Чем Марс отличается от Земли?

Марс — каменистая планета, диаметр которой составляет около половины диаметра Земли. Он в полтора раза дальше от Солнца, чем Земля, и проходит свою орбиту почти за два земных года. Несколько необычной чертой Марса является скорость его вращения вокруг собственной оси, которая очень близка земной, вследствие чего марсианские сутки совсем ненамного превышают земные. У него очень слабая атмосфера, преимущественно из углекислого газа, давление которой составляет всего около 6 мбар (для сравнения, среднее давление воздуха на Земле — около 1000 мбар). Одним из многих преимуществ нашей атмосферы являются ее теплоизолирующие свойства, благодаря которым средняя температура земной поверхности равна примерно +15°С. Марс лишен подобной теплозащиты, и тепло Солнца (в количестве менее половины поступающего на Землю, поскольку Марс дальше) почти полностью уходит: средняя температура на Марсе около -55°С. Для сравнения, если Земля лишится атмосферы, ее средняя температура упадет до -18°С.

Атмосфера защищает нас не только от холода, но и от космического и солнечного излучения. Космические лучи, представляющие собой поток частиц с высокой энергией и околосветовой скоростью, пронизывают всю Солнечную систему. После взаимодействия этих частиц с частицами земной атмосферы большинство их не попадает на поверхность нашей планеты. Аналогично около трех четвертей губительного ультрафиолетового излучения Солнца поглощается атмосферой. Поверхность Марса, напротив, за год получает дозу радиации, намного превышающую безопасный уровень, — в 70 с лишним раз больше, чем поверхность Земли.

Как и Земля, Марс на заре своего существования имел расплавленную вследствие бомбардировки астероидами и кометами поверхность и горячее жидкое ядро, разогреваемое распадом радиоактивных изотопов. На определенной стадии Земля и Марс имели одинаковое внутреннее строение с металлическим ядром, окруженным каменной мантией и корой. Но из-за радиуса, составляющего половину земного, Марс остывал быстрее, и в настоящее время он является полностью твердым телом, тогда как Земля сохраняет расплавленное ядро. Вращение расплавленного ядра создает вокруг Земли магнитное поле, в чем мы можем убедиться всякий раз, когда ищем север с помощью компаса. Магнитное поле — еще один механизм защиты от космических лучей, а также высокоэнергичных частиц солнечного излучения, отклоняющий их поток от Земли. В отсутствие магнитного поля радиация беспрепятственно сжигала бы Землю, что и происходит на Марсе.

Как существование у Земли магнитного поля является следствием наличия активного ядра, так появление воды на ее поверхности — следствие ее мощной атмосферы. Слабость атмосферы Марса объясняет, почему эта планета такая сухая. На Земле вода на уровне моря кипит при температуре 100°С. При подъеме в горы температура кипения воды снижается на один градус на каждые 300 м, поскольку снижается давление воздушного столба. На Марсе, где давление на поверхности не превышает 6 мбар, вода мгновенно испаряется — жидкое состояние H₂O нестабильно. Вода присутствует на Марсе в виде льда как под поверхностью, так и в полярных шапках, но реки, ручьи, озера и океаны там отсутствуют.

Последнее главное отличие Марса от Земли — отсутствие тектонического движения плит. Земля — очень активная планета благодаря тому, что в ее недрах вращается расплавленное ядро. Движение плит — обязательное условие поддержания круговоротов углерода и воды, обеспечивающее обмен летучих веществ между разными их вместилищами. Например, листья деревьев связывают воду и углерод из атмосферы. Погибшие листья опадают и перегнивают, превращаясь в почву. За миллионы лет почвенный слой трансформируется в скальный и становится частью тектонической плиты, которая может быть утоплена другими плитами в более глубокие слои мантии, где расплавляется. Углерод и вода возвращаются в атмосферу в летучей форме во время извержений расплавленной скальной породы из жерл вулканов. Не будь этих циклов, Земля стала бы инертной и неподвижной, как Марс, лишившийся внутренней «динамо-машины».

Таким образом, Марс отличается от Земли своим внутренним строением, пренебрежимо слабой магнитосферой, отсутствием атмосферы и гидросферы, а также тектоники. Все это следствия его малого, в сравнении с Землей, размера. Почему же мы до сих пор не оставили надежды найти на нем жизнь?