Marsaeigiui „Curiosity“ siunčiant pirmąsias grublėtos planetos paviršiaus nuotraukas, nuolat matome daugybę raudonai oranžinių peizažų. Marsas nuo seno žinomas kaip Raudonoji planeta, o jo spalva glūdi giliai jo geologinėje istorijoje ir atmosferos savybėse. Tačiau, kaip paaiškėjo, mokslininkai klydo dėl to, kaip Marsas gavo būdingą raudoną spalvą, o nauji tyrimai atskleidžia, kad šios spalvos šaltinis yra kitoks, nei manyta anksčiau.
Kodėl Marsas vadinamas Raudonąja planeta?
Geležies oksido kilmė
Paprasčiausias raudonosios planetos spalvos paaiškinimas - regolite, paviršiaus medžiagoje, yra daug geležies oksido. Ta pati medžiaga atspalvį suteikia kraujui ir rūdims. Viskas prasidėjo prieš 4,5 mlrd. metų. Kai formavosi Saulės sistema, daugumai planetų teko porcija geležies. Susidaręs seniai mirusių žvaigždžių centre, šis sunkusis elementas sūkuriavo dujų ir dulkių debesyje, iš kurio vėliau susiformavo Saulė ir planetos. Didžioji dalis Žemės geležies nugrimzdo į jos branduolį, kai planeta dar buvo jauna ir išsilydžiusi. NASA mokslininkai mano, kad dėl mažesnio Marso dydžio ir silpnesnės traukos geležis šioje planetoje mažiau išsiskirstė.
Įprasta geležis - blizgi ir juoda. Elementas raudoną atspalvį įgauna tik tuomet, kai sąveikauja su deguonimi. Esant pakankamai deguonies, jis tampa geležies (III) oksidu, sudarytu iš dviejų geležies ir trijų deguonies atomų. Akivaizdu, kad dėl erozijos geležis Marse surūdijo. Dėl rausvo atspalvio, matomo net už milijonų kilometrų, planeta gavo romėnų karo dievo Marso vardą. Pavadinimą atsižvelgdamos į šią ypatybę jai suteikdavo ir kitos civilizacijos.
Naujos įžvalgos apie oksidacijos procesą
Paaiškėjo, kad raudoną Marso dulkių atspalvį sukėlė reakcijos, įvykusios drėgnomis, o ne sausomis sąlygomis. Ši planeta savo raudoną spalvą turi dėl oksidavusių geležies mineralų. Tam tikru momentu Marso uolienose esanti geležis reagavo su vandeniu ir ore esančiu deguonimi, taip sukuriant geležies oksidą - panašiai, kaip Žemėje susidaro rūdys.
Ankstesni stebėjimai neparodė, kad Marso dulkėse būtų vandens, todėl mokslininkai nusprendė, kad raudoną Marso spalvą nulėmė geležies oksidas arba mineralas, žinomas kaip hematitas, kuris susidaro sausomis sąlygomis. Norėdami sukurti išsamų Raudonosios planetos mineralinės sudėties vaizdą, mokslininkai panaudojo kelių orbiterių ir marsaeigių duomenis. Dulkių analizė parodė, kad jose yra vandens turinčio geležies oksido, vadinamo ferihidritu, kuris greitai susidaro šaltame vandenyje. Pasak mokslininkų, jie nustatė, kad ferihidritas, sumaišytas su bazaltu, vulkanine uoliena, geriausiai atitinka mineralus, kuriuos Marse aptiko erdvėlaiviai. Kadangi ferihidritas galėjo susidaryti tik tada, kai planetos paviršiuje dar buvo vandens, Marsas rūdimis pasidengė anksčiau nei tikėtasi. Pasak tyrimo autorių, įskaitant lietuvių mokslininką dr. L. Silvestravičių, kadangi rūdžių turintis vanduo dengia didžiąją Marso paviršiaus dalį, tai rodo, kad skystas vanduo tolimoje Raudonojoje planetoje galėjo būti labiau paplitęs, nei manyta anksčiau. O vanduo - būtina gyvybės sąlyga.
Iš tiesų, aiškaus atsakymo į šį klausimą vis dar nėra. Akivaizdu, kad dėl erozijos geležis Marse surūdijo. Tačiau ar dėl to kaltos liūtys, kurios, kaip manoma, merkė jauną Marsą, o regolitą apibombardavo deguonies atomais, išsilaisvinusiais iš vandens molekulių? Ar oksidacija vyko pamažu, per milijardus metų, kai saulės šviesa suardė anglies dvideginį ir kitas atmosferoje buvusias molekules, sukurdama oksidantus, tokius kaip peroksidas ir ozonas? Kadangi niekas nežino tikslaus paaiškinimo, šiuo požiūriu Marso spalva vis dar yra mįslė.
Marso istorija ir geologija
Vandens vaidmuo ankstyvajame Marse
Kadaise Marso paviršiuje tikrai buvo skysto vandens, tačiau kol kas neaišku, ar jis tokiu pavidalu egzistavo ilgą laiką, ar tik per trumpus atlydžius, ištirpus planetą kausčiusiems ledynams. Toks ledinio Marso modelis yra paremtas skaičiavimu, jog ankstyvąjį Marsą pasiekdavo per mažai Saulės šviesos, kad jame galėtų būti nuolatinių skysto vandens telkinių. Bet dabar, remiantis detalesniais skaičiavimais, pasiūlytas kitoks modelis, pagal kurį Marso niekados nekaustė didžiuliai ledynai.
Pagal šį modelį, Marso klimatui reikšmingos įtakos turėjo ugnikalnių išsiveržimai ir meteoritų smūgiai, į atmosferą išmesdavę daug metano ir anglies dvideginio ir taip sustiprindavę šiltnamio efektą. Tokiame Marse esantis vanduo galėjo ilgai išlikti skystas, galėjo vykti vandens apytaka ir lyti lietus. Tiesa, lietaus turėjo būti nedaug - iki 10 cm per metus. Šie procesai geriausiai paaiškina stebimas Marso paviršiaus struktūras - upių vagas, ežerų ir jūrų baseinus bei potvynių užtvindomas plynes.
Marso mantija ir didžiojo smūgio hipotezė
Tiek Žemė, tiek Marsas plutoje bei mantijoje turi daugiau kai kurių cheminių elementų nei tikėtina, sprendžiant pagal standartinę planetų formavimosi teoriją. Pagal ją, planetai formuojantis geležis ir kai kurie kiti sunkūs cheminiai elementai, vadinami siderofilais, nuskęsta branduolyje, o mantijoje jų nebelieka. Vieninteliai paviršiuje esantys siderofilai ir geležis yra tie, kurie atkeliavo vėliau, su meteoritų ir asteroidų smūgiais.
Tikėtiną smūgių ir jų atneštos medžiagos kiekį galima apskaičiuoti, žinant planetos masę, tačiau Žemės bei Marso plutos cheminė sudėtis šių skaičiavimų neatitinka. Žemėje tai paaiškinama Mėnulį suformavusiu susidūrimu - jis įvyko vėlai ir stipriai sujaukė Žemę, taigi iškėlė palyginus daug sunkių cheminių elementų į paviršių. Marso paviršiaus tyrimų duomenys rodo, kad jame siderofilų yra netgi santykinai daugiau nei Žemėje, taigi Marsas taip pat turėjo patirti didelį smūgį. Stebimus kiekius paaiškintų 1200 km skersmens planetoido smūgis į Raudonąją planetą. Šis smūgis taip pat paaiškintų netvarkingą Marso formą - jo šiaurinio pusrutulio paviršius yra žemiau, nei pietinio. Apie panašų smūgį buvo šnekama ir seniau, bet šis tyrimas yra naujas argumentas, paremiantis tokią hipotezę.
Keistos Marso spalvos: saulėlydžiai ir dangus
Saulėlydžio spalvų skirtumai tarp Žemės ir Marso
Nors daugelyje mokslinės fantastikos filmų Marso spalvų paletė vaizduojama išskirtinai raudonos spalvos, saulėlydžiai visgi yra mėlyni. Marsas mums yra žinomas Raudonosios planetos pavadinimu. Paviršiaus dulkėse esančios rūdys joms suteikia rausvai rudą atspalvį. Plačios vietinės erdvės primena Žemės dykumas, kuriose besileisdama Saulė sukuria raudonų ir oranžinių spalvų potėpius. Matyt todėl dauguma Marso saulėlydžius įsivaizduoja analogiškus - liepsnojančiai raudonos spalvos.
Tačiau NASA pristatyta videomedžiaga rodo mūsų lūkesčiams visiškai priešingą reiškinį. Marse, Saulėlydžio metu, Saulė švyti blyškia šalta mėlyna spalva. Šį nuostabų Marso saulėlydžio vaizdą savo įranga užfiksavo marseigis „Opportunity".
„Perseverance“ marsaeigio nusileidimas ir nusileidimas Marse (oficialus NASA vaizdo įrašas)
Atmosferos dulkių įtaka spalvų matymui
Žemės atmosferoje esančios dalelės išsklaido mėlynos spalvos šviesos spindulius. Į tokią mikroskopinę dalelę atsimušęs spindulys nukreipiamas kita atsitiktine sklidimo kryptimi, kuri nesutampa su pirmine. Dalis spindulių, atsimušę nuo kitų atmosferos dalelių, pakrypsta Žemės link. Todėl apačioje esantys stebėtojai, pažvelgę į dangų, mato, jog dangus yra mėlynas. Tuo tarpu tiesiogiai matomoje Saulės šviesoje „nufiltruojama" mėlyna spalva - lieka tik raudonoji spektro dalis, todėl į Saulę žvelgiantys žmonės mato ją gelsvos arba rausvos spalvos. Artėjant saulėlydžiui, mus pasiekiantys spinduliai turi įveikti storesnį atmosferos sluoksnį, todėl mėlyna šviesa dar stipriau pašalinama iš bendro šviesos srauto.
Marse vyksta priešingas reiškinys. Atmosferoje pasklidusios raudonųjų dulkių dalelės išsklaido raudoną šviesą, todėl vietinis dangus atrodo raudonos spalvos. Tuo tarpu tiesioginio Saulės matomumo kryptimi raudonos šviesos bangos nufiltruojamos, o saulėlydžio dangus tampa mėlynos spalvos. Marso atmosferoje esančios dulkės efektyviausiai praleidžia mėlyno spektro šviesą, o kitų spalvų spindulius sugeria ir sklaido.
Žmogaus regėjimo adaptacija Marse
Žmogaus smegenys puikiai prisitaiko prie skirtingų apšvietimo sąlygų. Pavyzdžiui, tamsintus akinius nuo saulės: iš pradžių atspalvis pastebimas, bet po kurio laiko spalvos vėl ima atrodyti „normalios“. Tačiau, kaip smegenys prisitaikytų prie spalvų visiškai naujoje aplinkoje - tokioje, kokia Žemėje neegzistuoja?
Remiantis Nevados universiteto kognityvinės regos mokslininko Michaelo Websterio tyrimais, tas pats mechanizmas, kuris koreguoja regėjimą, dėvint gelsvintus lęšius ar tamsintus akinius nuo saulės, greičiausiai suveiks ir astronautams keliaujant į kitą planetą. Priklausomai nuo to, kokios spalvos vyraus naujoje aplinkoje, kosmoso tyrinėtojo smegenys persiorientuos ir ims jas suvokti neutraliau. „Spėju, kad žmonėms persikėlus į Marsą, Raudonoji planeta jiems su laiku nebeatrodys raudona“, - sakė M. Websteris. Vietoj to, rūdžių spalvos Marso reljefas pradės atrodyti rudesnis ar pilkesnis. Tačiau tai nereiškia, kad laikui bėgant bet kuris mums iki šiol nepažįstamas dangus atrodys mėlynas. Mentalinis spalvų filtras neapsiriboja vien atspalviu - jis taip pat koreguoja spalvos intensyvumą. „Jei gyventume itin spalvingoje aplinkoje, smegenys mums kiek „pritildytų“ spalvų ryškumą“, - sakė M. Websteris.
Kiti įdomūs faktai apie Marsą
Pavadinimo kilmė
Pavadinimą planeta gavo iš romėnų mitologijos. Marsas - karo dievas, drauge su Jupiteriu ir Kvirinu buvę svarbiausi ankstyvojo Romos panteono dievai.
Unikalios fizinės savybės
- Marse yra aukščiausias Saulės sistemoje kalnas - Olimpas. Tai užgesęs vulkanas, kurio aukštis yra 21,2 km.
- Marsas yra vienintelė, išskyrus Žemę, planeta, ašigaliuose turinti "kepures".
- Danguje Marsą atpažinsi iš ryškios raudonos spalvos, kuria planetos paviršių nudažė didelis čia esančios geležies kiekis. Kadangi Marso atmosfera labai reta, raudona planetos spalva puikiai matosi iš Žemės pro teleskopą. O naudojantis 60 mm skersmens objektyvu galima įžiūrėti kai kurias planetos paviršiaus detales, tokias kaip krateriai ir vulkanai.
- Nors Marsas gerokai mažesnis už Žemę, šios dvi planetos turi daug bendro. Pavyzdžiui, paros ilgumas jose panašus, o ir temperatūra mažai skiriasi.
Kolonizacija ir simbolika
- Vienas iš NASA inžinierių sukūrė Marso vėliavą. Vėliavos spalvos pasirinktos neatsitiktinai, jos simbolizuoja planetos būsimą istoriją: raudona juosta reiškia šiandieninį Marsą, žalia ir mėlyna simbolizuoja potencialius planetos užkariavimo etapus.
- Daugiau kaip 100 000 savanorių pareiškė norą dalyvauti Raudonosios planetos kolonizacijos projekte.
- Kadangi Marso orbitos spindulys yra didesnis už Žemės, vieni metai Raudonojoje planetoje trunka 687 Žemės paras - beveik dukart ilgiau negu Žemėje.
Marso aplinka ir tyrimai
- Marsas - labai šalta planeta. Vidutinė paviršiaus temperatūra - minus 63 laipsniai pagal Celsijų. Per parą temperatūra svyruoja nuo -89 iki -31 laipsnio.
- Marso dirva idealiai tinka auginti ropėms ir šparagams, bet ne braškėms. NASA mokslininkai nustatė, kad joje yra visų gyvybiškai svarbių maisto medžiagų.
- Šiandien deguonies Marso atmosferoje yra vos 0,13 proc.
- Dulkių audros Marse - smarkiausios visoje Saulės sistemoje. Jos gali tęstis mėnesius ir išplisti visame planetos paviršiuje.
- Nors Marsas perpus mažesnis už Žemę, sausumos plotas jame yra maždaug toks pat.
- Įdomu, kad kai kuriuose Marso meteorituose buvo rasta darinių, primenančių gyvų organizmų liekanas. Vienas iš tokių darinių rastas meteorite ALH 84001.
- Iš daugiau kaip 40 misijų į Marsą sėkmingos buvo tik 18. Šiandien iš įvairiu metu nusileidusių aparatų veikia tik du - amerikiečių marsaeigiai "Opportunity" ir "Curiosity".
tags: #kodel #marsas #vaizduojamas #spalvomis