Учёные считают, что на Марсе в настоящее время отсутствует движение литосферных плит. По этой причине марсианские вулканы могут
существовать гораздо более длительное время и достигать огромных размеров.
Элементный состав поверхностного слоя марсианской почвы по данным посадочных аппаратов неодинаков в разных местах. Основная составляющая
почвы — кремнезём (20-25%), содержащий примесь гидратов оксидов железа (до 15 %), придающих почве красноватый цвет. Имеются значительные примеси соединений
серы, кальция, алюминия, магния, натрия (единицы процентов для каждого).
На Марсе имеется множество геологических образований, напоминающих водную эрозию, в частности, высохшие русла рек. Согласно одной из
гипотез, эти русла могли сформироваться в результате кратковременных катастрофических событий и не являются доказательством длительного существования
речной системы. Однако последние данные свидетельствуют о том, что реки текли в течение продолжительных, геологически значимых промежутков времени. В частности,
обнаружены так называемые инвертированные русла, то есть приподнятые над окружающей местностью. На Земле подобные русла образуются в результате
длительного накопления донных отложений с последующим высыханием и выветриванием окружающих пород. Кроме того, есть свидетельства смещения русел в дельте реки
при постепенном поднятии поверхности.
Данные Mars Reconnaissance Orbiter позволили обнаружить под каменистыми осыпями у подножия гор значительный слой льда. Ледник толщиной в
сотни метров занимает площадь в тысячи квадратных километров, и его дальнейшее изучение способно дать информацию об истории марсианского климата.
Полярные шапки состоят из двух составляющих: сезонной — замёрзшего углекислого газа и вековой — водяного льда. По данным со спутника
Mars Express толщина шапок может составлять от 1 м до 3,7 км. Аппарат Mars Odyssey обнаружил на южной полярной шапке Марса действующие гейзеры.
По мнению учёных, струи углекислого газа с весенним потеплением вырываются вверх на большую высоту, унося с собой пыль и песок.
Поверхность латерального каньона Долины Маринерис.
Съёмка произведена 4 января 1998 г. при помощи зонда «Марс Глобал Сервейер».
Образования, похожие на русла
земных рек, просматриваются в ряде районов Марса. Их подразделяют на два вида: извилистые углубления с разветвлениями наподобие
притоков и глубокие русла, имеющие одинаковую ширину на всём своём протяжении. Каналы второго вида называют "стоковыми".
О происхождении таких
образований на поверхности Марса существуют две гипотезы. Согласно первой гипотезе, на Марсе когда-то при умеренном климате существовали
обычные реки. Согласно второй гипотезе, эти русла появились в результате внезапного воздействия мощного водяного потока, вырвавшегося из разлома
марсианской коры. Такой поток мог быть также следствием бурного таяния вечной мерзлоты́. Например, морфология каньонов долины Маринерис длиной более 5000 км,
изрезанных глубокими протоками, достаточно наглядно показывает, что такие следы эрозии могут остаться только после воздействия внезапно возникшего мощного потока воды.
Следы разрушительной деятельности потоков воды и льда, обнаруженные на поверхности Марса, а также ледяные шапки полюсо́в и пермафрост,
т.е. вода в вечной мерзлоте верхних слоёв грунта доказывают, что в отдалённую геологическую эпоху на Марсе был умеренный климат, а по его
поверхности текли ре́ки, впада́вшие в моря́ и океаны. В дальнейшем ситуация на планете предположительно могла развиваться следующим образом. В
результате испарения воды атмосфера постепенно наполняется водяными пара́ми и углекислым газом. Возникший парниковый эффект приводит к повышению температуры и
таянию полярных шапок. Вода медленно впитывается пористым слоем поверхности планеты. Газы и пары, пополнившие атмосферу, рассеиваются в космическом
пространстве, т.к. планета с относительно небольшой массой не может удерживать их на большом удалении от поверхности. Образующийся лёд увеличивает отражающую
способность поверхности. Температура поверхности планеты снижается. Впита́вшаяся в грунт вода образует слой пермафро́ста. Проходят миллионы лет. Вулканическая
деятельность в недрах планеты затухает. Внутренняя температура планеты снижается. Климат становится таким, каким он является в современную эпоху.
Марсианская поверхность имеет некоторое сходство с лунной, но морфология марсианской поверхности более сложная: обнаружено множество кратеров,
длинных и глубоких (до двух километров глубины) каньонов, потухших вулканов наряду́ с равнинными участками. Следует отметить, что подробно изучить рельеф
Марса путём наблюдений с Земли даже с использованием мощных телескопов крайне затруднительно. На Марсе часто возникают пылевые бури, длящиеся иногда два-три и
более месяцев. Во время этих бурь атмосфера планеты насыщается пылью, и формируются жёлтые облака́, которые затрудняют видимость, а наблюдатель может
принять их за какие-либо особенности марсианской поверхности. Из деталей марсианского рельефа наблюдателю с Земли в обычный телескоп наиболее чётко видны
только полюса́ Марса, покрытые ледяными шапками. Зимой шапки светлеют и увеличиваются в размерах, т.к. к ледяному панцирю добавляется сухой лёд из
углекислоты́. Ледовый покров полюсо́в занимает огромные территории, распространяясь до 60° северной широты и 60° южной широты.
Как только наступает тёплое время года, происходит сублимация сухого льда, т.е. переход его из твёрдого состояния непосредственно в углекислый
газ. Углекислый газ, точнее его смесь с другими компонентами атмосферы начинает перемещаться к противоположному полюсу. Часто по каким-то, пока неясным,
причинам сублимация сухого льда происходит очень быстро, и тогда возникают продолжительные пылевые бури, о которых мы только что упомянули. Добавим, что
несмотря на низкую плотность атмосферы скорость ветра при этом может достигать нескольких сотен метров в секунду. Такая буря может опрокинуть самый тяжёлый
спускаемый на поверхность Марса аппарат, что предположительно и случилось с советскими автоматическими межпланетными станциями
«Марс-3» и «Марс-6».
Среди деталей марсианского рельефа есть и такой уникальный
объект как потухший вулкан высотой 27 км. Эта гора была обнаружена американской АМС «Маринер-9» в 1971 году и
получила название Олимп (Олимпус - лат.). Считается, что эта гора является самой высокой во всей Солнечной системе.
Не менее внушительным для землян показался бы и громадный вулканический конус "Никс Оли́мпика", имеющий основание диаметром 500 км и кратер
шириной в 40 км (!). Этот объект открыт также с помощью автоматической межпланетной станции.
Специфическую окраску поверхности Марса от красновато-желтой до красновато-коричневой придают гидраты окислов желе́за в смеси с кремнеземом -
примерно с таким же песком (SiO2), как и на Земле.
Скалистые образования, камни и пыль на поверхности Марса.
К числу курьёзов, связанных с изучением поверхности Марса, можно отнести споры, разгоревшиеся после того как на одном из десятков тысяч
снимков, сделанных американскими АМС серии «Викинг» (июль-сентябрь 1976г.) было обнаружено изображение,
напоминающее сфинкса. Специалист НАСА, обнаруживший это изображение, после его обработки на компьютере, высказал предположение об искусственной природе
объекта, изображённого на снимке. Снова разгорелись страсти вокруг вечного вопроса о том, есть ли или, по крайней мере, была ли когда-либо в прошлом
разумная жизнь на Марсе. В спор включились и советские специалисты. Всем хотелось понять природу марсианского "сфинкса" с размерами в 300 метров высотой
и 1500 метров в поперечнике. Все успокоились лишь после того как поняли, что на снимке был виден природный объект, элемент марсианского рельефа, подвергающийся
выветриванию. Всё остальное - плод фантазии и результат компьютерной обработки по специально разработанной программе. Человек иногда видит не то, что
действительно существует, а то, что он хочет увидеть.
По характеру поверхности
полушария Марса заметно отличаются друг от друга. Северное полушарие выглядит как гладкая однородная равнина с небольшим числом кратеров. В
южном полушарии число кратеров, больших и малых, в несколько раз больше, чем в северном, что указывает на более древний возраст этого полушария. Поверхность
южного полушария сформировалась приблизительно 3,8 млрд. лет назад, в ту эпоху, когда все объекты Солнечной системы подверглись воздействию мощного метеорного потока.
Своеобразную морфологию поверхности имеет область под названием Тарсис. Она располагается по обе стороны от марсианского экватора. В
этой области расположены го́ры вулканического происхождения Аскреус, Арсиа, Павонис, Олимпус и каньон Валис Маринерис.
Геологическая структура Марса не имеет тектонических плит,
которые характерны для Земли. После остывания поверхности Марса его кора утолща́лась, тектоническое развитие проходило эволюционно, что не приводило к
образованию тектонических плит. В результате поверхность Марса сформировалась как единая литосферная плита.
Внутреннее строение Марса
По современным представлениям планета Марс имеет следующее строение. Внутри планеты находится ядро, состоящее из желе́за и железосодержащих
веществ. Радиус ядра составляет 1500 км. Над ядром располагается слой мантии, в состав которой входят силикаты. Толщина мантии приблизительно равна 1800 км.
Кора, т.е. верхний слой марсианского грунта, имеет толщину около 100 км. Учёные предполагают, что плотность в центре планеты должна достигать 8,5 г/см³. Ядро
частично жидкое и состоит в основном из железа с примесью 14-17 % (по массе) серы, причём содержание лёгких элементов вдвое выше, чем в ядре Земли.
Относительно низкая плотность Марса по сравнению с другими планетами земной группы указывает на то, что его ядро, вероятно, содержит
относительно большую долю сульфидов, в добавление к железу (железо и сульфид желе́за).
