafından belirlenmiştir. 1972’de Mariner 9 uzay aracının Mars’le ilgili yeterince veri toplamasından itibaren, Sinus Meridiani’deki (Meridian Bay), sonradan Airy-0 olarak adlandırılan küçük bir krater, eski belirlemeyle uyuşacak tarzda 0.0° boylamı olarak seçildi (Beer ve Mädler tarafından “a” harfi ile işaretlenen boylam).
Mars’ta deniz olmadığından Olimpos Dağı’nın yüksekliği “ortalama çekim yüzeyi” (İng. mean gravity surface) esas alınarak hesaplanmış ve yüksekliği 27 km. olarak saptanmıştır. (Bir başka deyişle, Mars’ta irtifalar atmosfer basıncının 610,5 Pa (6.105 mbar) olduğu seviye esas alınarak hesaplanır. Bu da Dünya’daki deniz seviyesinde mevcut basıncın yaklaşık ‰ 6’sıdır.)
Mars topoğrafyası ilginç bir ikilem göstermesiyle dikkat çeker. Kuzey yarımkürenin lav akıntılarıyla düzleşmiş ovalar içermesine karşın, güney yarımküre eski çarpışmalarla çukurlar ve kraterlerle oyulmuş haldeki bir dağlık arazidir. 2008’de yapılan araştırma ve incelemeler 1980’de ortaya atılmış, Mars’ın kuzey yarımküresine dört milyar yıl önce Ay’ın boyutunun %6,6’sı büyüklükteki bir cismin çarpmış olduğunu ileri süren teoriyi kanıtlar görünmektedir. Bu görüş doğru olduğu takdirde Mars’ın kuzey yarımküresinde 10.600 km. uzunluğunda ve 8.500 km. genişliğinde bir krater alanının açılmış olması gerekirdi ki, bu, Avrupa, Asya ve Avustralya toprakları bütününe denk bir alandır.
Mars’ın yüzeyi Dünya’dan görünüşle, farklı albedo’su olan iki tür alana ayrılır. Kızılımsı demiroksit içeren tuz ve kumla kaplı soluk ovalar geçmişte Mars kıtaları olarak yorumlanmış ve bunlara Arabistan Ülkesi (Arabia Terra), Amazon Ovası (Amazonis Planitia) gibi adlar verilmiştir. Koyu renkli oluşumlar ise denizler olarak yorumlanmış ve bunlara Mare Erythraeum, Mare Sirenum ve Aurorae Sinus adları verilmiştir. Dünya’dan görünüşe göre en koyu renkli coğrafi oluşum Syrtis Major’dur.
Everest’in üç misli yüksekliğindeki Olimpos Dağı birçok büyük volkan içeren dağlık Tharsis bölgesindeki, yumuşak eğimli bir sönmüş volkandır. Mars aynı zamanda çarpma kraterlerinin gözlemlendiği bir gezegendir; yarıçapı 5 km. ve daha büyük olabilen bu krater oluşumlarının toplam sayısı 43.000 olarak belirlenmiştir. En büyükleri hafif bir albedo oluşumuna sahip, Dünya’dan kolayca görülebilen Hellas çarpma havzasıdır (Hellas Planitia). Hacmi açısından, bir kozmik cismin Dünya’ya oranla daha küçük olan Mars’a çarpma olasılığı, Dünya’ya çarpma olasılığının yarısı kadardır. Bununla birlikte Mars’ın asteroit kuşağına daha yakın olması, bu kuşaktan gelen cisimlerle çarpışma olasılığını çok fazla arttırmaktadır. Mars aynı zamanda kısa periyotlu (yörüngeleri Jüpiter’e uzanan) kuyruklu yıldızların çarpmalarına (veya süpürmelerine) da maruz kalmaktadır. Bununla birlikte Ay’ın yüzeyi ile kıyaslandığında, atmosferi kendisine küçük meteorlara karşı koruma sağladığından Mars yüzeyinde daha az krater görülür. Bazı kraterler meteor düştüğünde yerin nemli olduğunu gösteren bir morfolojiye sahiptir.
Valles Marineris adlı ünlü büyük kanyon 4.000 km uzunluğunda ve 200 km genişliğinde olup, 7 km'ye varan bir derinliğe sahiptir. Yani uzunluğu Avrupa’nın uzunluğuna eş olup, gezegenin çevresinin beşte biridir. Büyüklüğünün devasa boyutlarının anlaşılması amacıyla Dünya’daki Büyük Kanyon'un boyutları göz önüne getirilebilir. (Büyük Kanyon 446 km uzunluğunda ve yaklaşık 2 km derinliğindedir.) Bir başka geniş kanyon olan Ma'adim Vallis 700 km uzunluğunda, 20 km genişliğinde ve yer yer 2 km derinliğindedir. Bu kanyonun geçmişte bir sıvı su baskınıyla oluştuğu sanılmaktadır. 2001 Mars Odyssey robotik uzay gemisindeki kısa adı THEMIS (Thermal Emission Imaging System) olan kamera sayesinde Arsia Mons volkanının yamaçlarında 7 muhtemel mağara girişi saptanmıştır. Bunlar günümüzde “yedi kızkardeşler” adıyla bilinmektedirler. Mağara girişlerinin genişliklerinin 100 m ile 252 m arasında değiştiği sanılmakta ve ışık genellikle mağaraların dibine kadar giremediğinden bu mağaraların yeraltında sanılandan daha derin ve geniş bir halde uzandıkları düşünülmektedir. Bunlar içinden tek istisna dibi görünen Dena adlı mağaradır. Mars’ın kuzey kutbu dairesine Planum Boreum ve güney kutbu dairesine Planum Australe adı verilmiştir.

Atmosfer

.
Mars manyetosferini 4 milyar yıl önce kaybetmiştir. Böylece Güneş rüzgârları Mars’ın iyonosfer tabakasıyla doğrudan etkileşime girerek atmosferi ince halde tutmaktadır. Mars Global Surveyor ve Mars Express’in her ikisi de, iyonize atmosfer parçacıklarının uzaya sürüklendiklerini saptamışlardır. Mars atmosferi günümüzde nispeten incedir. Yüzeydeki atmosfer basıncı gezegenin en yüksek kısmında saptanan 30 Pa (0.03 kPa) ile en derin kısmında saptanan 1,155 Pa (1.155 kPa) arasında değişmektedir. Yani ortalama yüzey basıncı 600 Pa’dır (0.6 kPa) ki, bu da Dünya yüzeyinden 35 km. yükseklikte rastlanan basınca eştir. Bir başka deyişle Dünya yüzey basıncının %1’inden daha düşük bir değerdir. Mars’taki düşük yerçekiminden dolayı da atmosferinin "ölçek irtifa"sı (İng. scale height) Dünya’nınkinden (6 km.) daha yüksek olup, 11 km.’dir. Mars yüzeyinde yerçekimi Dünya yüzeyindeki yerçekiminin %38’i kadardır.
Mars atmosferi % 95 karbondioksit, % 3 nitrojen, % 1,6 argondan oluşmakla birlikte, oksijen ve su izleri de taşımaktadır. 1,5 µm yarıçapındaki toz parçacıklarını içeren atmosferi tümüyle tozludur ki, bu, Mars yüzeyinden bakıldığında Mars gökyüzünün soluk bir turuncu-kahverengimsi renkte (İng. tawny) görülmesine neden olmaktadır.
Birçok araştırmacı Mars atmosferinde hacim itibarıyla 30 ppb oranında metanın varlığını saptamışlardır. Metan morötesi ışınlarla bozunan ve Mars’ınki gibi bir atmosferde yaklaşık 340 yılda bozunacak kararsız bir gaz olduğundan, bu, gezegende güncel veya kısa zaman öncesine dek mevcut bir gaz kaynağının varlığını göstermektedir. Buna da ancak volkanik etkinlik, kuyruklu yıldız çarpmaları ve metanojenik mikroorganizma türleri neden olabilir. Bununla birlikte kısa zaman önce metanın biyolojik olmayan bir süreçle de üretilebileceği görüşü ortaya atılmıştır.
Kutup bölgelerinde kışın sürekli bir karanlık ve yüzeyde dondurucu bir soğuk hakim olur, bu da atmosferin % 25–30 civarındaki kısmının yoğunlaşmasına ve karbondioksitin “kuru buz” (İng. dry ice) denilen halde katılaşmasına yol açar. Kutuplar kış mevsimi geçip yeniden Güneş ışıklarına maruz kalmaya başladığında, buzlaşmış karbondioksit, hızı saatte 400 km.’ye ulaşan müthiş rüzgarlar yaratarak uçmaya başlar. Bu mevsimlik değişimler, büyük miktarlarda toz ve su buharı taşırlar ve Dünya’dakine benzer kırağı ve "sirüs bulutları"nın (saçakbulut) oluşmasına neden olurlar. Su-buzu bulutlarının fotoğrafı Opportunity tarafından 2004’te çekilmiştir.

İklim

Gezegenler içinde mevsimleri Dünya’nınkilere en çok benzeyen gezegen, kendi çevresinde dönme ekseninin yörüngeye eğikliğinin Dünya’nınkine benzer olması nedeniyle, Mars’tır. Bununla birlikte Mars mevsimlerinin süreleri gezegenin Güneş’e daha uzak olması nedeniyle Dünya’nınkilerin iki mislidir ve “Mars yılı”nın süresi de iki Dünya yılı süresi kadardır. Mars’ın yüzey sıcaklıkları kutup kışı sırasındaki −140 °C (133 K) ile yaz sırasındaki 20 °C (293 K) arasında değişir. Sıcaklık farklarının büyük olması, ince atmosferinin Güneş ısısını yeterince depolayamaması, atmosfer basıncının düşük olması ve toprağın ısı kapasitesinin (İng. thermal inertia) düşük olması gibi nedenlerden ileri gelir.
Mars Dünya’nınki gibi bir yörüngeye sahip olsaydı "eksen eğikliği"nin de benzeşmesi sayesinde, mevsimleri de Dünya’nınkilere daha benzer olacaktı. Bununla birlikte Mars yörüngesinin geniş eksantrikliği ilginç bir sonuç sağlamaktadır. Mars, güney yarımkürede yaz, kuzey yarımkürede kış olduğu zaman günberiye yakındır, güney yarımkürede kış, kuzey yarımkürede yaz olduğu zaman da günöteye yakındır. Bunun sonucunda da güney yarımkürede mevsimlerin daha aşırı farklar göstermesine karşın kuzey yarımkürede mevsimler olması gerekenden daha yumuşak geçerler. Böylece güneyde 30 °C ‘yi (303 K) bulan yaz sıcaklıkları kuzeydeki yaz sıcaklıklarına kıyasla biraz daha fazladır.
Mars aynı zamanda Güneş Sistemi’ndeki en büyük “toz fırtınaları”na sahne olan gezegendir. Bu toz fırtınaları mahalli bir bölgedeki küçük fırtınalar biçiminde olabildiği gibi, tüm gezegeni kaplar büyüklükteki dev fırtınalar biçiminde de olabilmektedir. Bunlar özellikle Mars Güneş’e en yakın konumuna geldiğinde ve küresel sıcaklığın arttığı hallerde oluşmaya eğilimlidirler.
Kutup dairelerinin her ikisi de esas olarak su buzundan oluşmaktadırlar. Ayrıca yüzeylerinde “kuru buz” da mevcuttur. Katılaşan karbondioksit olan “kuru buz” (İng. dry ice) kuzey kutup dairesinde yalnızca kışın yaklaşık bir metre kalınlıkta bir ince tabaka oluşturacak şekilde birikir; güney kutup dairesine ise bu tabaka kalıcıdır ve kalınlığı 8 m.’yi bulur. Kuzey kutup dairesinin yarıçapı kuzey yarımkürenin yazı sırasında 1000 km. olup yaklaşık 1.6 milyon  buz içerir. (Grönland buz kitlesinin hacmi 2,85 milyon ’tür.) Bu buz tabakasının kalınlığı 2 km.’ye ulaşır. Güney kutbu dairesinin yarıçapı ise 350 km. olup, buradaki buz kalınlığı 3 km.’dir. Buradaki buz kitlesinin hacminin de kuzeydeki kadar olduğu sanılmaktadır. Her iki kutup dairesinde de diferansiyel güneş ısısından kaynaklandığı sanılan, buzların uçması ve su buharının yoğunlaşması olaylarıyla etkileşim içinde bulunan spiral oluşumlar gözlemlenmiştir. Her iki kutup dairesi de Mars mevsimlerinin ısı dalgalanmalarına bağlı olarak küçülüp büyürler.

Yörünge ve kendi çevresinde dönüş

Mars’ın Güneş’ten ortalama uzaklığı yaklaşık 230.000.000 km. (1,5 AU), yörünge süresi ise 687 Dünya günüdür. Mars günü Dünya gününden biraz daha uzun olup, tam olarak 24 saat, 39 dakika ve 35,244 saniyedir. Bir Mars yılı 1.8809 Dünya yılıdır, yani Dünya zaman birimiyle tam olarak 1 yıl, 320 gün ve 18,2 saattir.
Mars’ın eksen eğikliği Dünya’nın eksen eğikliğine çok yakın olup, 25,19 derecedir. Dolayısıyla Mars’ta da Dünya’dakini andıran mevsimler meydana gelir. Fakat Mars mevsimlerinin süreleri Mars’ın yörünge süresinin uzunluğundan dolayı, Dünya mevsimlerinin sürelerinin iki katıdır. Mars Mayıs 2008’de günöteye Nisan 2009’de günberiye geçmiştir. Bir sonraki günöte tarihi haziran 2010’dur.
Mars’ın nispi olarak söylenebilecek yörünge eksantrikliği (eksenel kaçıklık, dışmerkezlik) 0,09'dur; Güneş Sistemi’nde yalnızca Merkür bundan daha büyük bir eksantrikliğe sahiptir. Bununla birlikte Mars’ın geçmişte bugünkünden daha dairesel bir yörünge çizdiği bilinmektedir. 1,35 milyon Dünya yılı öncesinde Mars’ın eksantrikliği yaklaşık 0,002 idi, yani Dünya’nın bugünkü eksantrikliğinden de daha azdı. Mars’ın eksantriklik devresi 96.000 Dünya yılıdır. Bununla birlikte Mars’ın 2,2 milyon yıllık bir eksantriklik devresi daha vardır. Son 35.000 yılda Mars’ın yörüngesinin eksantrikliği diğer gezegenlerin çekimsel etkileri dolayısıyla artmıştır. Mars ve Dünya’nın birbirlerine en yaklaştıkları zamanlarda aralarında bulunan mesafe gelecek 25.000 yılda biraz daha azalacaktır.

Yaşam

Evrende yaşamın Dünya’daki koşullara benzer koşullar altında ortaya çıkabileceği varsayımından hareketle, günümüzde bir gezegenin yaşanabilirlik (İng. planetary habitability) ölçüsü, yani bir gezegende yaşamın gelişebilme ve sürebilmesinin ölçüsü yüzeyinde su bulunup bulunmamasıyla yakından ilgili görülmektedir. Bu da bir güneş sistemindeki gezegenin güneşine uzaklığının gereken uygun uzaklıkta olup olmamasına bağlıdır. Mars’ın yörüngesinin Dünya’nın yer aldığı bu uygun kuşağın yarım astronomik birim kadar daha uzağında olması, ince bir atmosfere sahip bu gezegenin yüzeyinde suyun donmasına neden olmaktadır. Bununla birlikte gezegenin geçmişindeki sıvı su akışları Mars’ın yaşanabilirlik potansiyeli taşıdığını ortaya koymaktadır. Verilere göre, Mars yüzeyindeki sular yaşam için gerekenden çok daha tuzlu ve çok daha asitlidir.
Gezegenin manyetosferinin olmayışı ve son derece ince bir atmosfere sahip oluşu büyük bir handikaptır. Yüzeyindeki ısı tranferi (İng. heat transfer) pek büyük değildir, meteorlara ve güneş rüzgarlarına karşı savunması hemen hemen yok gibidir ve suyu sıvı halde tutacak atmosfer basıncı yetersizdir (dolayısıyla su gaz haline geçer). Verilere göre gezegen geçmişte günümüzdeki haline kıyasla daha yaşanabilir haldeydi. Bütün bu olumsuzluklara rağmen Mars’ta organizmaların olmadığı ya da hiç yaşamamış olduğu söylenemez. Nitekim 1970’lerdeki Viking Programı sırasında Mars toprağındaki mikroorganizmaların saptanması amacıyla Mars’tan getirilen örneklerde bazı pozitif görünen sonuçlar elde edildi. Fakat bu sonuçlar birçok bilim insanının katıldığı bir tartışmaya yol açtı ve kesin bir sonuca ulaşılamadı. Buna karşılık Viking Programı’yla edinilen verilerden yararlanan profesör Gilbert Levin, Rafaël Navarro-González ve Ronalds Paepe yeni bir taksonomik sistem hazırladılar ve bu sistemde Mars’taki yaşam türü Gillevinia straata adı altında ele alındı.
Sonraki yıllarda Phoenix Mars Lander tarafından yürütülen deneyler Mars toprağında sodyum, potasyum ve klorür içeren bir alkali bulunduğunu gösterdi. Bu besleyici toprak yaşamı taşımaya gayet elverişliydi, fakat unutulmaması gereken bir sorun daha vardı: Yaşamın yoğun morötesi ışınlardan korunabilmesi.
Nihayet Johnson Uzay Merkezi Laboratuvarı’nda Mars kökenli ALH84001 meteoru üzerinde organik bileşimler saptandı; varılan sonuca göre bunlar Mars üzerindeki ilk yaşam türleriydi. Öte yandan Mars yörüngesindeki uzay gemileri kısa zaman önce düşük miktarlarda metan ve formaldehit saptadılar ki, bunlar da yaşamın varlığını ima eden işaretler olarak yorumlandılar; zira bu kimyasal bileşimler Mars atmosferinde hızla çözünmektedirler.
Mars’ta biyolojik kökenli oldukları ileri sürülen oluşumlardan en tanınmışları “koyu kumul lekeleri” adıyla bilinen oluşumlardır. İlk kez Mars Global Surveyor tarafından 1998-1999 yıllarında gönderilen fotoğraflarla keşfedilen “koyu kumul lekeleri” Mars’ın özellikle güney kutup bölgesinde (60°-80°enlemleri arasında) görülebilen, buz tabakasının üzerinde veya altında beliren, mahiyeti henüz anlaşılamamış oluşumlardır. Mars ilkbaharının başlarında belirmekte ve kış başlarında yok olmaktadırlar. Bunların kış boyunca buz tabakasının altında kalan fotosentetik koloniler, yani fotosentez yapan ve yakın çevrelerini ısıtan mikroorganizmalar oldukları ileri sürülmektedir.
28 Eylül 2015'te Mars'ta sıvı halde tuzlu su bulunduğu açıklanmıştır. Tuzlu suyun bulunması ile birlikte, bilim adamları Mars'ta yaşam bulma olasılığının da arttığını ifade etmişlerdir.

Keşif

Mars’a günümüze dek, gezegenin yüzeyini, iklimini ve jeolojisini incelemek üzere, ABD, Avrupa ülkeleri, Japonya ve SSCB tarafından düzinelerce uzay gemisi (İng. spacecraft), uydu/yörünge aracı (İng. orbiter), iniş aracı/uzay gemisi (İng. lander) ve sonda/uzay keşif aracı (İng. rover) gibi çeşitli uzay araçları gönderilmiştir. Fakat bu uzay gemisi gönderme denemelerinin yaklaşık üçte ikisi araçlar ya görevlerini tamamlayamadan ya da görevlerine daha başlayamadan bilinen veya bilinmeyen nedenlerle başarısızlıkla sonuçlanmıştır.

Tamamlanmış keşif projeleri

Görevini tamamlama konusunda ilk başarı 1964’te NASA tarafından gönderilen Mariner-4’ten gelmiştir. Yüzeye ilk başarılı inişler ise SSCB’nin Mars Probe Projesi kapsamında 1971’de fırlattığı Mars-2 ve Mars-3 tarafından gerçekleştirilmiş, fakat her iki araçla irtibat, inişlerinden kısa bir süre sonra kesilmiştir. Sonraki yıllarda NASA Viking Projesi'ni başlattı ve 1975’te her biri birer "iniş aracı" taşıyan iki "uydu aracı" fırlatıldı. Her iki araç 1976’da başarıyla iniş yaptılar. Gezegende Viking-1 altı yıl, Viking-2 ise üç yıl kaldı. Bunlar Mars’ın ilk renkli fotoğraflarını gönderdiler; gezegenin yüzeyinin haritasının çıkarılması amacıyla gönderdikleri fotoğraflara günümüzde bile zaman zaman başvurulmaktadır.
Sovyetler 1988’de Mars’a gezegeni ve doğal uydularını incelemek üzere Phobos-1 ve Phobos-2 adlı sonda araçları gönderdiler. Phobos-1’le irtibat Mars yolundayken kesilmiş olmasına karşın, Phobos-2 fotoğraflar göndermede başarılı oldu. Fakat Phobos-2 de tam Phobos adlı doğal uydunun yüzeyine iki iniş aracını salmak üzereyken başarısızlığa uğradı.
Mars Observer uydusunun 1992’deki başarısızlığından sonra NASA tarafından 1996’da Mars Global Surveyor fırlatıldı. Görevinde tümüyle başarılı oldu. Harita çıkarma görevini 2001’de tamamladı. Kasım 2006’da üçüncü uzatılmış görevi sırasında sonda aracıyla irtibat kesildi, uzayda 10 yıl çalışır halde kalmayı başardı. NASA Surveyor’ın fırlatılmasından bir ay sonra da Mars Pathfinder’ı fırlattı. Bu, robotik bir keşif aracı olan Sojourner’ı taşıyordu. 1997 yazında Mars’taki Ares Vallis bölgesine iniş yaptı. Bu proje de başarıyla sonuçlandı.
Mars’la ilgili son tamamlanmış görevde 4 Ağustos 2007’de fırlatılan iniş yeteneğine sahip Phoenix uzay gemisi kullanılmıştır. Araç 25 Mayıs 2007’de Mars’ın kuzey kutbu bölgesine iniş yaptı. 2,5 m.’ye uzanan robot koluyla Mars toprağını bir metre kazabilecek kapasitede olup, mikroskobik bir kamerayla donatılmıştı. Bu mikroskobik kamera insan saçının binde biri kadar inceliği ayırt edebilecek bir hassasiyete sahipti. 15 Haziran 2008’de indiği yerde su buzlarını keşfetti. Görevini 10 Kasım 2008’de tamamladı.
Rusya ve Çin’in ortak projesi olan Phobos-Grunt projesiyle Mars'ın uydusu Phobos’tan örnekler toplanarak analiz için Dünya'ya geri getirilmesi planlanıyordu. Ancak bu sonda 9 Kasım 2011’de fırlatılmasının ardından bozulmuş, 15 Ocak 2012'de dünyaya düşerek imha olmuştur.

Mars’ta astronomi gözlemleri

Çeşitli uydu araçlarının, iniş araçlarının ve sonda araçlarının Mars’taki varlıkları sayesinde günümüzde astronomi araştırmaları Mars gökyüzünden de yapılabilmektedir. Bunun pek çok yönden avantajları bulunmaktadır. Mars’ın doğal uydularından Phobos doğal olarak Mars’tan daha iyi gözlemlenebilmektedir (dolunayın üçte biri açısal çapta görülür). Diğer doğal uydu olan Deimos ise Mars yüzeyinden az çok bir yıldızı andırır tarzda görünür; Dünya’dan Venüs’ün görünüşüne kıyasla, Venüs’ten hafifçe daha parlaktır.
Öte yandan Dünya’da iyi bilinen, kutup ışıkları, meteorlar gibi birçok fenomen artık Mars yüzeyinde de gözlemlenebilmektedir. Dünya’nın Mars ile Güneş arasına girecek ve Güneş üzerinde bir leke oluşturacak şekilde Güneş önünden geçişi Mars’tan 10 Kasım 2084’te izlenebilecektir. Mars’tan aynı şekilde Merkür ve Venüs’ün transit geçişi (bir kütlenin başka bir kütlenin önünden geçmesinin gözlemlenebildiği geçiş) ve Deimos’un kısmi güneş tutulmaları izlenebilir.

Görünüş ve "karşı konum"lar

Çıplak gözle bakıldığında Mars genellikle, farklı olarak sarı, turuncu ya da kırmızımsı renklerde görünür. Parlaklığı da, yörüngesindeki yolculuğu sırasındaki konumlarına bağlı olarak, Dünya’dan görünen diğer gezegenlerden daha fazla değişiklik gösterir. Görünürdeki kadiri “ kavuşum konumu”ndaki +1,8’den “günberi karşı konumu”ndaki −2,9 aralığında değişir. Kimi konumlarında güneşin güçlü ışığından dolayı görünmez hale gelir. 32 yılda iki kez – Temmuz ve Eylül sonunda – en uygun konuma gelir. Mars teleskopla bakıldığında bolca yüzey ayrıntısı sunan bir gezegendir, özellikle kutuplardaki buzul bölgeleri elverişsiz koşullarda bile belirgin olarak görülürler.
Mars’ın Dünya’ya en yakın olduğu konum karşı konum olarak bilinir. “Kavuşum dönümü” (İng. synodic period) olarak bilinen iki “karşı konum” arasındaki süre Mars için 780 gündür. Yörünge eksantriklikleri nedeniyle bu sürede 8,5 güne varan oynamalar olabilir. Dünya’ya en yaklaştığı zamanlarda Dünya ile Mars arasındaki en kısa uzaklık, gezegenlerin eliptik yörüngelerine bağlı olarak 55.000.000 km. ile 100.000.000 km. arasında değişir. Önümüzdeki Mars “karşı konum”u 29 Ocak 2010’da meydana gelecektir. Mars “karşı konum” pozisyonuna yaklaştığında “geri devim “ (tersinir hareket, İng. retrograde motion) periyodu başlar.
27 Ağustos 2003 günü, saat 9:51:13’de (UT) Mars son 60.000 yıl boyunca Dünya’ya en yaklaştığı konuma geldi. Bu konumunda Dünya ile arasındaki uzaklık 55.758.006 km. (0,372719 AU) idi. Bu olay Mars’ın karşı konumundan bir gün, günberisinden yaklaşık üç gün farkla meydana geldiğinden Mars Dünya’dan kolaylıkla izlenebildi. Yapılan hesaplamalara göre, Mars’ın Dünya’ya bu denli yaklaşmasının söz konusu olduğu son tarih M.Ö. 57.617 yılıdır, bir sonraki tarih ise 2287 yılıdır. 24 Ağustos 2208’deki yakınlaşmada ise iki gezegen arasındaki uzaklığın yalnızca 0.372254 AU olacağı hesaplanmıştır.

Gözlem tarihi

Mars’ın eski uygarlıklarla başlayan gözlem tarihinin özellikle, her iki yılda bir meydana gelen, gezegenin Dünya’ya yaklaştığı ve dolayısıyla görünürlüğünün arttığı “karşı konum”larına dayandığı görülür. Ayrıca tarihsel kayıtlarda her 15-17 yılda bir meydana gelen, farkedilebilen günberi “karşı konum”larına da yer verildiği görülmektedir, çünkü Mars günberiye yaklaştığında Dünya’ya da yaklaşmaktadır.
Batı tarihinde Mars gözlemlerine ilişkin pek fazla kayıt olduğu söylenemez. Aristo Mars gözlemlerini tarif eden ilk yazarlardan biri olmuştur. Mars’ın 3 Ekim 1590’da Venüs’çe “örtülme”si (İng. Occultation) Heidelberg’te M. Möstlin tarafından kaydedilmiştir. Nihayet 1609’da Mars Galile tarafından gözlemlendi. Bu aynı zamanda Mars’ın bir teleskop aracılığıyla yapılan ilk gözlemiydi.

Mars kanalları

19. yy.’da teleskobun yaygınlaşması gök cisimlerinin tanımlanmasında belirli bir düzeye gelinmesini sağladı. 5 Eylül 1877’de Mars’ın bir günberi karşı konumu meydana geldi. O yıl İtalyan astronom Giovanni Schiaparelli Milano’da ilk ayrıntılı Mars haritalarını çıkarmak üzere 22 cm.’lik bir teleskop kullandı. Gözlemlerinde Mars yüzeyinde kendisinin “kanallar” adını verdiği, günümüzde kimilerince “optik illüzyon” olarak açıklanan birtakım oluşumlar saptadı ve bunları hazırladığı Mars haritalarına işaretledi. Mars yüzeyinde gözlemlediği bu uzun doğrusal hatlara Dünya’daki ünlü nehirlerin adlarını verdi.
Bu gözlemlerden etkilenen şarkiyatçı Percival Lowell 300 mm. 450 mm.’lik teleskoplara sahip bir gözlemevi kurdu. Gözlemevi Mars’ın keşfine ağırlık verdi. Mars’ın pozisyonları bakımından 1894 yılı son uygun fırsattı. Lowell Mars ve Mars’ta yaşam üzerine kamuda büyük bir yankı uyandıran kitaplar yayımladı. “Kanallar” dönemin en büyük teleskoplarını kullanan Henri Joseph Perrotin ve Louis Thollon gibi başka astronomlarca da saptanmıştı. Sonraki yıllarda daha büyük teleskoplarla yapılan gözlemler sonucunda, boyları önceden belirtildiği kadar uzun olmamakla doğrusal kanalların bulunduğu doğrulandı. 
Fakat daha sonra, 1909’da Flammarion, 840 mm.’lik bir teleskopla yaptığı gözlemler sonucunda, düzensiz bazı izler gözlemlemekle birlikte sözü edilen kanallara rastlamadığını açıkladı. 1960’lı yıllara gelindiğinde farklı yaşam biçimleri olan Marslılar hakkında çeşitli senaryolar içeren bir sürü makale ve kitap yayımlanmış bulunuyordu. NASA’nın Mariner Projesi kapsamında gönderdiği uzay gemisinin Mars’a ulaşmasından sonra bu tür senaryolar azalmış ve şekil değiştirmiştir. Örneğin bu kez, Marslılar’in bir başka boyutta ya da frekansta oldukları, gezegenlerine inilse de algılanamayacakları yönünde yeni senaryolar üretildi.