يُشار إلى المريخ، الكوكب الرابع من الشمس، بالعامية باسم "الكوكب الأحمر" بسبب لونه البرتقالي المحمر المميز. يتميز هذا الجسم الأرضي بتضاريس صخرية تشبه الصحراء ويمتلك غلافًا جويًا رقيقًا يتكون في الغالب من ثاني أكسيد الكربون (CO2). يبلغ متوسط الضغط الجوي السطحي بضعة أجزاء من الألف من ضغط الأرض، وتتراوح درجات الحرارة بين -153 و20 درجة مئوية (−243 و68 درجة فهرنهايت)، وتتميز بمستويات مرتفعة من الإشعاع الكوني. بينما يحتفظ المريخ بالمياه في باطنه وكعنصر جوي متفرق، والذي يظهر على شكل سحب سمحاقية وضباب والصقيع وتربة صقيعية قطبية واسعة النطاق وأغطية جليدية (والتي تشمل ثلوج ثاني أكسيد الكربون الموسمية)، لا توجد أجسام ثابتة من المياه السطحية السائلة. تبلغ الجاذبية السطحية للكوكب حوالي ثلث جاذبية الأرض، أو ضعف جاذبية القمر. يبلغ قطر المريخ 6,779 كيلومترًا (4,212 ميلًا)، وهو ما يقرب من نصف حجم الأرض ومرتين حجم القمر، ويمتلك مساحة سطحية تعادل إجمالي مساحة اليابسة على الأرض.
المريخ هو الكوكب الرابع من الشمس. ويُعرف أيضًا باسم "الكوكب الأحمر"، بسبب مظهره البرتقالي المحمر. المريخ كوكب صخري يشبه الصحراء وله غلاف جوي هش يتكون بشكل أساسي من ثاني أكسيد الكربون (CO§56§). عند مستوى السطح المتوسط، يبلغ الضغط الجوي بضعة أجزاء من الألف من ضغط الأرض، وتتراوح درجة حرارة الغلاف الجوي من -153 إلى 20 درجة مئوية (−243 إلى 68 درجة فهرنهايت)، والإشعاع الكوني مرتفع. يحتفظ المريخ ببعض الماء، في الأرض وكذلك بشكل رقيق في الغلاف الجوي، مكونًا سحبًا سمحاقية وضبابًا والصقيعًا ومناطق قطبية أكبر من التربة الصقيعية والقلنسوات الجليدية (مع ثلوج موسمية CO§910§)، لكن لا توجد أجسام من المياه السطحية السائلة. تبلغ جاذبية سطحه حوالي ثلث جاذبية الأرض أو ضعف جاذبية القمر. يبلغ قطره 6,779 كيلومترًا (4,212 ميلًا)، أي حوالي نصف قطر الأرض، أو ضعف قطر القمر، ومساحة سطحه تساوي حجم اليابسة على الأرض.
تنتشر جزيئات الغبار الناعم في كل مكان عبر كل من سطح المريخ والغلاف الجوي، ويتم تعبئتها وتشتيتها بسهولة بواسطة رياح الكوكب الضعيفة، على الرغم من انخفاض جاذبيتها. تُظهر تضاريس المريخ تقسيمًا مميزًا بين الشمال والجنوب، يُعرف باسم الانقسام المريخي، ويتميز بسهول مسطحة نسبيًا ومنخفضة في نصف الكرة الشمالي ومرتفعات شديدة الحفر في نصف الكرة الجنوبي. من الناحية الجيولوجية، يُظهر المريخ نشاطًا معتدلًا، كما يتضح من الزلازل المريخية تحت السطح، ويتميز بالعديد من البراكين الضخمة الخامدة، بما في ذلك جبل أوليمبوس (يبلغ ارتفاعه 21.9 كم أو 13.6 ميل)، إلى جانب أحد الأخاديد الأكثر شمولاً في النظام الشمسي، فاليس مارينريس (يمتد لمسافة 4000 كم أو 2500 ميل). يدور الكوكب حول قمرين صناعيين صغيرين غير منتظمي الشكل: فوبوس ودييموس. يمتلك المريخ ميلًا محوريًا كبيرًا يبلغ 25 درجة، ويخضع لتغيرات موسمية مماثلة لتلك الموجودة على الأرض (التي لديها ميل محوري قدره 23.5 درجة). تمتد السنة الشمسية المريخية 1.88 سنة أرضية (ما يعادل 687 يومًا أرضيًا)، بينما يستمر اليوم الشمسي المريخي 24.6 ساعة.
نشأ المريخ منذ حوالي 4.5 مليار سنة، بالتزامن مع تكوين كواكب أخرى في النظام الشمسي. تميزت فترة نوح المريخ، التي امتدت من 4.5 إلى 3.5 مليار سنة مضت، بتأثيرات نيزكية واسعة النطاق، وتطور الوديان، وتآكل كبير، واحتمال وجود محيطات مائية، وفقدان غلافها المغناطيسي في نهاية المطاف. بعد ذلك، شهدت الفترة الهسبيرية، التي بدأت منذ 3.5 مليار سنة وانتهت قبل ما بين 3.3 و2.9 مليار سنة، نشاطًا بركانيًا منتشرًا وأحداث فيضانات كارثية نحتت قنوات تدفق خارجية واسعة. وتمثل فترة الأمازون، والتي تستمر حتى يومنا هذا، التأثير السائد على العمليات الجيولوجية على الكوكب. نظرًا للتاريخ الجيولوجي المعقد للمريخ، فإن احتمال وجود حياة سابقة أو موجودة على الكوكب لا يزال موضوعًا لتحقيق علمي صارم، مع وجود بعض المؤشرات المحتملة التي تتطلب تدقيقًا إضافيًا.
تاريخيًا، تمت ملاحظة المريخ من الأرض باعتباره "نجمًا متجولًا" أحمر اللون بشكل واضح، مما أدى إلى تفسيرات وارتباطات ثقافية متنوعة عبر الحضارات. أُطلقت المهمة الافتتاحية إلى المريخ، مارس 1، في عام 1963، لكن الاتصال بالمركبة الفضائية انقطع أثناء عبورها. تم تحقيق استكشاف ناجح للمريخ لأول مرة في عام 1965 بواسطة مارينر 4. وأصبحت مارينر 9 أول مركبة فضائية تدور حول جرم سماوي آخر غير القمر أو الشمس أو الأرض عندما دخلت مدار المريخ في عام 1971؛ شهد نفس العام أيضًا أول تأثير غير منضبط (المريخ 2) وأول هبوط ناجح (المريخ 3) على الكوكب. حافظت المجسات الروبوتية على عملياتها المستمرة على المريخ منذ عام 1997. وبشكل دوري، عملت أكثر من عشرة مجسات في وقت واحد في المدار أو على سطح المريخ، وهو ما يتجاوز عدد المهام النشطة في أي كوكب آخر خارج الأرض. يتم تحديد المريخ في كثير من الأحيان كوجهة محتملة لمهمات الاستكشاف المستقبلية المأهولة، على الرغم من عدم جدولة مثل هذه المساعي حاليًا.
التاريخ الطبيعي
التكوين
تقترح النظريات العلمية أن المريخ نشأ أثناء تكوين النظام الشمسي من خلال عملية عشوائية من التراكم الجامح، تتضمن مواد من القرص الكوكبي الأولي الذي يدور حول الشمس. يُظهر الكوكب العديد من الخصائص الكيميائية الفريدة التي تُعزى إلى موقعه المحدد داخل النظام الشمسي. العناصر التي تمتلك نقاط غليان منخفضة نسبيًا، بما في ذلك الكلور والفوسفور والكبريت، تكون أكثر وفرة على المريخ منها على الأرض؛ ومن المفترض أن الرياح الشمسية النشطة الصادرة عن الشمس الوليدة تدفع هذه العناصر نحو الخارج.
القصف العنيف المتأخر
بعد تكوين الكواكب، ربما يكون النظام الشمسي الداخلي قد مر بفترة تعرف باسم القصف الثقيل المتأخر. يحتفظ ما يقرب من 60% من سطح المريخ بأدلة على التأثيرات من هذه الحقبة، مع وجود أحواض تصادم واسعة النطاق من المحتمل أن تميز معظم التضاريس المتبقية. ومع ذلك، فقد شككت النماذج الحديثة في وجود القصف الثقيل المتأخر. تشير الأدلة الهامة إلى وجود حوض تصادم هائل في نصف الكرة الشمالي للمريخ، بقياس 10600 × 8500 كيلومتر (6600 × 5300 ميل). هذه الميزة، ما يقرب من أربعة أضعاف حجم حوض القطب الجنوبي للقمر – أيتكين، ستكون أكبر حوض تصادمي تم اكتشافه حتى الآن إذا تم تأكيد وجوده. ومن المفترض أن هذا الحوض تشكل منذ ما يقرب من أربعة مليارات سنة عندما اصطدم المريخ بجرم سماوي بحجم بلوتو. يُعتقد أن هذا الحدث الكارثي قد تسبب في انقسام نصف الكرة المريخية وأدى إلى إنشاء حوض بورياليس السلس، الذي يغطي 40% من سطح الكوكب.
توفر دراسة أجريت عام 2023، بناءً على الميل المداري لديموس، وهو قمر مريخي صغير، أدلة تشير إلى أن المريخ ربما كان يمتلك نظامًا حلقيًا منذ ما بين 3.5 إلى 4 مليارات سنة. يُقترح أن هذا النظام الحلقي الافتراضي قد تشكل من قمر أكبر بعشرين مرة من فوبوس، والذي كان يدور حول المريخ منذ مليارات السنين، ومن المحتمل أن يمثل فوبوس نفسه بقايا هذه الحلقة القديمة.
الفترات الجيولوجية
العصور:
ينقسم التاريخ الجيولوجي للمريخ تقليديًا إلى عدة فترات، مع تحديد الفترات الثلاثة التالية على أنها فترات أساسية:
- الفترة النوحية: هذه الفترة، التي يرجع تاريخها إلى ما بين 4.5 إلى 3.5 مليار سنة مضت، تمثل تشكل أقدم أسطح المريخ الموجودة. إن التضاريس التي تعود إلى العصر النوشي تعاني من ندوب كبيرة بسبب الحفر الصادمة. من المفترض أن يكون انتفاخ ثارسيس، وهو مرتفع بركاني كبير، قد تشكل خلال هذه الحقبة، والذي تميز أيضًا بفيضانات واسعة النطاق بالمياه السائلة في مراحله اللاحقة. تستمد هذه الفترة اسمها من Noachis Terra.
- الفترة الهسبيرية: تمتد من 3.5 مليار سنة مضت إلى ما بين 3.3 و2.9 مليار سنة مضت، وتتميز الفترة الهسبيرية بتكوين سهول واسعة من الحمم البركانية. سميت باسم هيسبيريا بلانوم.
- الفترة الأمازونية: تمتد هذه الفترة ما بين 3.3 و2.9 مليار سنة مضت حتى الوقت الحاضر. تتميز مناطق الأمازون بانخفاض كثافة الحفر النيزكية ولكنها تظهر تباينًا جيولوجيًا كبيرًا. تشكل جبل أوليمبوس خلال هذه الحقبة، مصحوبًا بتدفقات الحمم البركانية الأخرى عبر المريخ. سميت هذه الفترة باسم أمازونيس بلانيتيا.
النشاط الجيولوجي الحديث
لا يزال النشاط الجيولوجي مستمرًا على المريخ. تتميز منطقة أثاباسكا فاليس بتدفقات الحمم البركانية الشبيهة بالصفائح التي يعود تاريخها إلى ما يقرب من 200 مليون سنة. علاوة على ذلك، فقد حدثت تدفقات المياه داخل حفريات سيربيروس منذ أقل من 20 مليون سنة، مما يشير إلى حدوث توغلات بركانية حديثة. التقطت Mars Reconnaissance Orbiter أيضًا صورًا للانهيارات الثلجية.
الخصائص الفيزيائية
يبلغ قطر المريخ حوالي نصف قطر الأرض، أو ضعف قطر القمر، ومساحة سطحه أقل بقليل من إجمالي مساحة اليابسة الجافة للأرض. المريخ أقل كثافة من الأرض، حيث يمتلك حوالي 15% من حجم الأرض و11% من كتلتها، مما ينتج عنه حوالي 38% من جاذبية سطح الأرض. وهو حاليا المثال الوحيد المعروف لكوكب صحراوي، وهو جسم صخري ذو سطح مماثل لصحاري الأرض. ينجم المظهر الأحمر البرتقالي المميز لسطح المريخ عن أكسيد الحديد (III) (الطور النانوي Fe2O3) ومعدن أكسيد-هيدروكسيد الحديد (III) الجيوثيت. على الرغم من أنها تشبه غالبًا الحلوى، إلا أن الألوان السطحية الشائعة الأخرى تشمل الذهبي والبني والأسمر والأخضر، اعتمادًا على المعادن المحددة الموجودة.
البنية الداخلية
كما هو الحال مع الأرض، يتميز المريخ بأنه نواة معدنية كثيفة تعلوها طبقات صخرية أقل كثافة. يبلغ متوسط سمك الطبقة الخارجية، القشرة، 42-56 كيلومترًا (26-35 ميلًا)، بحد أدنى 6 كيلومترات (3.7 ميل) في إيسيدس بلانيتيا وحد أقصى 117 كيلومترًا (73 ميلًا) في هضبة ثارسيس الجنوبية. ولأغراض المقارنة، يبلغ متوسط سمك القشرة الأرضية 27.3 ± 4.8 كيلومتر. العناصر الأكثر وفرة داخل قشرة المريخ هي السيليكون والأكسجين والحديد والمغنيسيوم والألمنيوم والكالسيوم والبوتاسيوم. تم التأكد من أن المريخ نشط زلزاليًا؛ وفي عام 2019، تم الإبلاغ عن أن مهمة InSight قد اكتشفت وسجلت أكثر من 450 زلزالًا مريخيًا وأحداثًا زلزالية ذات صلة.
تقع قشرة المريخ تحت طبقة من السيليكات، والتي تساهم بشكل كبير في خصائص السطح التكتوني والبركاني للكوكب. داخل الوشاح المريخي العلوي، توجد منطقة منخفضة السرعة، تتميز بسرعات الموجات الزلزالية التي يتم تقليلها مقارنة بنطاقات العمق المجاورة. يُظهر هذا الوشاح صلابة على عمق حوالي 250 كيلومترًا، مما يؤدي إلى تكوين غلاف صخري أكثر سمكًا من غلاف الأرض. وتحت هذه الطبقة الصلبة، تزداد ليونة الوشاح تدريجيًا، وترتفع لاحقًا سرعات الموجات الزلزالية. على عكس الوشاح السفلي للأرض، يفتقر الوشاح المريخي إلى طبقة عازلة للحرارة؛ وبدلا من ذلك، وعلى أعماق تتجاوز 1050 كيلومترا، فإن تركيبها المعدني يشبه المنطقة الانتقالية للأرض. توجد طبقة سيليكات سائلة قاعدية، يقدر سمكها بـ 150-180 كم، عند قاعدة الوشاح. يظهر عباءة المريخ عدم تجانس كبير، حيث يحتوي على شظايا كثيفة يصل قطرها إلى 4 كم. ويُعتقد أن هذه الشظايا قد دخلت إلى أعماق الكوكب من خلال تأثيرات هائلة منذ حوالي 4.5 مليار سنة. كشفت الملاحظات من ثمانية زلازل مريخية أن الموجات عالية التردد تباطأت عند عبور هذه المناطق المحلية. تشير النمذجة إلى أن هذه التغايرات تمثل حطامًا متميزًا من الناحية التركيبية، وقد تم الحفاظ عليه بسبب غياب الصفائح التكتونية على كوكب المريخ وبطء الحمل الحراري الداخلي، مما يعيق التجانس الكامل.
يمتلك المريخ نواة من الحديد والنيكل منصهرة جزئيًا على الأقل، مع احتمال وجود نواة داخلية صلبة. ويشكل هذا اللب ما يقرب من نصف قطر المريخ، ويتراوح ما بين 1650 و1675 كم، ويتميز بغناه بالعناصر الخفيفة بما في ذلك الكبريت والأكسجين والكربون والهيدروجين. تشير التقديرات إلى أن درجات الحرارة الأساسية تتراوح بين 2000-2400 كلفن، وهي أقل بكثير من 5400-6230 كلفن المسجلة للنواة الداخلية الصلبة للأرض. يظل وجود نواة داخلية صلبة داخل المريخ مجالًا نشطًا للبحث العلمي. أشار تحقيق أجري عام 2023 باستخدام بيانات من مركبة الهبوط InSight إلى عدم وجود مثل هذا المركز. ومع ذلك، ذكرت دراسة لاحقة أجريت عام 2025، والتي أعادت تحليل نفس البيانات، اكتشاف نواة داخلية صلبة يبلغ نصف قطرها 613 كيلومترًا (381 ميلًا) ± 67 كيلومترًا (42 ميلًا).
جيولوجيا السطح
ككوكب أرضي، يمتلك المريخ سطحًا يتكون من معادن تحتوي على السيليكون والأكسجين والمعادن وغيرها من العناصر الشائعة المكونة للصخور. يتكون سطح المريخ في الغالب من البازلت الثولييتي؛ ومع ذلك، تظهر مناطق معينة محتوى سيليكا أعلى من البازلت النموذجي، ومن المحتمل أن تشبه صخور الأنديزيت الأرضية أو زجاج السيليكا. تشير مناطق البياض المنخفضة إلى تركيزات الفلسبار بلاجيوجلاز، مع مناطق البياض المنخفضة الشمالية التي تظهر على وجه التحديد مستويات مرتفعة من صفائح السيليكات والزجاج عالي السيليكون. توجد كميات يمكن اكتشافها من البيروكسينات عالية الكالسيوم في أجزاء من المرتفعات الجنوبية. علاوة على ذلك، تم تحديد تركيزات موضعية من الهيماتيت والأوليفين. يتم تغطية جزء كبير من السطح على نطاق واسع بغبار أكسيد الحديد (III) ذو الحبيبات الدقيقة.
كشفت البيانات التي حصلت عليها مركبة الهبوط فينيكس أن تربة المريخ قلوية قليلاً وتحتوي على عناصر مثل المغنيسيوم والصوديوم والبوتاسيوم والكلور. هذه العناصر الضرورية لنمو النبات موجودة أيضًا في التربة الأرضية. وأظهرت تجارب الهبوط أيضًا أن تربة المريخ تظهر درجة حموضة أساسية تبلغ 7.7 وتحتوي على 0.6% من البيركلورات حسب الوزن، وهي تركيزات تعتبر سامة للبشر.
تنتشر الخطوط الخطية عبر سطح المريخ، مع ملاحظة تكوينات جديدة بشكل متكرر على المنحدرات الشديدة للحفر والأحواض والوديان. في البداية تكون هذه الخطوط داكنة اللون، لكنها تخف تدريجيًا مع مرور الوقت. تنشأ هذه المعالم من نقاط صغيرة، ويمكن أن تمتد لمئات الأمتار. تشير الملاحظات إلى أنها غالبًا ما تتوافق مع معالم الصخور والعوائق الأخرى. تشير الفرضيات السائدة إلى أن هذه الخطوط تمثل مادة تحت السطح أكثر قتامة مكشوفة بسبب الانهيارات الجليدية من الغبار الساطع أو شياطين الغبار. كما تم اقتراح تفسيرات بديلة، تشمل الآليات التي تنطوي على الماء أو حتى تكاثر الكائنات الحية.
يبلغ متوسط مستويات الإشعاع البيئي على سطح المريخ حوالي 0.64 مللي سيفرت يوميًا، وهو أقل بكثير من 1.84 مللي سيفرت يوميًا (أو 22 مللي راد يوميًا) أثناء العبور من وإلى المريخ. وفي المقابل، يبلغ متوسط مستويات الإشعاع في المدار الأرضي المنخفض، حيث توجد المحطات الفضائية، حوالي 0.5 مللي سيفرت في اليوم. يسجل هيلاس بلانيتيا أدنى إشعاع سطحي، حوالي 0.342 مللي سيفرت في اليوم. داخل هذه المنطقة، يمكن أن تظهر أنابيب الحمم البركانية الواقعة جنوب غرب هادرياكوس مونس مستويات منخفضة تصل إلى 0.064 مللي سيفرت يوميًا، وهي قيمة مماثلة للتعرض للإشعاع أثناء الرحلات الجوية الأرضية.
الخصائص المغناطيسية
على الرغم من عدم وجود مجال مغناطيسي عالمي منظم على كوكب المريخ، تشير بيانات الرصد إلى مغنطة موضعية داخل قشرة الكوكب، مما يشير ضمنا إلى تاريخ من انعكاسات القطبية المتناوبة في مجاله ثنائي القطب القديم. هذا التوقيع المغناطيسي القديم، الموجود في المعادن الحساسة مغناطيسيًا، يشبه النطاقات المتناوبة التي لوحظت على القشرة المحيطية للأرض. هناك فرضية تم اقتراحها في البداية في عام 1999 ثم أعيد تقييمها لاحقًا في أكتوبر 2005 باستخدام بيانات من المساح العالمي للمريخ، تفترض أن هذه النطاقات المغناطيسية تشير إلى نشاط الصفائح التكتونية على المريخ منذ حوالي أربعة مليارات سنة، قبل توقف دينامو الكوكب وما تلا ذلك من تبدد المجال المغناطيسي للكوكب.
جغرافية المريخ وخصائص سطحه
في حين أن يوهان هاينريش فون مادلر وويلهلم بير معروفان في المقام الأول برسم الخرائط القمرية، إلا أنهما يُنسب إليهما باعتبارهما رائدي رسم الخرائط. تضمنت مساهماتهم الأولية تأكيد ديمومة معظم سمات سطح المريخ وحساب فترة دوران الكوكب بدقة. بحلول عام 1840، جمع مادلر عقدًا من الملاحظات لإنتاج الخريطة الافتتاحية للمريخ.
تشتق سمات سطح المريخ تسمياتها من أصول متنوعة. عادةً ما يتم تحديد ميزات البيدو بأسماء من الأساطير الكلاسيكية. تمت تسمية الحفر التي يزيد قطرها عن 50 كيلومترًا تكريمًا للعلماء والكتاب وغيرهم من الأفراد المتوفين الذين حققوا تقدمًا كبيرًا في دراسات المريخ. على العكس من ذلك، يتم تعيين أسماء المدن والقرى الأصغر حجمًا على مستوى العالم والتي يقل عدد سكانها عن 100000 نسمة. تحمل الوديان الممتدة أسماء مشتقة من مصطلح "المريخ" أو "النجم" بلغات مختلفة، بينما تتم تسمية الوديان الأصغر على اسم الأنهار الأرضية.
تحتفظ العديد من ميزات البياض الواسعة بتسمياتها التاريخية، على الرغم من تنقيحها بشكل متكرر لدمج الفهم المعاصر لخصائصها. على سبيل المثال، تمت إعادة تصنيف Nix Olympica (بمعنى "ثلوج أوليمبوس") إلى Olympus Mons ("جبل أوليمبوس"). من الأرض، يبدو سطح المريخ منقسمًا إلى منطقتين متميزتين تتميزان بتباين البياض. تاريخيًا، كان يُنظر إلى السهول الخفيفة، المكونة من الغبار والرمال الغنية بأكسيد الحديد المحمر، على أنها "قارات" مريخية، ومن ثم سميت، على سبيل المثال، أرابيا تيرا (الأرض العربية) أو أمازونيس بلانيتيا (سهل الأمازون). على العكس من ذلك، تم تفسير السمات الداكنة في البداية على أنها بحار، مما أدى إلى تسميات مثل Mare Erythraeum، وMare Sirenum، وAurorae Sinus. يمثل Syrtis Major Planum أبرز المعالم المظلمة التي يمكن ملاحظتها من الأرض. يُطلق على الغطاء الجليدي القطبي الشمالي الدائم اسم Planum Boreum، بينما يُعرف نظيره الجنوبي باسم Planum Australe.
بينما يتم تحديد خط استواء المريخ دورانيًا، فإن خط الطول الرئيسي الخاص به، المماثل لخط الطول غرينتش على الأرض، تم تحديده من خلال اختيار نقطة مرجعية عشوائية. قام مادلر وبير في البداية بتعيين خط محدد لهذا الغرض في خرائطهم المريخية لعام 1830. بعد الصور الشاملة التي قدمتها المركبة الفضائية Mariner 9 في عام 1972، اختار Merton E. Davies وHarold Masursky وGérard de Vaucouleurs حفرة صغيرة، سُميت فيما بعد Airy-0 وتقع داخل Sinus Meridiani ('Middle Bay' أو 'Meridian Bay')، لتحديد خط الطول 0.0 درجة، بما يتماشى مع المرجع المختار مسبقًا.
بالنظر إلى نظرًا لغياب المحيطات، وبالتالي "مستوى سطح البحر" على المريخ، يتطلب السطح ذو الارتفاع الصفري تعيينه كمسند مرجعي. يُطلق على هذا المرجع اسم الحلقية للمريخ، وهو ما يشبه مجسم الأرض. يتم تعريف الارتفاع الصفري على وجه التحديد على أنه الارتفاع الذي يبلغ فيه الضغط الجوي 610.5 باسكال (6.105 مليبار). تتوافق قيمة الضغط هذه مع النقطة الثلاثية للمياه وتشكل حوالي 0.6% من الضغط السطحي لمستوى سطح البحر على الأرض (0.006 ضغط جوي).
لأغراض رسم الخرائط، تقسم هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية سطح المريخ إلى ثلاثين رباعي الزوايا، سُمي كل منها على اسم ميزة البياض الكلاسيكية البارزة داخل حدوده. في أبريل 2023، وثقت صحيفة نيويورك تايمز إصدار خريطة عالمية محدثة للمريخ، تم تجميعها من الصور التي حصلت عليها مركبة الأمل الفضائية. في الوقت نفسه، نشرت وكالة ناسا خريطة مريخية عالمية أكثر تفصيلاً في 16 أبريل 2023.
البراكين المريخية
تستضيف منطقة مرتفعات ثارسيس الواسعة العديد من البراكين الضخمة، ولا سيما بركان الدرع أوليمبوس مونس. يمتد هذا الصرح البركاني بعرض أكثر من 600 كيلومتر (370 ميل). نظرًا لحجمها الهائل وهياكلها الهامشية المعقدة، فإن تحديد ارتفاعها بدقة يمثل تحديًا. تضاريسها المحلية، التي تقاس من قاعدة المنحدرات على طول جناحها الشمالي الغربي إلى قمتها، تتجاوز 21 كم (13 ميل)، وهو أكثر من ضعف ارتفاع مونا كيا عند قياسه من قاعدتها المحيطية. إجمالي فارق الارتفاع من سهول أمازونيس بلانيتيا، التي تقع على بعد أكثر من 1000 كيلومتر (620 ميل) إلى الشمال الغربي، إلى القمة يقترب من 26 كيلومترًا (16 ميلًا)، أي ما يقرب من ثلاثة أضعاف ارتفاع جبل إيفرست، الذي يبلغ ارتفاعه ما يزيد قليلاً عن 8.8 كيلومتر (5.5 ميل). وبالتالي، يُصنف أوليمبوس مونس إما كأطول أو ثاني أطول جبل في النظام الشمسي؛ المنافس الوحيد المعروف لارتفاع أكبر هو قمة ريسيلفيا على الكويكب فيستا، ويقدر ارتفاعها بـ 20-25 كم (12-16 ميل).
تأثير التضاريس
تظهر تضاريس المريخ انقسامًا مذهلاً: فالسهول الشمالية، التي صقلتها تدفقات الحمم البركانية، تتناقض بشكل حاد مع المرتفعات الجنوبية، التي تم حفرها وحفرها على نطاق واسع بسبب التأثيرات القديمة. من الناحية النظرية، منذ ما يقرب من أربعة مليارات سنة، ربما يكون نصف الكرة الشمالي للمريخ قد تأثر بجسم يتراوح حجمه بين عُشر إلى ثلثي حجم قمر الأرض. إذا ثبتت دقة هذه الفرضية، فإن نصف الكرة الشمالي للمريخ سيستضيف حفرة تصادمية تبلغ مساحتها 10600 × 8500 كيلومتر (6600 × 5300 ميل)، وهي مساحة تعادل تقريبًا أوروبا وآسيا وأستراليا مجتمعة، وبالتالي تتجاوز يوتوبيا بلانيتيا وحوض القطب الجنوبي للقمر - آيتكين كأكبر حفرة تصادمية معروفة في النظام الشمسي.
يحمل المريخ ندوب 43000 حفرة ارتطامية، يبلغ قطر كل منها 5 كيلومترات (3.1 ميل) أو أكثر. أبرز الحفرة المكشوفة هي هيلاس، التي يبلغ عرضها 2300 كيلومتر (1400 ميل) ويصل عمقها إلى 7000 متر (23000 قدم)، مما يوفر ميزة بياض عالية يمكن ملاحظتها بوضوح من الأرض. تشمل ميزات التأثير الهامة الإضافية أرجيري، التي يبلغ قطرها حوالي 1800 كيلومتر (1100 ميل)، وإيزيديس، التي يبلغ قطرها حوالي 1500 كيلومتر (930 ميل). نظرًا لكتلته وحجمه الأصغر نسبيًا، يواجه المريخ ما يقرب من نصف احتمالية أحداث الاصطدام مقارنة بالأرض. ومع ذلك، فإن قربها من حزام الكويكبات يزيد من قابليتها للتأثيرات الناجمة عن المواد التي تنشأ هناك. علاوة على ذلك، يتأثر المريخ بشكل متكرر بالمذنبات قصيرة الدورة، أي، تلك التي تنحصر مداراتها داخل كوكب المشتري.
يشير شكل بعض الحفر المريخية إلى أن المواد الموجودة تحت السطح أصبحت مشبعة بالماء بعد اصطدام النيزك.
الخصائص التكتونية
وادي مارينريس، وهو نظام وادي هائل (باللاتينية يعني "أودية مارينر"، ويُشار إليه تاريخيًا أيضًا باسم أجاثوديمون على خرائط القنوات القديمة)، ويمتد لمسافة 4000 كيلومتر (2500 ميل) ويصل إلى أعماق تصل إلى 7 كيلومترات (4.3 ميل). طوله يمكن مقارنته بطول قارة أوروبا بأكملها، حيث يغطي حوالي خمس محيط المريخ. في المقابل، يبلغ طول جراند كانيون على الأرض 446 كيلومترًا (277 ميلًا) فقط وعمقه حوالي 2 كيلومتر (1.2 ميل). يُعزى تكوين Valles Marineris إلى ارتفاع منطقة ثارسيس، مما أدى لاحقًا إلى انهيار القشرة الأرضية داخل محيط الوادي. اقترح اقتراح عام 2012 أن وظيفة فاليس مارينريس لا تعمل فقط كخطاف، ولكن كحدود صفيحة تظهر 150 كيلومترًا (93 ميلًا) من الحركة العرضية، مما يعني ضمنًا احتمال وجود نظام تكتوني مكون من صفيحتين على المريخ.
المعالم الجوفية والكهوف
حددت البيانات التي حصل عليها نظام التصوير بالانبعاثات الحرارية (THEMIS) على مركبة Mars Odyssey التابعة لناسا سبعة مداخل محتملة للكهوف تقع على جوانب بركان أرسيا مونس. تمثل هذه الكهوف، التي تم تسميتها بشكل غير رسمي "الأخوات السبع" والتي سميت على اسم أحباء المكتشفين، فتحات مهمة تحت سطح الأرض. يتراوح عرض مداخل هذه الكهوف من 100 إلى 252 مترًا (328 إلى 827 قدمًا)، مع الحد الأدنى للأعماق المقدرة من 73 إلى 96 مترًا (240 إلى 315 قدمًا). ونظرًا لأن ضوء الشمس لا يخترق أرضيات معظم هذه الكهوف، فإن أعماقها الفعلية قد تتجاوز هذه التقديرات الأولية بشكل كبير، ومن المحتمل أن تتوسع بشكل كبير تحت السطح. الاستثناء الوحيد هو "دينا" الذي يمكن رؤية أرضيته وتم قياسه على عمق 130 مترًا (430 قدمًا). يمكن أن توفر الأجزاء الداخلية لهذه التكوينات الجوفية الحماية من النيازك الدقيقة، والأشعة فوق البنفسجية، والتوهجات الشمسية، والجسيمات عالية الطاقة التي تؤثر باستمرار على سطح المريخ.
المعالم الجيولوجية الأخرى
الغلاف الجوي
لقد عانى المريخ من فقدان غلافه المغناطيسي منذ حوالي 4 مليارات سنة، ربما نتيجة لتأثيرات الكويكبات العديدة. يسمح هذا الغياب للرياح الشمسية بالتفاعل مباشرة مع الغلاف الأيوني المريخي، وبالتالي تقليل كثافة الغلاف الجوي عن طريق تجريد الذرات من الطبقة الخارجية. اكتشفت مهمتا Mars Global Surveyor وMars Express جسيمات جوية متأينة تتبدد في الفضاء خلف المريخ، وهي ظاهرة قيد التحقيق حاليًا بواسطة المركبة الفضائية MAVEN. بالمقارنة مع الأرض، فإن الغلاف الجوي للمريخ مخلخل إلى حد كبير. يتراوح الضغط الجوي السطحي حاليًا من 30 باسكال (0.0044 رطل لكل بوصة مربعة) على الأقل في أوليمبوس مونس إلى أكثر من 1,155 باسكال (0.1675 رطل لكل بوصة مربعة) في هيلاس بلانيتيا، مع متوسط ضغط سطحي يبلغ 600 باسكال (0.087 رطل لكل بوصة مربعة). ذروة كثافة الغلاف الجوي على المريخ تعادل تلك الموجودة على ارتفاع 35 كيلومترًا (22 ميلًا) فوق سطح الأرض. وبالتالي، فإن متوسط الضغط السطحي يشكل 0.6% فقط من ضغط الأرض البالغ 101.3 كيلو باسكال (14.69 رطل لكل بوصة مربعة). يبلغ ارتفاع مقياس الغلاف الجوي حوالي 10.8 كيلومتر (6.7 ميل)، وهو ما يتجاوز ارتفاع الأرض بمقدار 6 كيلومتر (3.7 ميل) نظرًا لأن جاذبية سطح المريخ تبلغ حوالي 38% فقط من جاذبية الأرض.
يتكون الغلاف الجوي للمريخ من حوالي 96% ثاني أكسيد الكربون، و1.93% أرجون، و1.89% نيتروجين، إلى جانب كميات ضئيلة من الأكسجين والماء. هذا الغلاف الجوي مغبر بشكل ملحوظ، ويحتوي على جسيمات يبلغ قطرها التقريبي 1.5 ميكرومتر، والتي تضفي لونًا أسمرًا على سماء المريخ عند النظر إليها من السطح. يمكن أن يساهم وجود جزيئات أكسيد الحديد المعلقة أيضًا في الحصول على لون وردي.
على الرغم من الاكتشافات المتكررة للميثان على المريخ، إلا أن الإجماع العلمي النهائي بشأن أصله لا يزال بعيد المنال. تشير إحدى الفرضيات إلى وجود الميثان على المريخ ويظهر تقلبات موسمية في تركيزه. يمكن أن ينجم وجود الميثان عن عمليات غير بيولوجية، مثل عملية السربنتينة التي تنطوي على الماء وثاني أكسيد الكربون ومعدن الأوليفين - المعروف بانتشاره على المريخ - أو بدلاً من ذلك، من الحياة المريخية الموجودة.
بالنسبة للأرض، من المحتمل أن يساهم ارتفاع تركيز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي2 وانخفاض الضغط السطحي على المريخ في زيادة توهين الصوت، حيث تكون المصادر الصوتية الطبيعية نادرة باستثناء الرياح. يشير تحليل التسجيلات الصوتية التي جمعتها المركبة Perseverance إلى أن سرعة الصوت على المريخ تبلغ حوالي 240 م/ث للترددات الأقل من 240 هرتز و250 م/ث للترددات الأعلى.
تم رصد الشفق القطبي على المريخ. نظرًا لافتقار المريخ إلى مجال مغناطيسي عالمي، فإن خصائص الشفق القطبي وتوزيعه المكاني تختلف عن تلك الموجودة على الأرض؛ وبدلاً من أن يقتصر الشفق المريخي في الغالب على المناطق القطبية، فإنه يمكن أن يشمل الكوكب بأكمله. في سبتمبر 2017، أبلغت وكالة ناسا عن مضاعفة مؤقتة لمستويات الإشعاع على سطح المريخ، والتي ارتبطت بشفق أكثر سطوعًا بمقدار 25 مرة من أي شفق تم تسجيله سابقًا، ويُعزى ذلك إلى عاصفة شمسية شديدة وغير متوقعة حدثت في منتصف الشهر.
المناخ
يمر المريخ بمواسم تتناوب بين نصفيه الشمالي والجنوبي، على غرار الأرض. علاوة على ذلك، يمتلك مدار المريخ انحرافًا أكبر مقارنةً بمدار الأرض، مما يؤدي إلى حدوث الحضيض الشمسي خلال صيف نصف الكرة الجنوبي وشتاء نصف الكرة الشمالي، ويتزامن الأوج مع شتاء نصف الكرة الجنوبي وصيف نصف الكرة الشمالي. وبالتالي، فإن الفصول في نصف الكرة الجنوبي تكون أكثر تطرفًا، في حين أن الفصول في نصف الكرة الشمالي أكثر اعتدالًا مما قد تكون عليه. يمكن أن تتجاوز درجات الحرارة في الصيف في الجنوب درجات حرارة الصيف الشمالية المكافئة بما يصل إلى 30 درجة مئوية (54 درجة فهرنهايت).
تتقلب درجات حرارة سطح المريخ بشكل كبير، حيث تتراوح من أدنى مستوياتها إلى -110 درجة مئوية (−166 درجة فهرنهايت) إلى أعلى مستوياتها التي تصل إلى 35 درجة مئوية (95 درجة فهرنهايت) خلال الصيف الاستوائي. يُعزى نطاق درجات الحرارة الكبير هذا إلى قدرة الغلاف الجوي الرقيق المحدودة على الاحتفاظ بالحرارة الشمسية، والضغط الجوي المنخفض (حوالي 1% من الغلاف الجوي للأرض)، والقصور الذاتي الحراري المنخفض لتربة المريخ. يقع الكوكب على بعد 1.52 مرة من الشمس عن الأرض، مما ينتج عنه 43% فقط من الإشعاع الشمسي الذي تتلقاه الأرض.
يعد المريخ موطنًا لأكبر العواصف الترابية في النظام الشمسي، حيث تتجاوز سرعة الرياح 160 كم/ساعة (100 ميل في الساعة). يمكن أن تتراوح هذه العواصف في نطاقها من أحداث محلية إلى أنظمة هائلة تغطي الكوكب بأكمله. تظهر عادةً عندما يكون المريخ أقرب إلى الشمس وقد ثبت أنها ترفع درجات الحرارة العالمية. بالإضافة إلى ذلك، تؤدي العمليات الموسمية إلى تكوين أغطية جليدية جافة على القمم الجليدية القطبية.
الهيدرولوجيا
على الرغم من أن المريخ يمتلك كميات كبيرة من الماء، إلا أن أغلبها موجود على شكل جليد مائي مغطى بالغبار داخل قممه الجليدية القطبية. في حالة ذوبان الجليد المائي في الغطاء القطبي الجنوبي، فإنه سينتج حجمًا كافيًا لإغراق معظم سطح الكوكب إلى عمق 11 مترًا (36 قدمًا).
لا يستطيع الماء السائل البقاء على سطح المريخ بسبب الضغط الجوي المنخفض للغاية على الكوكب، والذي يشكل أقل من 1% من الضغط الجوي على الأرض. فقط في المناطق الطبوغرافية المنخفضة تصبح ظروف الضغط ودرجة الحرارة كافية للوجود المؤقت للمياه السائلة.
على الرغم من الحد الأدنى من وجود الماء في الغلاف الجوي، إلا أنها كافية لتوليد سحب جليدية مائية، وأشكال مختلفة من الثلج، والصقيع، والتي تختلط في كثير من الأحيان مع ثاني أكسيد الكربون والثلج الجاف.
الغلاف المائي القديم
توفر الخصائص الجيومورفولوجية للمريخ أدلة دامغة على وجود الماء السائل على سطح الكوكب في الماضي. ما يقرب من 25 قطعة خطية واسعة من التضاريس المتآكلة، تسمى قنوات التدفق، تعبر السطح. يتم تفسير هذه التكوينات عمومًا على أنها بقايا تآكل ناجمة عن التصريف الكارثي للمياه من طبقات المياه الجوفية، على الرغم من أن الفرضيات البديلة تقترح أن أصلها من النشاط الجليدي أو البركاني. ومن الأمثلة البارزة على ذلك، معاديم فاليس، التي تمتد بطول 700 كيلومتر (430 ميل)، متجاوزة بشكل كبير جراند كانيون، بعرض 20 كيلومتر (12 ميل) وأعماق محلية تصل إلى 2 كيلومتر (1.2 ميل). ويُعتقد أن هذه الميزة قد تم نحتها بواسطة المياه المتدفقة خلال المراحل الأولى من تاريخ المريخ. ويقدر أن أحدث هذه القنوات قد تشكلت قبل بضعة ملايين من السنين فقط.
وفي مناطق أخرى، لا سيما داخل أقدم تضاريس المريخ، تتوزع شبكات الوادي التغصنية المعقدة على نطاق واسع عبر أجزاء كبيرة من المناظر الطبيعية. تشير الخصائص المورفولوجية والترتيب المكاني لهذه الوديان بقوة إلى تكوينها من خلال الجريان السطحي الناتج عن هطول الأمطار في تاريخ المريخ المبكر. في حين أن تدفق المياه تحت السطح واستنزاف المياه الجوفية ربما ساهما كعوامل ثانوية مهمة في بعض الشبكات، فإن هطول الأمطار يعتبر الآلية الأساسية المسؤولة عن الشق في جميع الحالات تقريبًا.
تم ملاحظة آلاف المعالم التي تشبه الأخاديد الأرضية على طول جدران الحفرة والوادي. تقع هذه الأخاديد في الغالب في مرتفعات نصف الكرة الجنوبي، وتتجه نحو خط الاستواء، وتقع في اتجاه القطب عند خط عرض 30 درجة. يقترح العديد من الباحثين أن عملية تكوينها تتطلب وجود ماء سائل، من المحتمل أن يكون مشتقًا من ذوبان الجليد، بينما يؤكد آخرون على آليات تنطوي على صقيع ثاني أكسيد الكربون أو نقل الغبار الجاف. يشير غياب الأخاديد المتدهورة جزئيًا بسبب العوامل الجوية وعدم وجود حفر صدمية متراكبة إلى أن هذه الميزات حديثة جيولوجيًا، ومن المحتمل أن تظل نشطة. توفر التكوينات الجيولوجية الإضافية، بما في ذلك الدلتا والمراوح الغرينية المحفوظة داخل الحفر، مزيدًا من التأكيد على فترات الظروف الأكثر دفئًا ورطوبة خلال تاريخ المريخ القديم. تستلزم هذه الظروف بطبيعتها وجود بحيرات فوهة البركان على نطاق واسع عبر جزء كبير من السطح، وهي فرضية تدعمها بيانات معدنية ورسوبية وجيومورفولوجية مستقلة. علاوة على ذلك، فإن اكتشاف معادن محددة مثل الهيماتيت والجويتيت، وكلاهما يترسب عادة في وجود الماء، يقدم دليلاً إضافيًا على وجود الماء السائل في الماضي على سطح المريخ.
الملاحظات والاكتشافات التاريخية للأدلة المائية
تم إنشاء الكشف الطيفي للتوقيع الكيميائي لبخار الماء على المريخ لأول مرة بشكل لا لبس فيه في عام 1963 باستخدام تلسكوب أرضي. في عام 2004، حددت المركبة Opportunity معدن الجاروسيت. يحدث تكوين الجاروسيت حصريًا في البيئات المائية الحمضية، مما يشير إلى وجود الماء في الماضي على المريخ. اكتشفت المركبة الفضائية Spirit رواسب السيليكا المركزة في عام 2007، مما يشير إلى ظروف رطبة تاريخية، وفي ديسمبر 2011، عثرت المركبة الفضائية Mars Rover Opportunity التابعة لناسا على الجبس، وهو معدن آخر يتكون في وجود الماء، على السطح. إن المحتوى المائي المقدر في الوشاح العلوي للمريخ، والذي يتجلى في أيونات الهيدروكسيل داخل معادن المريخ، يمكن مقارنته بمحتوى الأرض أو يتجاوزه، ويتراوح من 50 إلى 300 جزء في المليون من الماء، وهي كمية كافية لتغطية الكوكب بأكمله على عمق 200-1000 متر (660-3280 قدمًا).
في 18 مارس 2013، كشفت وكالة ناسا عن النتائج التي توصلت إليها الأدوات الموجودة على متن المركبة الفضائية كيوريوسيتي، والتي تشير إلى وجود ترطيب معدني، وتحديدًا كبريتات الكالسيوم المائية، داخل عينات صخرية مختلفة. وتضمنت هذه العينات شظايا من صخور "تينتينا" و"سوتون إنليير"، إلى جانب عروق وعقيدات في تكوينات أخرى مثل صخور "كنور" و"فيرنيك". كشف التحليل اللاحق الذي أجراه جهاز Dynamic Albedo of Neutrons (DAN) الخاص بالمركبة عن وجود مياه تحت السطح، بتركيزات تصل إلى 4% حسب الكتلة، وتمتد إلى عمق 60 سم (24 بوصة). تم جمع هذه الأدلة أثناء رحلة المركبة من موقع Bradbury Landing إلى منطقة Yellowknife Bay داخل تضاريس Glenelg. في سبتمبر 2015، أعلنت وكالة ناسا أيضًا عن أدلة قوية على تدفقات المياه المالحة المائية ضمن خطوط المنحدرات المتكررة، المستمدة من بيانات المطياف لمناطق المنحدرات المظلمة. تُظهر هذه الخطوط تدفقًا هابطًا خلال فصل الصيف المريخي، عندما تتجاوز درجات الحرارة -23 درجة مئوية، وتتجمد عند درجات حرارة أكثر برودة. أيدت هذه الملاحظات في البداية الفرضيات السابقة، بناءً على توقيت التكوين ومعدلات النمو، مما يشير إلى أن هذه الخطوط الداكنة كانت ناجمة عن تدفق المياه تحت السطح. ومع ذلك، فقد اقترحت الأبحاث اللاحقة أن هذه الخطوط قد تمثل بدلاً من ذلك تدفقات جافة وحبيبية، حيث يلعب الماء دورًا ثانويًا على الأكثر في بدايتها. وبالتالي، فإن التحديد القاطع لوجود ومدى ووظيفة الماء السائل على سطح المريخ لا يزال دون حل.
تفترض الفرضية السائدة بين الباحثين أن جزءًا كبيرًا من السهول الشمالية المنخفضة للكوكب كان مغمورًا ذات يوم تحت محيط يبلغ عمقه مئات الأمتار، على الرغم من أن هذه النظرية لا تزال قيد المناقشة. في مارس 2015، قدر العلماء أن مثل هذا المحيط المريخي القديم يمكن أن ينافس حجم المحيط المتجمد الشمالي للأرض. استند هذا التقدير إلى مقارنة نسبة البروتيوم إلى الديوتيريوم في الغلاف الجوي للمريخ المعاصر مع تلك الموجودة في الأرض. إن وفرة الديوتيريوم المرصودة على المريخ (D/H = 9.3 ± 1.7 10−4) أكبر بخمس إلى سبع مرات من وفرة الأرض (D/H = 1.56 10−4)، مما يعني أن المريخ القديم كان يمتلك كميات مياه أعلى بكثير. كما كشفت بيانات سابقة من المركبة Curiosity عن ارتفاع نسبة الديوتيريوم داخل حفرة غيل، على الرغم من أنها ليست عالية بما يكفي للإشارة بشكل قاطع إلى وجود محيط سابق. ومع ذلك، ينصح علماء آخرون بالحذر، مشيرين إلى أن هذه النتائج تفتقر إلى تأكيد مستقل وأن النماذج المناخية الحالية للمريخ لا تظهر بعد الظروف الماضية دافئة بما يكفي للحفاظ على المسطحات المائية السائلة الواسعة. بجوار الغطاء القطبي الشمالي تقع حفرة كوروليف التي يبلغ عرضها 81.4 كيلومترًا (50.6 ميلًا)، والتي حددتها المركبة الفضائية Mars Express على أنها تحتوي على ما يقرب من 2200 كيلومتر مكعب (530 ميلًا مكعبًا) من الجليد المائي.
في نوفمبر 2016، أعلنت وكالة ناسا عن اكتشاف خزان كبير من الجليد تحت السطح داخل منطقة يوتوبيا بلانيتيا. ويشبه الحجم المقدر لهذه المياه المكتشفة حجم بحيرة سوبيريور التي تحتوي على 12100 كيلومتر مكعب. علاوة على ذلك، بين عامي 2018 و2021، حددت المركبة ExoMars Trace Gas Orbiter أدلة على وجود مياه، من المحتمل أن تكون على شكل جليد تحت السطح، داخل نظام وادي فاليس مارينريس.
الحركة المدارية
يحتفظ المريخ بمسافة مدارية متوسطة تبلغ حوالي 230 مليون كيلومتر (143 مليون ميل) من الشمس، ويكمل مداره في 687 يومًا أرضيًا. اليوم الشمسي المريخي، أو sol، أطول قليلاً من يوم الأرض، حيث يستمر 24 ساعة و39 دقيقة و35.244 ثانية. وبالتالي، فإن السنة المريخية الواحدة تعادل 1.8809 سنة أرضية، أو سنة واحدة و320 يومًا و18.2 ساعة. يعد فرق جهد الجاذبية، وبالتالي دلتا-v المطلوبة للانتقال بين الكواكب بين المريخ والأرض، ثاني أدنى فرق بين أجسام النظام الشمسي بالنسبة للأرض.
يُظهر المريخ ميلًا محوريًا قدره 25.19 درجة بالنسبة لمستواه المداري، وهي قيمة مماثلة للميل المحوري للأرض. يؤدي هذا التشابه إلى وجود مواسم مميزة على المريخ، مماثلة لتلك الموجودة على الأرض، وإن كانت أطول بمرتين تقريبًا بسبب الفترة المدارية الممتدة للمريخ. حاليًا، يتم توجيه القطب الشمالي للمريخ بالقرب من النجم ذنب الذنب.
يمتلك المريخ انحرافًا مداريًا واضحًا بشكل ملحوظ، حوالي 0.09، والذي لا يفوقه سوى عطارد من بين الكواكب السبعة الأخرى في النظام الشمسي. تشير البيانات الفلكية التاريخية إلى أن مدار المريخ كان أكثر دائرية في الماضي. على سبيل المثال، منذ 1.35 مليون سنة أرضية، كان انحرافها حوالي 0.002، وهو أقل بكثير من انحراف الأرض الحالي. تمتد دورة الانحراف المداري للمريخ إلى 96000 سنة أرضية، على عكس دورة الأرض التي تبلغ 100000 سنة.
يحدث أقرب اقتراب للمريخ من الأرض، المعروف باسم المعارضة، خلال فترة اقترانية تبلغ 779.94 يومًا. لا ينبغي الخلط بين هذه الظاهرة وبين اقتران المريخ، الذي يصف التكوين حيث يتم وضع الأرض والمريخ على جانبي متقابلين من النظام الشمسي، مما يشكل محاذاة خطية مع الشمس. في حين أن متوسط الفاصل الزمني بين المعارضات المريخية المتعاقبة، فترتها المجمعية، هو 780 يومًا، فإن المدة الفعلية يمكن أن تتقلب من 764 إلى 812 يومًا. تتراوح المسافة خلال هذه الاقترابات القريبة من حوالي 54 إلى 103 مليون كيلومتر (34 إلى 64 مليون ميل)، وهو تباين يعزى إلى الطبيعة الإهليلجية لمدارات كلا الكوكبين، وبالتالي يؤثر على حجمهما الزاوي الظاهري. على العكس من ذلك، عند أقصى انفصال بينهما، يمكن أن يصل البعد بين المريخ والأرض إلى 401 مليون كيلومتر (249 مليون ميل) عن بعضهما البعض. تحدث معارضة المريخ للأرض كل 2.1 سنة تقريبًا. ومن الجدير بالذكر أن المعارضة التي تزامنت مع الحضيض الشمسي للمريخ حدثت في الأعوام 2003 و2018 و2035، حيث أظهرت أحداث 2020 و2033 قربًا خاصًا من المعارضة الحضيضية.
يُظهر المريخ متوسطًا ظاهريًا قدره +0.71، مع انحراف معياري قدره 1.05. بسبب انحراف مدار المريخ، يمكن أن يتراوح حجمه أثناء معارضته للشمس بين −3.0 و −1.4 تقريبًا. الحد الأدنى من سطوع الكوكب، المسجل بقدر +1.86، يحدث عندما يكون قريبًا من الأوج وبالتزامن مع الشمس. عندما يكون المريخ في أوج سطوعه، إلى جانب المشتري، يحتل المرتبة الثانية بعد كوكب الزهرة من حيث اللمعان الظاهري. عادة، يقدم المريخ لونًا مميزًا باللون الأصفر أو البرتقالي أو الأحمر. في أقصى مسافة له من الأرض، يكون المريخ أبعد بسبع مرات عما كان عليه عندما كان في أقرب نقطة له. إن ظروف المشاهدة المثالية لكوكب المريخ، التي تتميز بقربها، تحدث عادة مرة أو مرتين خلال دورات مدتها 15 أو 17 عامًا. حتى أثناء أقرب اقتراب من الأرض والمريخ، عادةً ما تكون التلسكوبات الأرضية البصرية مقيدة بتحليل المعالم التي يبلغ حجمها حوالي 300 كيلومتر (190 ميل)، ويرجع ذلك أساسًا إلى التداخل الجوي على الأرض.
عند الاقتراب من المعارضة، يبدأ المريخ مرحلة من الحركة التراجعية، والتي يبدو خلالها أنه يجتاز للخلف في مسار حلقي بالنسبة إلى المجال النجمي في الخلفية. وتمتد فترة التراجع هذه لمدة 72 يومًا تقريبًا، حيث يصل المريخ إلى أقصى سطوع ظاهري له في منتصف هذه الفترة.
الأقمار الصناعية
يمتلك المريخ قمرين طبيعيين صغيرين نسبيًا، فوبوس (قطره حوالي 22 كم (14 ميل) وديموس (قطره حوالي 12 كم (7.5 ميل))، ويدوران حول الكوكب على مسافات 9,376 كم (5,826 ميل) و23,460 كم (14,580 ميل)، على التوالي. لا يزال نشأة هذه الأقمار غير مؤكد، على الرغم من أن الفرضية السائدة تفترض أن أصلها هو كويكبات تم التقاطها بفعل الجاذبية في مدار المريخ.
تم اكتشاف هذين القمرين في عام 1877 من قبل آساف هول وتمت تسميتهما فيما بعد على اسم التوأم اليوناني الأسطوري فوبوس (تجسيد الذعر والخوف) وديموس (تجسيد الرعب والرهبة)، اللذين كانا بمثابة رفاق لأبيهما آريس، إله الحرب، في القتال. المريخ، الإله الروماني، هو النظير اليوناني لآريس. في اليونانية المعاصرة، لا يزال يُشار إلى الكوكب باسمه القديم، آريس (آريس: Άρης).
من سطح المريخ، تتباين الديناميكيات المدارية لفوبوس ودييموس بشكل كبير عن تلك الخاصة بقمر الأرض. يُظهر فوبوس حركة شاذة، حيث يرتفع في الغرب، ويغرب في الشرق، ثم يعود للظهور خلال فترة 11 ساعة فقط. يقع ديموس خارج المدار المتزامن مباشرة - وهي الحالة التي تتوافق فيها الفترة المدارية للكوكب مع فترة دوران الكوكب - ويصعد بشكل متوقع في الشرق، وإن كان بوتيرة منخفضة. ونظرًا لأن مدار فوبوس يقع تحت ارتفاع متزامن، فإن قوى المد المريخية تعمل تدريجيًا على تقليل نصف قطر مداره. في غضون 50 مليون سنة تقريبًا، من المتوقع أن يصطدم فوبوس بسطح المريخ أو يتفكك، مشكلًا نظامًا حلقيًا حول الكوكب.
لا يزال أصل هذين القمرين الصناعيين غير مفهوم تمامًا. تم تفسير بياضها المنخفض وتكوينها، الذي يميز الكوندريتات الكربونية، على أنه مؤشر على أصول كويكبية، مما يضفي مصداقية على فرضية الالتقاط. يشير مدار فوبوس غير المستقر بطبيعته أيضًا إلى حدث التقاط حديث نسبيًا. ومع ذلك، يحتفظ كلا القمرين الصناعيين بمدارات دائرية على مقربة من خط الاستواء المريخي، وهو تكوين غير معتاد بالنسبة للأجسام الملتقطة، كما أن ديناميكيات الالتقاط المطلوبة معقدة بطبيعتها. في حين أن التراكم خلال المراحل الأولى من تاريخ المريخ يقدم آلية تشكيل معقولة، إلا أنه لن يفسر بشكل كافٍ تكوينًا أقرب إلى الكويكبات منه إلى المريخ نفسه، على افتراض أن هذا التشابه التركيبي مثبت. علاوة على ذلك، من المفترض أن يمتلك المريخ أقمارًا غير مكتشفة، يتراوح قطرها من 50 إلى 100 متر (160 إلى 330 قدمًا)، ومن المتوقع أن توجد حلقة غبار داخل المنطقة المدارية بين فوبوس ودييموس.
تتضمن الفرضية الثالثة المتعلقة بأصلها كأقمار مريخية مشاركة جرم سماوي إضافي أو شكل من أشكال اضطراب التأثير. تشير الأدلة الحديثة إلى أن فوبوس يمتلك بنية داخلية عالية المسامية وتركيبة تتكون أساسًا من السيليكات الورقية ومعادن أخرى موجودة على المريخ، وتشير إلى أن فوبوس نشأ من مادة مقذوفة نتيجة اصطدام المريخ والتي عادت لاحقًا إلى التراكم في المدار، مما يعكس النظرية السائدة حول قمر الأرض. في حين أن أطياف أقمار المريخ المرئية والقريبة من الأشعة تحت الحمراء (VNIR) تشبه تلك الموجودة في حزام الكويكبات الخارجي، فقد تم الإبلاغ عن أطياف الأشعة تحت الحمراء الحرارية لفوبوس على أنها غير متوافقة مع أي فئة من الكوندريتات. وبدلاً من ذلك، قد يمثل فوبوس ودييموس أجزاء من قمر أقدم وأكبر حجمًا، تكوّن من الحطام بعد اصطدام كبير بالمريخ، والذي تم تدميره بعد ذلك نتيجة اصطدام أحدث بهذا القمر الصناعي.
وفي الآونة الأخيرة، اقترحت دراسة بحثية متعددة الجنسيات وجود قمر مفقود في الماضي، يُقدر حجمه بما لا يقل عن خمسة عشر ضعف حجم فوبوس. ومن خلال تحليل التكوينات الجيولوجية على كوكب المريخ التي تدل على عمليات المد والجزر، فمن المفترض أن عمليات المد والجزر هذه ربما تم تنظيمها بواسطة هذا القمر القديم.
الملاحظات والاستكشافات البشرية
يتميز السجل التاريخي لملاحظات المريخ بالتناقضات، وهي الفترات التي يكون فيها الكوكب أقرب إلى الأرض وبالتالي يكون مرئيًا بسهولة أكبر، وتحدث كل عامين تقريبًا. تجدر الإشارة بشكل خاص إلى الحضيض الشمسي، الذي يتميز بقرب المريخ من الحضيض الشمسي، مما يؤدي إلى اقتراب أقرب إلى الأرض.
الملاحظات القديمة
لقد أطلق السومريون القدماء على المريخ اسم نيرجال، إله الحرب والطاعون. خلال العصر السومري، كان لنرجال أهمية ثانوية، ولكن في فترات لاحقة، تم إنشاء مركز عبادته الرئيسي في نينوى. تحدد نصوص بلاد ما بين النهرين المريخ بأنه "نجم الحكم على مصير الموتى". كما قام علماء الفلك المصريون القدماء بتوثيق المريخ باعتباره جسمًا سماويًا متجولًا، وبحلول عام 1534 قبل الميلاد، كانوا قد تعرفوا على الحركة التراجعية للكوكب. خلال الإمبراطورية البابلية الجديدة، سجل علماء الفلك البابليون بدقة مواقع الكواكب ولاحظوا سلوكها بشكل منهجي. بالنسبة للمريخ، فقد حددوا أن الكوكب يكمل 37 فترة سينودسية، أو 42 دورة من دائرة الأبراج، كل 79 عامًا، وطوروا طرقًا حسابية لإجراء تصحيحات طفيفة على مواقع الكواكب المتوقعة. في اليونان القديمة، كان الكوكب يُعرف باسم Πυρόεις. التسمية اليونانية الشائعة للكوكب المعروف الآن باسم المريخ كانت آريس. أطلق الرومان لاحقًا اسم المريخ، تكريمًا لإله الحرب لديهم، والذي غالبًا ما يُرمز إليه بالسيف والدرع المرتبطين باسم الكوكب.
في القرن الرابع قبل الميلاد، لاحظ أرسطو احتجاب المريخ بالقمر، مستنتجًا أن الكوكب يقع على مسافة أكبر. سعى بطليموس، وهو عالم يوناني مقيم بالإسكندرية، إلى وضع نموذج للحركة المدارية للمريخ. تم تجميع النموذج الفلكي لبطليموس ومجموعة أعماله الشاملة في مجموعة متعددة المجلدات سُميت فيما بعد المجسطي (مشتقة من الكلمة العربية التي تعني "الأعظم")، والتي كانت بمثابة أطروحة موثوقة في علم الفلك الغربي خلال القرون الأربعة عشر اللاحقة. تؤكد الأدبيات الصينية القديمة أن علماء الفلك الصينيين اكتشفوا كوكب المريخ في موعد لا يتجاوز القرن الرابع قبل الميلاد. في ثقافات شرق آسيا، يطلق على المريخ تقليديًا اسم "النجم الناري" (火星)، بما يتوافق مع نظام Wuxing.
الملاحظات الحديثة المبكرة
في عام 1609، نشر يوهانس كيبلر تحقيقًا دام عقدًا من الزمن حول مدار المريخ، مستخدمًا قياسات تايكو براهي للمنظر النهاري للمريخ لإنشاء حساب أولي للمسافة النسبية للكوكب. من ملاحظات براهي للمريخ، استنتج كبلر أن الكوكب يسلك مسارًا بيضاويًا، وليس دائريًا، حول الشمس. علاوة على ذلك، أثبت كيبلر أن السرعة المدارية للمريخ تزداد عند اقترابه من الشمس وتنخفض عند تراجعه، وهي ظاهرة أوضحها الفيزيائيون لاحقًا باعتبارها مظهرًا من مظاهر الحفاظ على الزخم الزاوي.
تم إجراء التطبيق الفلكي الأولي للتلسكوب، والذي شمل عمليات رصد المريخ، من قبل عالم الفلك الإيطالي جاليليو جاليلي في عام 1610. وفي وقت لاحق، تمت إعادة قياس اختلاف المنظر النهاري للمريخ باستخدام تلسكوب للتأكد من المسافة بين الشمس والأرض، وهو إنجاز حققه لأول مرة جيوفاني دومينيكو كاسيني في عام 1672. ومع ذلك، كانت دقة قياسات اختلاف المنظر المبكرة هذه مقيدة بالجودة البدائية للأجهزة المتاحة. والجدير بالذكر أن الاحتجاب المسجل الوحيد للمريخ من كوكب الزهرة حدث في 13 أكتوبر 1590، ورصده مايكل مايستلين في هايدلبرغ.
"قنوات" المريخ
خلال القرن التاسع عشر، مكّنت التطورات في دقة التلسكوب من تحديد معالم سطح المريخ. حدثت معارضة محيطية للمريخ في 5 سبتمبر 1877، مما دفع عالم الفلك الإيطالي جيوفاني شياباريلي إلى استخدام تلسكوب قطره 22 سم (8.7 بوصة) في ميلانو لإنشاء أول خريطة شاملة للمريخ. تُظهِر هذه الخريطة بوضوح المعالم التي أطلق عليها اسم كانالي، والتي تم تحديدها فيما بعد على أنها خدع بصرية، بصرف النظر عن الوادي الطبيعي فاليس مارينريس. تم وصف هذه القنوات المزعومة على أنها تكوينات خطية واسعة النطاق على سطح المريخ، وقد أطلق عليها شياباريلي أسماء الأنهار الأرضية البارزة. على الرغم من أن مصطلحه الأصلي يشير إلى "القنوات" أو "الأخاديد"، إلا أنه تم ترجمته على نطاق واسع وغير دقيق باللغة الإنجليزية إلى "القنوات".
وبإلهام من هذه الملاحظات، أنشأ المستشرق بيرسيفال لويل مرصدًا مجهزًا بتلسكوبات بقياس 30 و45 سنتيمترًا (12 و18 بوصة). تم تخصيص هذه المنشأة لاستكشاف المريخ أثناء المعارضة المثالية لعام 1894 والتحالفات اللاحقة الأقل ملاءمة. قام لويل بتأليف العديد من الكتب المؤثرة المتعلقة بالمريخ والحياة المحتملة خارج كوكب الأرض، مما أثر بشكل كبير على التصور العام. كما تم الإبلاغ عن القنوات بشكل مستقل من قبل علماء فلك آخرين، بما في ذلك هنري جوزيف بيروتين ولويس ثولون في نيس، الذين استخدموا أحد أكبر التلسكوبات في ذلك العصر.
وقد غذت التغيرات الموسمية الملحوظة، والتي تتميز بانحسار القمم القطبية وظهور مناطق مظلمة خلال فصول الصيف المريخية، إلى جانب وجود "القنوات"، تكهنات واسعة النطاق بشأن الحياة على المريخ. ولفترة طويلة، كان يُعتقد على نطاق واسع أن المريخ يضم بحارًا ونباتات شاسعة. ومع ذلك، مع نشر تلسكوبات أكبر تدريجيًا، تضاءل عدد القنوات الطويلة والمستقيمة التي تم رصدها. ومن الجدير بالذكر أنه خلال عمليات رصد أنطونيادي عام 1909 باستخدام تلسكوب يبلغ قطره 84 سم (33 بوصة)، تم تحديد أنماط سطحية غير منتظمة، ولكن لم يتم تمييز أي قنوات.
الاستكشاف الأولي للمركبة الفضائية
يمثل المريخ 1 التابع للاتحاد السوفييتي أول مركبة فضائية تم إطلاقها من الأرض مخصصة للمريخ، حيث نفذت تحليقًا في عام 1963، على الرغم من فقدان الاتصال أثناء عبورها. وفي وقت لاحق، أصبحت مارينر 4 التابعة لناسا أول مركبة فضائية تنقل البيانات بنجاح من المريخ. تم إطلاقه في 28 نوفمبر 1964، ووصل إلى أقرب نقطة له من الكوكب في 15 يوليو 1965. حدد مارينر 4 حزامًا إشعاعيًا مريخيًا خافتًا، تبلغ قوته حوالي 0.1% من قوة إشعاع الأرض، والتقط أول صور من الفضاء السحيق لكوكب آخر.
شكل وصول المركبة الفضائية إلى المريخ خلال ستينيات وسبعينيات القرن العشرين تحديًا أساسيًا للعديد من التصورات الموجودة مسبقًا من الكوكب. في أعقاب نتائج تجارب فايكنج للكشف عن الحياة، تحول الإجماع العلمي السائد نحو فرضية وجود كوكب غير نشط جيولوجيًا. وقد سهلت البيانات التي تم الحصول عليها من Mariner 9 وViking إنشاء خرائط مريخية أكثر دقة.
استئناف الاستكشاف
بين إغلاق فايكنغ 1 في عامي 1982 و1997، كان المريخ وجهة ثلاثة مسبارين غير ناجحين فقط: فوبوس 1 (1988) ومارس أوبزرفر (1993)، اللذين قاما بالتحليق بالقرب من دون إجراء اتصال، وفوبوس 2 (1989)، الذي تعرض لعطل مداري قبل الوصول إلى هدفه المقصود، فوبوس.
في عام 1997، مارس باثفايندر حققت التميز كأول مهمة روفر ناجحة خارج القمر. أدت هذه المهمة، جنبًا إلى جنب مع Mars Global Surveyor (التي تعمل حتى أواخر عام 2006)، إلى تواجد آلي مستمر ونشط على المريخ والذي يستمر حتى يومنا هذا. أنتجت هذه المهام خرائط شاملة ومفصلة للغاية لتضاريس المريخ ومجاله المغناطيسي وتركيبته المعدنية السطحية.
وبعد هذه المهام الرائدة، تم إرسال مجموعة متنوعة من المركبات الفضائية المتقدمة غير المأهولة إلى المريخ، والتي تضم مركبات مدارية ومركبات هبوط ومركبات جوالة. تم إجراء مهمات ناجحة بواسطة وكالة ناسا (الولايات المتحدة)، وجاكسا (اليابان)، ووكالة الفضاء الأوروبية، والمملكة المتحدة، وISRO (الهند)، وروسكوزموس (روسيا)، والإمارات العربية المتحدة، وCNSA (الصين). تهدف هذه المساعي إلى استكشاف سطح الكوكب ومناخه وجيولوجيته، وبالتالي توضيح المكونات التاريخية والعمليات الديناميكية للغلاف المائي للمريخ، بالإضافة إلى الأدلة المحتملة للحياة القديمة.
المهمات الجارية
اعتبارًا من عام 2023، يستضيف المريخ عشر مركبات فضائية عاملة.
تدور حاليًا ثماني مركبات فضائية عاملة حول المريخ: 2001 Mars Odyssey، وMars Express، وMars Reconnaissance Orbiter، وMAVEN، وExoMars Trace Gas Orbiter، والمركبة المدارية Hope، وTianwen-1. مركبة مدارية.
بالإضافة إلى ذلك، هناك مركبتان جوالتان نشطتان على سطح المريخ: مختبر علوم المريخ كيوريوسيتي وبيرسيفيرانس.
يمكن الوصول إلى خرائط المريخ الشاملة عبر الإنترنت من خلال منصات مختلفة، مثل Google Mars. تقدم ناسا مصدرين رقميين مخصصين: Mars Trek، الذي يقدم تصورات كوكبية مستمدة من خمسة عقود من البيانات الاستكشافية، وExperience Curiosity، وهي محاكاة تفاعلية تتيح للمستخدمين التنقل في المريخ بشكل ثلاثي الأبعاد باستخدام المركبة الجوالة Curiosity.
المهمات المستقبلية
تشمل المهام القادمة التي تستهدف كوكب المريخ ما يلي:
- مركبة الفضاء EscaPADE التابعة لناسا، المقرر إطلاقها في 13 نوفمبر 2025.
- كانت مهمة المركبة الفضائية روزاليند فرانكلين، التي تهدف إلى اكتشاف أدلة على الحياة القديمة، تهدف في البداية إلى إطلاقها في عام 2018 ولكنها شهدت تأجيلات متعددة، ومن المقرر الآن أن يكون أول إطلاق متوقع لها في عام 2028. وقد تلقت المبادرة تمويلًا متجددًا وتم استئنافها في عام 2024.
- من المتوقع حاليًا إطلاق مفهوم مهمة تعاونية بين ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية، يركز على استرداد عينات المريخ، في عام 2026.
- من المقرر إطلاق مهمة Tianwen-3 الصينية، وهي مهمة مصممة لإعادة العينات، في عام 2028 أو 2030.
بحلول فبراير 2024، تجاوز الحطام المتراكم من هذه المهمات سبعة أطنان، ويتألف في المقام الأول من مركبات فضائية محطمة ومعطلة إلى جانب المكونات التي تم التخلص منها.
في أبريل 2024، كلفت ناسا العديد من الكيانات التجارية بإجراء دراسات حول تقديم الخدمات التي من شأنها تعزيز المساعي العلمية الروبوتية على المريخ. تشمل مجالات التركيز الأساسية البنية التحتية للاتصالات، ونقل الحمولة، وقدرات التصوير السطحي.
القابلية للسكن وإمكانات السكن البشري
في أواخر القرن التاسع عشر، افترض المجتمع الفلكي إلى حد كبير أن المريخ يمتلك سمات تساعد على الحياة، مثل الأكسجين والماء. ومع ذلك، في عام 1894، ذكر دبليو دبليو كامبل من مرصد ليك أنه "في حالة وجود بخار الماء أو الأكسجين في الغلاف الجوي للمريخ، فإن ذلك يكون بكميات صغيرة جدًا بحيث لا يمكن اكتشافها بواسطة أجهزة المطياف المتاحة في ذلك الوقت". تحدى هذا الاكتشاف العديد من القياسات المعاصرة وقوبل في البداية بالتشكيك. قام كامبل وفي. إم. سليفر بتكرار التحقيق في عام 1909، مستخدمين أدوات معززة، لكنهما توصلا إلى استنتاجات متطابقة. لم يتم دحض الفكرة السائدة حول قابلية المريخ للسكن بشكل نهائي حتى أكد دبليو إس آدامز هذه النتائج في عام 1925. وعلى الرغم من ذلك، استمرت المنشورات المتعلقة ببيولوجيا المريخ في الستينيات، وغالبًا ما تنسب التغيرات الموسمية المريخية إلى العمليات البيولوجية بدلاً من التفسيرات البديلة.
الفهم العلمي المعاصر لقابلية الكوكب للسكن - يُعرَّف بأنه قدرة العالم على تعزيز الظروف البيئية المؤدية إلى نشأة الحياة – يعطي الأولوية للكواكب التي تحتوي على مياه سائلة على سطحها. يتطلب هذا عادةً وجود مدار كوكبي داخل المنطقة الصالحة للسكن، والتي من المقدر بالنسبة للشمس أن تمتد من مدار الأرض إلى مدار المريخ تقريبًا. بينما يدخل المريخ هذه المنطقة لفترة وجيزة أثناء الحضيض الشمسي، فإن غلافه الجوي الهش منخفض الضغط يمنع التواجد المستمر للمياه السائلة عبر مناطق واسعة. تشير الأدلة التاريخية على تدفق المياه السائلة على المريخ إلى إمكانية صلاحيته للسكن في الماضي. ومع ذلك، تشير النتائج الأخيرة إلى أن أي مياه سطحية موجودة على سطح المريخ ربما كانت شديدة الملوحة والحمضية بحيث لا تدعم أشكال الحياة الأرضية النموذجية.
تمثل الظروف البيئية المريخية عقبات كبيرة أمام بقاء الحياة العضوية. يُظهر الكوكب الحد الأدنى من انتقال الحرارة عبر سطحه، ويمتلك درعًا غير كافٍ ضد قصف الرياح الشمسية بسبب عدم وجود غلاف مغناطيسي، ويفتقر إلى الضغط الجوي الكافي للحفاظ على الماء في حالة سائلة، مما يؤدي إلى تساميه مباشرة إلى غاز. يبدو أن المريخ خامل جيولوجيًا إلى حد كبير، إن لم يكن كليًا؛ ويبدو أن توقف النشاط البركاني قد أوقف عملية إعادة التدوير الحاسمة للمواد الكيميائية والمعادن بين سطح الكوكب وداخله.
تشير الأدلة الكوكبية إلى أن المريخ كان في يوم من الأيام أكثر ملاءمة للحياة من حالته الحالية؛ ومع ذلك، فإن الوجود الماضي للكائنات الحية يظل سؤالاً دون حل. أجرت مسابر فايكنج في منتصف السبعينيات تجارب تهدف إلى تحديد الكائنات الحية الدقيقة في تربة المريخ في مواقع هبوطها، وأسفرت عن مؤشرات إيجابية، مثل ارتفاع عابر في توليد ثاني أكسيد الكربون 3 4§ عند التعرض لمحاليل الماء والمغذيات. وقد طعن المجتمع العلمي في وقت لاحق في هذه النتائج الأولية، مما أدى إلى بدء خطاب مستمر. ومن الجدير بالذكر أن عالم ناسا جيلبرت ليفين يؤكد أن بعثات فايكنج ربما تكون قد اكتشفت بالفعل نشاطًا بيولوجيًا. كشف فحص عام 2014 للنيزك المريخي EETA79001 عن وجود أيونات الكلورات والبيركلورات والنترات بتركيزات عالية بما يكفي للإشارة إلى توزيعها على نطاق واسع عبر المريخ. تعمل الأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية على تحويل أيونات الكلورات والبيركلورات إلى مركبات أوكسي كلور شديدة التفاعل، مما يشير إلى أن أي جزيئات عضوية موجودة ستتطلب دفنها تحت السطح لحفظها.
وقد تم اكتشاف كميات ضئيلة من الميثان والفورمالدهيد بواسطة المركبات المدارية المريخية كدليل محتمل على العمليات البيولوجية، نظرًا للتحلل السريع لهذه المركبات الكيميائية داخل الغلاف الجوي للمريخ. على العكس من ذلك، يمكن تجديد هذه المركبات بشكل مستمر من خلال النشاط البركاني أو الآليات الجيولوجية الأخرى، مثل السربنتينية. تم التعرف أيضًا على الزجاج الصدمي، وهو مادة ناتجة عن تأثيرات النيازك ومعروفة على الأرض بقدرتها على الحفاظ على البصمات الحيوية، داخل الحفر المريخية. وبالمثل، من المحتمل أن يكون هذا الزجاج الناتج عن الارتطام على المريخ قد غلف دليلاً على وجود الحياة، بافتراض وجوده في موقع الارتطام.
في يونيو 2024، صنفت وكالة ناسا صخرة شلالات تشيافا، التي تم تحديدها على المريخ، على أنها "بصمة حيوية محتملة". حصلت المركبة الجوالة Perseverance بعد ذلك على عينة أساسية للنقل المحتمل إلى الأرض وإجراء تحليل شامل. على الرغم من أن البيانات الحالية مقنعة للغاية، إلا أنها تحول دون التوصل إلى قرار حاسم فيما يتعلق بنشأة الصخور البيولوجية أو اللاأحيائية.
مقترحات البعثات البشرية
تم تقديم العديد من المقترحات لإرسال بعثات مأهولة إلى المريخ؛ ومع ذلك، لم يتحقق أي منها بعد. كلف قانون تفويض وكالة ناسا لعام 2017 بإجراء دراسة جدوى لمهمة المريخ المأهولة في أوائل ثلاثينيات القرن الحالي، والذي قرر لاحقًا أن مثل هذا المسعى غير عملي. علاوة على ذلك، في عام 2021، وضعت الصين خططا لإرسال بعثة مأهولة إلى المريخ تستهدف عام 2033. وبالمثل، طرحت كيانات خاصة، بما في ذلك سبيس إكس، مبادرات لبعثات بشرية إلى المريخ، بهدف نهائي هو الاستيطان على الكوكب. بحلول عام 2024، كانت شركة SpaceX قد تقدمت في تطوير مركبة الإطلاق Starship، المصممة خصيصًا لاستعمار المريخ. ووفقا للخطط التي نشرتها الشركة في أبريل 2024، يتوقع إيلون ماسك إنشاء مستعمرة مريخية خلال العقدين المقبلين. سيعتمد هذا المشروع الطموح على الإنتاج الضخم لمركبات المركبة الفضائية، والدعم اللوجستي الأولي من الأرض، وتنفيذ استخدام الموارد في الموقع على المريخ، بهدف تحقيق الاكتفاء الذاتي الكامل للمستعمرة في نهاية المطاف. من المتوقع أن تتماشى البعثات البشرية المحتملة إلى المريخ مع نافذة الإطلاق المثالية، والتي تتكرر كل 26 شهرًا تقريبًا. تم اقتراح فوبوس، أحد أقمار المريخ، كمرساة محتملة لمصعد الفضاء. بالإضافة إلى وكالات الفضاء الحكومية وشركات الطيران الخاصة، تدعم منظمات مثل Mars Society وThe Planetary Society بنشاط الاستكشاف البشري للمريخ.
الأهمية الثقافية
يشتق كوكب المريخ اسمه من إله الحرب الروماني (آريس في الأساطير اليونانية)، كما ارتبط أيضًا بنصف الإله هيراكليس (هرقل الروماني) من قبل علماء الفلك اليونانيين القدماء، كما وثق ذلك أرسطو. يعود أصل هذا الارتباط العسكري للمريخ على الأقل إلى علم الفلك البابلي، حيث تم تسمية الكوكب على اسم نيرجال، إله الحرب والدمار. لقد استمر هذا الارتباط الموضوعي في الثقافة المعاصرة، وهو ما تجسد بشكل ملحوظ في المجموعة الأوركسترالية لجوستاف هولست الكواكب، حيث تصف الحركة الأولى البارزة المريخ بأنه "جالب الحرب". الرمز الفلكي للكوكب، الذي يصور دائرة برمح يشير إلى أعلى اليمين، هو أيضًا بمثابة تمثيل تقليدي للجنس الذكر. يمتد مصدر هذا الرمز إلى القرن الحادي عشر على الأقل، مع تحديد سلف محتمل في بردية أوكسيرينخوس اليونانية.
في أواخر القرن التاسع عشر، اكتسب مفهوم كون المريخ مأهولًا بكائنات ذكية قدرًا كبيرًا من الاهتمام. إن ملاحظات شياباريلي حول "كانالي"، إلى جانب كتابات بيرسيفال لويل الواسعة، ساهمت في نشر تصور المريخ باعتباره كوكبًا جافًا ومبردًا ومحتضرًا، وموطنًا للحضارات القديمة المنخرطة في بناء أنظمة ري معقدة. العديد من الملاحظات والتصريحات الأخرى الصادرة عن شخصيات بارزة غذت ما أصبح يعرف باسم "حمى المريخ". لم تسفر الخرائط المعاصرة عالية الدقة لسطح المريخ عن أي دليل على وجود هياكل صناعية أو سكن؛ ومع ذلك، لا تزال التخمينات العلمية الزائفة بشأن الحياة الذكية على المريخ قائمة. تكرارًا لملاحظات canali، كثيرًا ما تستمد هذه التكهنات من تفسيرات لميزات صغيرة الحجم تم تحديدها في صور المركبات الفضائية، بما في ذلك "الأهرامات" المزعومة و"الوجه على المريخ". وقد أوضح عالم فلك الكواكب كارل ساجان، في عمله الكون، هذه الظاهرة قائلاً: "لقد أصبح المريخ نوعًا من الساحة الأسطورية التي أسقطنا عليها آمالنا ومخاوفنا الأرضية".
لقد تأثر تصوير المريخ في الروايات الخيالية بشكل كبير بلونه الأحمر المميز وبالفرضيات العلمية في القرن التاسع عشر التي تشير إلى أن ظروف سطحه لا تدعم الحياة فحسب، بل أيضًا الحضارات الذكية. أدت هذه الأرض الخصبة إلى ظهور العديد من أعمال الخيال العلمي التي تستكشف هذه المواضيع، بما في ذلك "حرب العوالم" للكاتب إتش جي ويلز، حيث يحاول المريخيون الفرار من عالمهم المحتضر عن طريق غزو الأرض؛ راي برادبري سجلات المريخ، يصور المستكشفين البشريين وهم يقضون على حضارة المريخ عن غير قصد؛ سلسلة برصوم للمخرج إدغار رايس بوروز؛ رواية سي إس لويس عام 1938 الخروج من الكوكب الصامت؛ والعديد من القصص التي كتبها روبرت أ. هاينلين نُشرت قبل منتصف الستينيات. بعد ذلك، توسعت صور المريخ إلى الوسائط المتحركة. ظهر "مارفن المريخي"، وهو شخصية كوميدية ذكية، لأول مرة في فيلم Haredevil Hare (1948) ضمن رسوم الرسوم المتحركة Looney Tunes من إنتاج Warner Brothers، وحافظ منذ ذلك الحين على دور بارز في الثقافة الشعبية. بعد البيانات التي أعادتها المركبتان الفضائيتان مارينر وفايكنج، والتي صورت المريخ كعالم قاحل خالٍ من القنوات، تم تجاهل المفاهيم السابقة حول الكوكب إلى حد كبير. في حين أن هذه النتائج العلمية الجديدة قد شكلت في البداية قيودًا إبداعية على العديد من كتاب الخيال العلمي، إلا أن فهم المريخ في مرحلة ما بعد الفايكنج كان بمثابة منبع جديد للإلهام لأعمال مثل ثلاثية كيم ستانلي روبنسون المريخ.
علم الفلك على المريخ
- علم الفلك على المريخ
- مخطط تفصيلي لكوكب المريخ – نظرة عامة شاملة ودليل موضوعي لكوكب المريخ.
- قائمة المهام إلى المريخ
- المجال المغناطيسي للمريخ – خصائص المجال المغناطيسي التاريخية لكوكب المريخ.
- معادن المريخ
ملاحظات
المراجع
Weinersmith, K., & وينيرسميث، Z. (2023). مدينة على المريخ: هل يمكننا أن نستوطن الفضاء، هل يجب أن نستوطن الفضاء، وهل فكرنا في هذا الأمر حقًا؟. نيويورك: مطبعة البطريق. ردمك 978-1-9848-8172-4.
- Weinersmith K, Weinersmith Z (2023). مدينة على المريخ: هل يمكننا تسوية الفضاء، وهل يجب علينا تسوية الفضاء، وهل فكرنا في هذا الأمر مليًا؟. نيويورك: مطبعة البطريق. رقم ISBN 978-1-9848-8172-4.شيندل، م. (2023). من أجل حب المريخ: تاريخ بشري للكوكب الأحمر. شيكاغو، لندن: مطبعة جامعة شيكاغو. ISBN 978-0-226-82189-4.
- Mars Trek، متصفح خرائط متكامل للخرائط ومجموعات البيانات الخاصة بكوكب المريخ
- أول صورة تلفزيونية للمريخ (15 يوليو 1965)، سي إن إن نيوز؛ 15 يوليو 2023