6 de abril de 2012

Marte



 Marte

En el año 1877 el astrónomo italiano Schiaparelli (1835-1910), publicó el descubrimiento de líneas oscuras en Marte, a las cuales llamó canalí (canales), esto cayó como una bomba, pronto estaba en toda boca, que en el vecino rojo podrían existir cursos de agua artificiales

                                        © Lowell Observatory 




Percival Lowell un astrónomo americano, prontamente confeccionó muchos dibujos de estos “canales” en el telescopio. Con esto se constituyó la base para incontables historias de ciencia-ficción. Los pequeños hombres verdes (LGM little green men) fueron inventados el 30 de octubre de 1938, el quizás más famoso radio-teatro, según la nivela de H. G. Wells, emitida por la emisora CBS americana. Según esto supuestamente aterrizaron marcianos en New Jersey, para comenzar una invasión de la Tierra, lo que originó una histeria masiva.

Hoy sabemos, que ni Lowell y tampoco Schiaparelli, realmente observaron canales, más bien ellos fueron objetos de una ilusión causado por el ojo humano, que finísimos detalles, en el límite de la visibilidad, los componían en figuras geométricas.


Con la gentil autorización de ESA/DLR/FU Berlín (G. Neukun)

Las diferentes misiones a Marte, por lo menos hasta ahora no se detectaron formaciones artificiales, ni si quiera  se pudo evidenciar la existencia de las más primitivas formas de vida. Los famosos hombrecitos verdes o marcianos de la película Mars express no existen. Pero a pesar de esto, Marte es un planeta muy interesante, ya que es muy parecido a la Tierra. Aquí con el ojo del europeo Mars Express, podemos echarle una mirada al polo norte del paneta roto. Hielo de agua y polvo cubren el suelo y vemos  arrecifes de una profundidad de 2 km. Lo que similar a dunas de arena seguramente es material de origen volcánico.

Rotación y órbita.


El día marciano sólo es un poco más largo que un día terrenal, aprox. 41 minutos. Marte rota en 24 [h] 37 [min] y 22,7 [s] alrededor de sí mismo. También el ecuador del paneta similarmente inclinado en relación al plano orbital de Marte, como la Tierra a la elíptica, son 25° 2’. Con esto también se dan  estaciones parecidas a las de nuestro planeta, pero que duran casi el doble. Con un velocidad media de 24,13 [km/s] Marte recorre en 1,881 años al Sol en una elipse de izquierda a derecha.. Su semieje mayor mide 227,9 millones de kilómetros, la excentricidad con 0,0934 es cinco veces mayor que la de la Tierra. El plano de la órbita marciana está inclinado respecto a la elíptica en 1,85°. Desde el Sol Marte se encuentra entre 1,38 UA (perihelio) y 1,67 UA (afelio). La distancia hacia la Tierra se encuentra a una distancia de entre 55,8 y 399,9 millones de kilómetros. Aproximadamente cada 15 a 17 años el, planeta se encuentra e una oposición en el perihelio, momento cuando está más cerca de nosotros 


Debido a la fuerte fluctuación de la distancia, también varía si relativa luminosidad. Marte con -3ˆm puede brillar más fuerte que Sirio, a máxima distancia brilla sólo con +2ˆm. La capacidad reflexiva de la superficie de Marte no es ni la mitad a la de la Tierra, el albedo es de sólo 0,16. Regiones individuales de la superficie muestran grandes diferencias, piénsese, por ejemplo a las capas polares cubiertas de hielo en el invierno marciano.

Atmósfera

Como ya se había mencionado brevemente, debido a la inclinación ecuatorial de Marte en relación al plano de la órbita, en Marte se dan estaciones similares a la de la Tierra. Hace tiempo ya se conocen las capas polares, que se componen de hielo y nieve y que en el invierno de Marte se agrandan notoriamente, porque las temperaturas de hasta -140 [°C] también pueden congelar  al dióxido de carbono. En el verano marciano las temperaturas suben hasta -15 [°C] en estas regiones, y las capas polares se retraen. La congelación del dióxido de carbono tiene una enorme influencia sobre la atmósfera: Con un contenido de un 95% el CO2 es el componente de la atmósfera, pero ahora una gran parte del gas es sustraído. Esto hace que la presión (5 hasta 10 [hPa]), que sólo corresponde al 0,6 % al de la  presión atmosférica de la Tierra, baja considerablemente.




Con la gentil autorización de MSSS, JPL, NASA

Esta fotografía del Mars Global Surveyor Spacecraft se puede ver las distintas formaciones superficiales de Marte. Profundos cañones, elevados volcanes, extensas planicies heladas y muchos cráteres de impactos, caracterizan la faz del planeta. Arriba se puede observar la capa de hielo del polo norte.

Junto al dióxido de carbono , en la atmósfera marciana, se puede encontrar 2,7% de Nitrógeno y 1,6% de Argón, trazas de Oxígeno y porciones variantes de vapor de agua entre 0,01 hasta0,1%. En oposición a la Tierra, cuya atmósfera sufrió repetidos cambios, la atmósfera de Marte aún hoy se compone de los invariados gases provenientes de calientes fundiciones de rocas de la época temprana del planeta.

Parecido a la Tierra, también la atmósfera de Marte se puede subdividir en diferentes capas según la temperatura. De hecho Marte muestra un alto contenido de dióxido de carbono, debido a la reducid a presión, no se puede formar el efecto invernadero. Con esto en el promedio sólo existen temperaturas de -40 [°C] en la superficie del planeta. En el ecuador marciano pueden alcanzar hasta +15 [°C] , la delgada atmósfera no evita, como en la Tierra,  la disipación del calor en la noche, de manera que la temperatura puede bajar a -40 [°C] e incluso a -70 [°C].





Hasta 25 [km] de altura alcanza la tropósfera, aquí la temperatura decae constantemente. En la siguiente mesósfera permanece más o menos constante, para luego aumentar nuevamente en la termósfera.

La energía necesaria para este aumento de la temperatura, naturalmente proviene de la radiación solar, que además provoca una parcial ionización de las capas atmosféricas superiores. Al igual que en la Tierra, también es posible observar nubes en la atmósfera marciana. Estas, sin embargo, son muy delgadas y estarían compuestas por cristales de hielo de agua.

Superficie

Lo más notorio de la superficie se puede ver hasta con un pequeño telescopio, son las ya mencionadas capas polares. Notorio es también su coloración roja, que es destacada por los  valles más claros, que cubren más del 75% de la superficie, contrario a nuestra Luna ue son más oscuras. Distintas misiones, como por ejemplo  Viking Lander/Orbiter, Mars Global Surveyor o Mariner y Mars Pathfinder, nos proporcionaron detallados conocimientos de la superficie marciana. Aquí primeramente una visión generalizada en forma de una representación topológica de la superficie. En la escala de arriba están indicadas las alturas en kilómetros, en relación al nivel cero.  
Hacer clic en la imagen para agrandarla

Como es de esperarse a causa de la delgada capa atmosférica, en la superficie de Marte se encuentran numerables cráteras de impactos, estos, curiosamente se concentran en las altas planicies del hemisferio sur. En los valles del norte sólo ocurren esporádicamente, lo que se puede explicar por la acción de las inundaciones de lava.

En Marte – al contrario a nuestra luna - también encontramos cráteres volcánicos. ¡Y además los más grandes del sistema solar! En los montes Tharsis, se encuentran los gigantescos volcanes escudo (Hacer clic en el cuadro para agrandar).

Copyright Calvin J. Hamilton, www.solarviews.com

Los tres gigantescos volcanes que forman los montes Tharsis. El superior se llama Ascraeus Mons, debajo se encuentra Pavonis Mons y el volcán de más de abajo se llama Arsia Mons. Ellos  con sus extensiones de 350 hasta 450 kilómetros son más pequeños que el gigante Olympus Mons, que se puede ver arriba a la izquierda. Sin embargo el trío ya tiene una altura de 15 kilómetros. Olympus Mons.  Es la elevación más alta del sistema solar, sobrepasa su entorno en más de 27 [km]. Su diámetro de escudo es de unos 600 [km]. Las formaciones en el borde derecho del cuadro se llaman Noctis Labyrinthus son las estribaciones de los Valles Marineris (Ver mapa).



Los tres volcanes presumiblemente están alineados porque presumiblemente se encuentran en una fractura geológica que hoy ya no es visible. En la actualidad ya no hay actividad volcánica en el planeta rojo, estas comenzaron hace unos 3,5 mil millones de años y duraron a lo sumo unos 1,5 mil millones de años.

Con la gentil autorización de ESA/DLR/FU Berlín (G.Neukum)


Una toma del Mars Express de ESA, tomada con la cámara estéreo de alta resolución (High Resolution Stereo Camera, HRSC). Estamos viendo el cañón más grande de todo el sistema solar, el valle Marineris  en dirección hacia el occidente. Hace mucho tiempo atrás, aquí deben haber fluido grandes cantidades de agua que formaron estas estructuras superficiales. El gran cráter de impacto en el fondo tiene un diámetro de 7,6 [km] y una profundidad de 800 [m]. (Haciendo clic en la foto se puede obtener una visión amplificda).



                                         Copyright Calvin J. Hamilton, www.solarviews.com

Aquí nuevamente Olympus Mons. Como se vería  desde un acercamiento aéreo dese
de el noreste. Volcanes de de este tamaño caracterizaron durante millones de años la superficie de Marte.



video
                                   Con la gentil autorización de ESA/DLR/FU Nerlín (G. Neukum)


 En este pequeño video (671 KB) usted puede experimentar un vuelo del lado oriental del Olympus. Usted también, puede obtener una mayor resolución en formato grande, pero para esto debe descargar 13.1 MB en ESA/DLR. Ambas películas están en el formato wmv y por esto, se pueden abrir con Windows Media Player.

Auí como ejemplo de los numerosos cráteres de impacto en Marte hagamos un vistazo a los alrededores del volcán Apollinaris Patera.


 
 Con la gentil autorización de la NASA

En esta toma del Mars Global Surveyor, también podemos observar algunas delgadas nubes, que flotan sobre el volcán. Este tiene una altura de 5 [km] con un diámetro de 80 [km] y se encuentra en las cercanías del ecuador. La avanzada edad del hace tiempo apagado volcán, se puede reconocer, por varios los cráteres de impacto.

Se discutió mucho, que Marte eventualmente podría albergar vida, aunque quizás sólo en forma muy primitiva. De las investigaciones de las sondas espaciales Viking, surgió que ni hoy y ni antes vivían organismos en el planeta rojo, que estaban subordinadas en forma similar a los procesos metabólicos terrenales. La prueba final lo trajeron los dos Rover Spirit y Opportunity, que se encuentran en Marte desde 2004 y que probablemente seguirán trabajando hasta Septiembre de 2006. Entre otras cosas buscan agua en la superficie, la base de la vida. Pero los actuales conocimientos muestran, que Marte hoy está totalmente seco y con esto estéril como la Luna.

                                        Con la gentil autorización de la NASA

Vemos al Viking-I- Lander en la superficie de Marte en el área del Chryse Planitia. En la mitad inferior del cuadro se puede ver la pala, parte del complejo brazo mecánico, con la cual se tomaron diferentes muestras del suelo. Algunas muestras fueron obtenidas de capas más profundas, para descartar influencias de la radiación solar y del clima marciano.
Cliquear en el cuadro para agrandar.



Desde las misiones Viking también conocemos la composición del suelo marciano. Su coloración lo debe el planeta a una delgada capa de polvo y arena con un alto contenido de óxidos de Hierro. El elemento más común del suelo marciano, sin embargo es el Silicio, que forma el 20%. El 3% de la masa del suelo se compone de Hierro, donde los óxidos férricos (Fe2O3) hacen el 20% de la sustancia. Los minerales de Silicio en cambio, abarcan el 45 %. En menores cantidades existen minerales de Magnesio, Aluminio y Calcio, también se puede encontrar Azufre en una concentración 100 veces mayor que en el suelo de la Tierra, mientras que el contenido de Potasio es sólo el 20% del de la Tierra

                                       Con la gentil autorización de la NASA-Caltech


El 23 de Enero de 2006: El rover Spirit fotografió el suelo marciano en una llamada formación Lorre Ridge. En el suelo arenoso podemos ver piedras y guijarros, que posiblemente sean de origen volcánico. Parecidos a las rocas basálticas de la Tierra, también aquí se encuentra numerosos agujeros en las pedruscos. Estos se forman cuando burbujas de gas quedan encerradas en la lava viscosa y el material se endurece. Si el gas escapa posteriormente, quedan cavidades. Parece que Spirit se está moviendo en una zona en la cual alguna vez hubo actividad volcánica.

La superficie de Marte muestra múltiples huellas de erosión. Esta principalmente se debe al viento, pero también por la acción de agua. El gua debió haber jugado un papel muy importante en la prehistoria del planeta, hoy  ciertamente sólo se le encuentra en forma de hielo en los polos. Quizás haya  aún agua en capas más profundas del suelo, pero aún no existen evidencias.

                                        Con la gentil autorización de la NASA


En esta fotografía compuesta del Mars Global Surveyor y Mars Orbiter, vemos con alta probabilidad antiguos lechos de ríos en la ladera norteña de un cráter de impacto, sin nombre, de unos 12 [km] de diámetro, que se encuentra en la parte oriental del llamado Gorgonum Chaos Region. Se ve claramente que ningún cráter de impacto interfiere en los lechos de los ríos. Una indicación que su origen es muy reciente. Formaciones como estas de este tipo son muy frecuentes en nuestro vecino, son fuertes argumentos, que alguna vez fluía agua sobre la superficie.



Con la gentil autorización de ESA/DLR/FU Berlín (G. Neukum)



Otro indicio de la presencia antigua de agua, la ven los científicos en estas estructuras  geológicas en el llano Elysium. ¡Ellos interpretan a estas formas comocostras formadas por hielo! Basado en los bordes fracturados  de los témpanos individuales, se puede reconstruir, que alguna vez formaron una corteza unida, que alguna vez se fracturó. Por un medio fluido (como por ejemplo agua líquida)se separaron entra ellas, giraban a vec es hasta que tomaron su actual posición. Podemos observar fragmentos de un tamaño desde 30 [m] hasta 30 [km].

En la actualidad en Marte ya no hay actividad tectónica. En su pasado pudieron haber existido desplazamientos en su corteza, pero que no originaron  plegamientos para forma montañas.  En Marte nunca hubo placas continentales individuales como en la Tierra, que pudiesen colisionar. Debido a la reducida cantidad de masa, la reserva de calor, para esto nunca fue lo suficientemente alta. También la liberación calórica por desintegraciones radioactivas fue notoriamente menor. Por este motivo el planeta se pudo enfriar en forma bastante rápida, formándose prontamente una costra continua que no pudo resquebrarse. Durante el enfriamiento de la costra se produjeron largas fosas resquebradas, el más conocido  es el valle  Marineris (llamado por las sondas  Mariner).
                                         Con la gentil autorización de la NASA

Con un largo de unos 4 000 [Km], el cañón Marineris es 5 veces más largo que el Gran Cañón en Arizona. Y con 7 [km] también es casi 5 veces más profundo. El cañón con 1/5 del  perímetro marciano, se extiende de los Noctis Labyrinthus occidentales  hacia el Chaotic Terrain oriental. Hoy esta quebrada, está fuertemente erosionada , también aquí lechos de ríos secos señalan la antigua presencia de agua en estado líquido.


                                        Con la gentil autorización del Proyecto Viking, NASA

Un detalle de 800 [Km] de ancho del valle Marineris nos muestra esta foto (Viking I y II, cliquear en la foto para ampliarla) en el primer plano se encuentra  Chasmata Candor, detrás se encuentran las empinadas laderas de la chasmata Ofir. Se vislumbra cuán agrietado está este cañón gigantesco. Los empinados  acantilados caen desde  la meseta 6000 [m]
 hacia la profundidad. No está claro como se formaron estas zanjas. Quizás fueron tensiones expansivas en la corteza que causaron la fracturación de capas rocosas y con esto el hundimiento del suelo del valle. Posiblemente también a causa de cauces de agua subterráneas, s e pueden haber formado socavones dentro de las cuales se derrumbaron las capas superiores.



Lo asombroso es, que en el planeta que se nos presenta tan seco, aún podría existir agua en forma líquida y congelada. Algunos científicos (Barlow/Koroschetz), en la zona Solis Planium,  cubierta de cráteres, que se encuentra al sur del  valle Marineris, se encuentra fuertes evidencias pára esto.

 

 Auí vemos uno de los muchos cráteres de impacto, que está rodeado por una apariencia como si una gran gota de agua hubiese caído sobre la zona generalmente seca. Esta estructura sugiere que el impacto de un meteorito se produjo en una zona, en la cual se encuentra agua debajo de la superficie de Marte.  El Solis Planum podría representar una gran reserva de agua, ya que indicios como este  se encuentran en grandes cantidades. Por cierto nunca hubo grandes mares en Marte, escasamente grandes lagos. Pero por movimientos tectónicos durante la fase de la actividad volcánica  del planeta se pueden haber interpuestos grandes cantidades de agua por debajo de la superficie. La evidencia definitiva, recién la podríamos obtener con eventuales misiones tripuladas.





 Copyright Calvin J. Hamilton, www.solarviews.com

¿A caso esto no se parece a una cara? Esto también lo pensaban muchas personaa a la sazón, cuando fue publicada esta toma del Viking-Orbiters (arriba izuierda). Prontamente apareció la hipótesis, que tenía que tratarse de una señal de una inteligencia extraterrestre. La reducida capacidad resolutiva del óptica del Viking, no podía hacer visible detalles más finas como sombras y alturas. El Mars Global Surveyor con un mejor fotografía determinó, que este montículo tom´+o esta forma solamente por la erosión.

                                                      
                                                    Con la gentil autorización de la NASA

¿Un saludo en el día de San Valentino? ¡Casi parece! Pero sólo se trata de una formación geológica dentro de la cual se hundieron las inmediaciones de un máximo de 2,3 [km] grande “corazón”, por determinados procesos.


 El interior del planeta y el campo magnético


Hasta sólo en forma muy vaga sabemos cómo está estructurado el interior de Marte. Al contrario a la Tierra y la Luna, hasta ahora en el planeta vecino no se podido realizar observaciones sismográficas, que entregan puntos de referencia sobre una estructura interior del planeta. Hasta ahora se parte , sin embargo se parte, al igual que en la Tierra, de una estructuración de forma de capas.


                                       Copyright Calvin J. Hamilton, www.solarviews.com


 Afuera vemos una delgada corteza., cuyo grosor que es más grande que la de la Tierra debido al más avanzado enfriamiento. En analogía a la Tierra,  posiblemente el núcleo se compone de Hierro. Su radio debería tener aprox. 1300 [Km].Posiblemente el núcleo se compone en menor parte de Hierro metálico, el resto mayoritariamente de sulfuro de Hierro (FeS). Su radio sería entonces de unos 2000 [Km.

 ¿En que se basan estas suposiciones? Para la determinación de la estructuración, los astrónomos usan cuatro parámetros: La masa del planeta, su tamaño y su precesión. Para completar los datos son necesarias las mediciones sismográficas. El modelo actual de la conformación se deriva, hasta ahora  de las los tres primeros parámetros bien cocnocidos.


Sobre el campo magnético, mientras tanto estamos algo mejor informado gracias al Mars Global Surveyor. La fuerza del campo magnético en la superficie es sólo 1/300 hasta 1/500 al de la Tierra. Un campo magnético planetario se forma, cuando material plástico o sólido del núcleo exterior rota a diferente velocidad que el líquido incandescente del centro del núcleo, además el material debe ser eléctricamente conductivo. Energía mecánica  es transformada en energía magnética por un efecto dínamo. Marte seguramente tuvo un campo magnético, pero debido a su rápido enfriamiento sucumbió. Aparentemente parte del campo magnético fueron “congelados” en la roca, ya que se pudo comprobar magnetizaciones locales en la esfera sur:  



                                        On la gentil autorización de Connemey et al y NASA

Las lunas marcianas

Marte, como todos saben, es circundado por dos satélite, Fobos (fobia) y Deimos (pánico). Hasta los comienzos de los años sesenta del siglo pasado, cuando aun no desapareció totalmente el rumor de los canales en Marte, se creía en la posibilidad, que las dos lunas de Marte eran estaciones espaciales artificiales construidas por inteligencias extra terrestres. Pero resultó, que son sólo rocas naturales, que posiblemente no se formaron junto con el planeta, sino que fueron captados por este posteriormente.



Vemos a Fobos en una fotografía del año 1977 del Viking Orbiter. Las rajaduras y hendiduras seguramente provienen del impacto de un cuerpo más grande, que causó el gran cráter  (Ø 10 [Km]) y que casi destruyó por completo al cuerpo

Con la gentil autorización de la NASA








El periodo de rotación de Fobos, es idéntico al de revolución, y por lo tanto muestra a Marte siempre la misma cara. La masa de Fobos es apenas de 1,08 x 10ˆ16 [Kg]. Su órbita es inestable. El semi-eje mayor de su órbita elíptica se reduce en 9 [m] por siglo, por lo cual en unos 50 millones de años se precipitará sobre el planeta. Investigaciones espectro gráficas mostraron, que la superficie de Fobos se compone de un material parecido a los condritos. Esto indica hacia procesos de fundición causados por impactos de cuerpos menores. La densidad de Fobos, sin embargo,  es mucho menor que el material conocido de los meteoritos, por lo tanto en su interior podría albergar un núcleo de agua congelada.

Deimos se mueve en una trayectoria casi circular, a una distancia de  23 460 [Km] alrededor de Marte. Para un giro, la luna más alejada de las dos, necesita 30 horas y 19 minutos, igual que Fobos, también muestra siempre la misma cara hacia Marte. Deimos es más pequeño y liviano que Fobos. También a ella se le puede imaginar con una elipsoide triaxial con u largo de eje de 15, 12 y 10 [Km], su masa es de sólo 2 X 10ˆ15 [Kg].


                                                Con la gentil autorización de NSSDC/NASA


 Vemos una toma del Viking Orbiter del año 1977. Deimos está cubierto por numerosos cráteres de impacto, los de menor tamaño, empero son muy poco nítidos, ya que en su mayor parte están cubiertos por polvo. El material superficial igualmente muestra parecidos a la materia de meteoritos. Ya que ambas lunas marcianas probablemente sean cuerpos congelados, no es mayormente sorprendente, que muestran grandes parecido a asteroides, como por ejemplo Gaspra.

 Datos planetarios

A continuación los datos más importantes del planeta Marte


Masa
6,47x10ˆ23 [Kg]
Diámetro medio
6774,5 [Km]
Densidad media
3,94 [g cmˆ-3
Velocidad de fuga
5,03 [Km sˆ-1
Período de rotación
24,6229 horas
Tiempo de giro
779,94 días
Velocidad orbital
24,13 [Km sˆ-1

Inclinación hacia la elíptica
1,85°
Temperatura superficial
+15/-140 [°C]
Presión atmosférica
0,6% de la Tierra
Albedo
0,15 hasta 0,25
Fuerza magnética
1/500 de la Tierra
Perigeo
206 620 000 [Km]
Apogeo
249 230 000 [Km]

  


















Graducido del alemán por A. Gundelach, Abril 2012Con la gentil autorización de Werner Kasper, Mittelweg 1, D- 35117 Münchhausen, Abenteuer-Universum (Aventura Universo)

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