ภูมิศาสตร์และการตั้งชื่อภูมิประเทศพื้นผิว ของ ดาวอังคาร

ดูบทความหลักที่: ภูมิศาสตร์ดาวอังคาร
แผนที่ภูมิประเทศจากโมลา แสดงพื้นที่มีระดับสูง (สีแดงและสีส้ม) เป็นพื้นที่ส่วนใหญ่ในซีกโลกใต้ของดาวอังคาร ที่ราบลุ่ม (สีฟ้า) ทางตอนเหนือ ที่ราบสูงภูเขาไฟกำหนดขอบเขตที่ราบทางเหนือในบางบริเวณ ในขณะที่พื้นที่สูงมีแอ่งจากการพุ่งชนขนาดใหญ่หลายแห่ง

แม้ว่าโยฮันน์ ไฮน์ริก ฟอน เมดเลอร์ และวิลเฮล์ม เบียร์จะเป็นที่จดจำอย่างดียิ่งว่าเป็นผู้วาดแผนที่ดวงจันทร์แต่พวกเขาก็เป็น "นักวาดแผนที่ดาวอังคาร" อันดับแรก พวกเขาเริ่มโดยกำหนดภูมิประเทศพื้นผิวดาวอังคารส่วนใหญ่ให้เป็นหลักฐานมั่นคง และโดยการนี้จึงสามารถวัดคาบการหมุนรอบตัวเองของดาวอังคารได้อย่างแม่นยำมากขึ้น ในปี 1840 เมดเลอร์รวบรวมผลการสังเกตตลอดสิบปีของเขาแล้ววาดแผนที่ดาวอังคารขึ้นเป็นครั้งแรก แทนที่จะมีการตั้งชื่อให้กับจุดสังเกตต่าง ๆ อันหลายหลากนั้น เบียร์และเมดเลอร์กลับใช้วิธีง่าย ๆ โดยระบุด้วยตัวอักษร เมอริเดียนเบย์ (ไซนัสเมอริเดียนี) ถูกเรียกเป็นภูมิประเทศ "a"[106]

ปัจจุบันนี้ภูมิประเทศบนดาวอังคารได้รับการตั้งชื่อจากหลายแหล่งที่มา ภูมิประเทศที่เห็นโดดเด่นจะตั้งชื่อตามเทววิทยาคลาสสิก หลุมอุกกาบาตที่ใหญ่กว่า 60 กิโลเมตรตั้งชื่อตามชื่อของนักวิทยาศาสตร์ นักเขียน และบุคคลอื่นใดที่มีบทบาทช่วยเหลือสนับสนุนในการศึกษาดาวอังคารซึ่งได้ล่วงลับไปแล้ว หลุมอุกกาบาตที่เล็กกว่า 60 กิโลเมตรลงมา ตั้งชื่อตามชื่อเมืองหรือหมู่บ้านบนโลกซึ่งจะต้องมีประชากรน้อยกว่า 100,000 คน หุบเขาขนาดใหญ่ได้ชื่อมาจาก คำ "ดาวอังคาร" หรือ ดาวฤกษ์" ในภาษาต่าง ๆ นานา ส่วนหุบเขาขนาดเล็กนั้นได้ชื่อจากชื่อของแม่น้ำ[107]

ภูมิประเทศที่มีความโดดเด่นขนาดใหญ่ยังคงมีชื่อเรียกเดิมอยู่หลายชื่อ แต่ก็มักมีการปรับปรุงเพื่อให้สะท้อนองค์ความรู้ใหม่เกี่ยวกับธรรมชาติของภูมิประเทศนั้น ตัวอย่างเช่น นิกซ์โอลิมปิกา (หิมะแห่งโอลิมปัส) กลายมาเป็น โอลิมปัสมอนส์ (ภูเขาโอลิมปัส)[108] พื้นผิวดาวอังคารที่มองเห็นจากโลกแบ่งออกได้เป็นสองกลุ่มพื้นที่จากความแตกต่างของการสะท้อนแสง ที่ราบสีจางที่ปกคลุมด้วยฝุ่นและทรายอันอุดมไปด้วยออกไซด์ของเหล็กซึ่งมีสีแดงนั้น ครั้งหนึ่งเคยคิดกันว่าเป็น "ทวีป" ของดาวอังคาร จึงมีการตั้งชื่อทำนอง อะเรเบียเทร์รา (แผ่นดินแห่งอาระเบีย) หรืออย่าง แอมะโซนิสเพลนิเชีย (ที่ราบแอมะซอน) ภูมิประเทศคล้ำถูกคิดว่าเป็นทะเล ดังนั้นจึงตั้งชื่ออย่าง แมร์เอริเตรียม (ทะเลแดง) แมร์ไซเรนัม และออโรรีไซนัส ภูมิประเทศมืดคล้ำที่มีขนาดใหญ่ที่สุดที่มองเห็นจากโลกคือ เซียทิสเมเจอร์เพลนัม[109] แผ่นน้ำแข็งคงตัวทางขั้วเหนือได้ชื่อว่า เพลนัมบอเรียม ในขณะที่แผ่นทางขั้วใต้เรียกว่า เพลนัมออสเทรล

เส้นศูนย์สูตรของดาวอังคารถูกกำหนดโดยการหมุนของดาว แต่ตำแหน่งของเมริเดียนแรกเป็นสิ่งที่ถูกระบุขึ้นเอง ดังเช่นตำแหน่งกรีนิชของโลก คือต้องเลือกกำหนดจุดชี้ขาดขึ้นมา เมดเลอร์และเบียร์ได้เลือกเส้นเมอริเดียนในปี 1830 สำหรับแผนที่แรกของดาวอังคาร ต่อมาภายหลังยานอวกาศมาริเนอร์ 9 ได้ให้ภาพดาวอังคารมากมายในปี 1972 หลุมอุกกาบาตขนาดเล็กซึ่งได้ชื่อภายหลังว่า แอรี-0 ในบริเวณ ไซนัสเมอริเดียนี ("อ่าวตรงกลาง" หรือ "อ่าวเมอริเดียน") ได้ถูกเลือกเป็นจุดนิยามลองจิจูดที่ 0.0 องศา เพื่อให้พ้องตรงกันกับเส้นที่ได้กำหนดไว้เดิม[110]

เพราะดาวอังคารไม่มีมหาสมุทรดังนั้นจึงไม่มี "ระดับน้ำทะเล" พื้นผิวที่มีระดับการยกตัวเป็นศูนย์จึงถูกเลือกใช้เป็นระดับอ้างอิงแทนซึ่งเรียกว่า แอรีออยด์ [111] ของดาวอังคาร เปรียบดังจีออยด์บนพื้นผิวโลก ระดับความสูงที่มีค่าเท่ากับศูนย์ถูกกำหนด ณ ความสูงที่มีความดันบรรยากาศเท่ากับ 610.5 ปาสกาล (6.105 มิลลิบาร์)[112] ค่าความดันนี้สอดคล้องกับจุดสามสถานะของน้ำและมีค่าประมาณร้อยละ 0.6 ของความดันพื้นผิวที่ระดับน้ำทะเลบนโลก (0.006 บรรยากาศ)[113] ในทางปฏิบัติ ณ ปัจจุบัน พื้นผิวนี้ถูกกำหนดโดยตรงจากดาวเทียมตรวจวัดความโน้มถ่วง

แผนที่สี่มุมดาวอังคาร

ภาพอิมเมจแมพดังต่อไปนี้ของดาวอังคารแบ่งออกเป็นแผนที่สี่มุมจำนวน 30 ชิ้น กำหนดโดยองค์การสำรวจธรณีวิทยาสหรัฐอเมริกา[114][115] แผนที่แต่ละชิ้นมีการกำกับตัวเลขพร้อมอักษรนำหน้า "MC" ย่อมาจาก "Mars Chart" หรือแผนภาพดาวอังคาร[116] ด้านบนคือแผนที่ตอนเหนือสุด ตำแหน่ง 0°N 180°W / 0°N 180°W / 0; -180 อยู่ทางซ้ายสุดเหนือเส้นศูนย์สูตร ภาพแผนที่ได้มาจากมาร์สโกลบอลเซอร์เวเยอร์































ภูมิประเทศจากการถูกพุ่งชน

หลุมอุกกาบาตบอนเนวิลล์และฐานช่วยลงจอดของยานโรเวอร์สปิริต

ภูมิประเทศของดาวอังคารมีการแยกออกเป็นสองลักษณะอย่างโดดเด่นคือ พื้นที่ราบแบนจากการไหลของลาวาทางซีกเหนือซึ่งผิดแผกเด่นชัดจากที่ราบสูงอันอุดมไปด้วยหลุมเล็กหลุมน้อยจากการถูกพุ่งชนมาแต่ครั้งโบราณกาลทางซีกใต้ การวิจัยในปี 2008 แสดงหลักฐานโน้มเอียงไปยังทฤษฎีที่เสนอขึ้นในปี 1980 ซึ่งมีอยู่ว่า ราวสี่พันล้านปีก่อน ซีกเหนือของดาวอังคารถูกพุ่งชนโดยวัตถุขนาดใหญ่ราวหนึ่งในสิบถึงสองในสามของดวงจันทร์ของโลก ถ้าทฤษฎีนี้เป็นจริงย่อมทำให้ซีกเหนือของดาวอังคารเป็นตำแหน่งของหลุมการพุ่งชนด้วยขนาดยาว 10,600 กิโลเมตร และกว้าง 8,500 กิโลเมตร หรือโดยคร่าว ๆ แล้วเท่ากับพื้นที่ของทวีปยุโรป เอเชีย และออสเตรเลียทั้งหมดรวมกัน มีขนาดใหญ่ยิ่งกว่าแอ่งไอต์เค็น-ขั้วใต้ของดวงจันทร์และเป็นหลุมตกกระทบที่ใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะ[16][17]

รอยจากดาวเคราะห์น้อยพุ่งชนดาวอังคารที่ใหม่มาก 3°20′N 219°23′E / 3.34°N 219.38°E / 3.34; 219.38 - ซ้าย-ก่อน/27 มีนาคม & ขวา-หลัง/28 มีนาคม 2012 (MRO)[117]

ดาวอังคารมีรอยตำหนิของหลุมจากการพุ่งชนมากมาย เฉพาะที่มีเส้นผ่าศูนย์กลางตั้งแต่ 5 กิโลเมตรขึ้นไป พบว่ามีจำนวนรวมกว่า 43,000 แห่ง[118] หลุมใหญ่ที่สุดที่มีการยืนยันแล้วคือแอ่งตกกระทบเฮลลาส ภูมิประเทศอัลเบโดจางมองเห็นได้ชัดเจนจากโลก[119] จากการที่ดาวอังคารมีมวลน้อย ความน่าจะเป็นที่จะถูกพุ่งชนจากวัตถุต่าง ๆ จึงอยู่ราวครึ่งหนึ่งของโลก แต่ด้วยตำแหน่งของดาวอังคารซึ่งใกล้เคียงกับแถบดาวเคราะห์น้อย ฉะนั้นจึงมีโอกาสมากขึ้นที่จะโดนจู่โจมโดยวัตถุมากมายจากแถบดังกล่าว ดาวอังคารยังคล้ายว่าจะถูกพุ่งชนโดยดาวหางคาบสั้นอยู่บ่อยครั้งอีกด้วย อย่างเช่นกลุ่มที่อยู่ในวงโคจรของดาวพฤหัสบดี[120] นอกเหนือจากนี้ หลุมอุกกาบาตที่พบบนดาวอังคารเมื่อเทียบกันแล้วยังน้อยกว่าที่พบบนดวงจันทร์ค่อนข้างมาก เพราะบรรยากาศของดาวอังคารสามารถปกป้องต้านทานต่ออุกกาบาตขนาดเล็กได้ หลุมอุกกาบาตบางแห่งมีลักษณะทางสัณฐานวิทยาที่แสดงว่าพื้นบริเวณนั้นเปียกชื้นภายหลังจากที่อุกกาบาตพุ่งชนแล้ว[121]

ภูเขาไฟ

ภาพโอลิมปัสมอนส์จากยานไวกิงออร์บิเตอร์
ดูบทความหลักที่: ภูเขาไฟบนดาวอังคาร

ภูเขาไฟรูปโล่โอลิมปัสมอนส์ (เมาท์โอลิมปัส) เป็นภูเขาไฟที่ดับแล้วในบริเวณธาร์ซิส พื้นที่ราบสูงกว้างใหญ่ซึ่งยังมีภูเขาไฟขนาดใหญ่อื่นอีกหลายลูก โอลิมปัสมอนส์มีความสูงโดยประมาณกว่าสามเท่าของความสูงของเขาเอเวอเรสต์ซึ่งเทียบกันแล้วสูงเพียง 8.8 กิโลเมตร[122] ทำให้ภูเขาไฟลูกนี้เป็นเขาที่สูงที่สุดหรือสูงเป็นอันดับสองในระบบสุริยะขึ้นอยู่กับวิธีการวัดซึ่งแตกต่างกันออกไป ทำให้ได้ค่าตัวเลขตั้งแต่ 21 ถึง 27 กิโลเมตร[123][124]

ตำแหน่งธรณีภาค

เวลส์มาริเนริส (2001 Mars Odyssey)

เวลส์มาริเนริส (เป็นรูปละตินของ หุบเขามาริเนอร์ หรือรู้จักในชื่อ อะกาธาดีมอน ในแผนที่คลองเก่า) เป็นหุบเขาขนาดใหญ่ มีความยาวร่วม 4,000 กิโลเมตร และมีความลึกได้มากถึง 7 กิโลเมตร ความยาวของเวลส์มาริเนริสเทียบเท่ากับความยาวของทวีปยุโรปและทอดยาวกินระยะทางกว่าหนึ่งในห้าของเส้นรอบวงของดาวอังคาร หากเทียบกันแล้ว แกรนด์แคนยอนบนโลกมีความยาวเพียง 446 กิโลเมตร และมีความลึกเพียงเกือบ 2 กิโลเมตร เท่านั้น เวลส์มาริเนริสกำเนิดขึ้นจากการปูดนูนขึ้นของพื้นที่ธาร์ซิสจนเป็นสาเหตุให้เปลือกดาวเคราะห์ในพื้นที่เวลส์มาริเนริสแตกทลายออก มีการเสนอในปี 2012 ว่าเวลส์มาริเนริสไม่ได้เป็นเพียงแค่กราเบนแต่ยังเป็นขอบเขตระหว่างแผ่นเปลือกดาวที่ปรากฏการเคลื่อนตัวแบบเลื่อนผ่านกันกว่า 150 กิโลเมตร ทำให้ดาวอังคารเป็นดาวเคราะห์ที่อาจจะมีการวางตัวของแผ่นธรณีภาคเป็นสองแผ่น[125][126]

หลุมโพรง

ภาพจากเธมิสหรือระบบถ่ายภาพจากการปล่อยความร้อนซึ่งอยู่บนยาน 2001 มาร์สโอดิสซีของนาซา ได้เผยให้เห็นถึงปากทางเข้าถ้ำที่เป็นไปได้เจ็ดแห่งบริเวณด้านข้างของภูเขาไฟอาร์เซียมอนส์[127] มีการตั้งชื่อถ้ำเหล่านี้ตามชื่อของคนรักแต่ละคนของบรรดาผู้คนพบซึ่งเรียกรวม ๆ กันว่า "น้องสาวทั้งเจ็ด"[128] ปากทางเข้าถ้ำมีความกว้างวัดได้ตั้งแต่ 100 ไปจนถึง 252 เมตร และเชื่อว่ามีความลึกอย่างน้อย 73 ถึง 96 เมตร เนื่องจากแสงไม่สามารถส่องลงถึงพื้นของเกือบทุกถ้ำ จึงเป็นไปได้ว่าตัวถ้ำอาจทอดยาวลึกเข้าไปมากกว่าค่าขั้นต่ำที่ประเมินไว้และอาจขยายกว้างออกใต้พื้นผิว มีเฉพาะ "เดนา" เท่านั้นที่เป็นข้อยกเว้นเพราะสามารถมองเห็นพื้นถ้ำและวัดความลึกได้เท่ากับ 130 เมตร ภายในถ้ำโพรงเหล่านี้น่าจะเป็นบริเวณที่ปลอดภัยจากอุกกาบาตขนาดเล็ก รังสีอัลตราไวโอเลต เปลวสุริยะ และอนุภาคพลังงานสูงต่าง ๆ ที่กระหน่ำชนพื้นผิวของดาวเคราะห์[129]

บรรยากาศ

ดูบทความหลักที่: บรรยากาศของดาวอังคาร
บรรยากาศที่หลุดหนีไปจากดาวอังคาร (คาร์บอน ออกซิเจน และไฮโดรเจน) โดยเมเว็นในรังสียูวี[130]

ดาวอังคารสูญเสียแม็กนีโตสเฟียร์ไปเมื่อสี่พันล้านปีก่อน[131] อาจเพราะการชนมากมายหลายครั้งโดยดาวเคราะห์น้อย[132] ทำให้ลมสุริยะมีปฏิสัมพันธ์กระทบโดยตรงกับไอโอโนสเฟียร์ของดาวอังคาร ลดความหนาแน่นของบรรยากาศลงไปเรื่อย ๆ โดยปอกเปลื้องอะตอมจากบรรยากาศชั้นนอกให้หลุดลอยออกไป ทั้งมาร์สโกลบอลเซอร์เวเยอร์และมาร์สเอ็กซ์เพรสต่างก็ตรวจพบอนุภาคของบรรยากาศที่แตกตัวเป็นประจุลากเป็นหางยาวในห้วงอวกาศเบื้องหลังดาวอังคาร[131][133] และการสูญเสียบรรยากาศไปนี้กำลังอยู่ในการศึกษาโดยยานเมเว็น เมื่อเทียบกับโลกแล้วบรรยากาศของดาวอังคารเบาบางกว่ามาก ความกดอากาศบนพื้นผิว ณ ปัจจุบันอยู่ในช่วงตั้งแต่น้อยสุดที่ 30 ปาสกาล (0.030 กิโลปาสกาล) บนยอดโอลิมปัสมอนส์ ไปจนถึง 1,155 ปาสกาล (1.155 กิโลปาสกาล) ในเฮลลาสเพลนิเชีย โดยมีความกดอากาศเฉลี่ยที่ระดับพื้นผิวเท่ากับ 600 ปาสกาล (0.60 กิโลปาสกาล)[134] ความหนาแน่นบรรยากาศสูงสุดบนดาวอังคารมีค่าเทียบเท่ากับความดัน ณ จุดที่สูง 35 กิโลเมตร[135] เหนือพื้นผิวโลก เป็นผลให้ความหนาแน่นบนพื้นผิวคิดเป็นเพียงร้อยละ 0.6 ของโลกเท่านั้น (101.3 กิโลปาสกาล) มีมาตราความสูงของบรรยากาศที่ประมาณ 10.8 กิโลเมตร[136] ซึ่งสูงกว่าโลก (6 กิโลเมตร) เพราะความโน้มถ่วงที่พื้นผิวดาวอังคารมีค่าเพียงร้อยละ 38 ของโลก รวมถึงผลชดเชยจากทั้งการมีอุณหภูมิต่ำและน้ำหนักโมเลกุลสูงกว่าค่าเฉลี่ยร้อยละ 50 ของบรรยากาศดาวอังคาร

บรรยากาศที่เบาบางของดาวอังคาร มองเห็นจากขอบฟ้า

บรรยากาศของดาวอังคารประกอบด้วยคาร์บอนไดออกไซด์ร้อยละ 96 อาร์กอนร้อยละ 1.93 และไนโตรเจนร้อยละ 1.89 ร่วมไปกับออกซิเจนและน้ำในปริมาณเล็กน้อย[6][137] บรรยากาศมีฝุ่นค่อนข้างมากโดยเป็นอนุภาคขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ 1.5 ไมโครเมตร ซึ่งทำให้ท้องฟ้าของดาวอังคารดูเป็นสีน้ำตาลปนเหลืองเมื่อมองจากพื้นผิว[138]

มีการตรวจพบมีเทนในบรรยากาศของดาวอังคารโดยมีเศษส่วนโมลที่ประมาณ 30 ส่วนในพันล้านส่วน[14][139] พบปรากฏในการพลูมของแก๊สและภาวะการณ์แสดงไปในทางว่ามีการปลดปล่อยมีเทนออกมาจากแถบท้องที่เฉพาะบางแห่ง ในช่วงกลางฤดูร้อนของซีกเหนือ การพลูมหลักมีปริมาณมีเทนอยู่ถึง 19,000 เมตริกตัน คาดการณ์ว่าแหล่งกำเนิดมีกำลังการปลดปล่อยราว 0.6 กิโลกรัมต่อวินาที[140][141] ข้อมูลที่พบชี้ว่าน่าจะมีบริเวณท้องที่ที่เป็นแหล่งกำเนิดสองแห่ง ศูนย์กลางแห่งแรกอยู่ใกล้ 30°N 260°W / 30°N 260°W / 30; -260 และแห่งที่สองใกล้ 0°N 310°W / 0°N 310°W / 0; -310[140] ประมาณการว่าดาวอังคารจะต้องมีการผลิตมีเทนปริมาณ 270 ตันต่อปี[140][142]

มีเทนสามารถอยู่ในบรรยากาศดาวอังคารได้เพียงเฉพาะช่วงเวลาจำกัดระยะหนึ่งเท่านั้นก่อนที่จะถูกทำลาย ประมาณว่ามีช่วงชีวิตยืนยาวได้ตั้งแต่ 0.6 ถึง 4 ปี[140][143] การที่มีมีเทนดำรงอยู่ทั้ง ๆ ที่เป็นสารที่ช่วงชีวิตสั้นเช่นนี้จึงบ่งชี้ว่าจะต้องมีแหล่งผลิตแก๊สดังกล่าวที่ยังดำเนินกิจกรรมอยู่ในปัจจุบัน ทั้งกิจกรรมของภูเขาไฟ การพุ่งชนโดยดาวหาง และการมีอยู่ของสิ่งมีชีวิตพวกจุลชีพที่สร้างมีเทนล้วนเป็นแหล่งผลิตที่เป็นไปได้ นอกจากนั้นมีเทนยังสามารถผลิตขึ้นได้โดยกระบวนการที่ไม่เกี่ยวข้องกับสิ่งมีชีวิตเรียกว่า เซอร์เพนทิไนเซชัน [lower-alpha 2] (การสร้างเซอร์เพนทีน) โดยอาศัยน้ำ คาร์บอนไดออกไซด์ และแร่โอลิวีนซึ่งต่างก็พบได้ทั่วไปบนดาวอังคาร[144]

แหล่งผลิตและกักเก็บมีเทน (CH4) ที่อาจมีอยู่บนดาวอังคาร

ยานสำรวจภาคพื้นคิวริออซิตี ซึ่งลงจอดบนดาวอังคารในเดือนสิงหาคม 2012 นั้นมีความสามารถตรวจวัดเพื่อแยกแยะความแตกต่างของมีเทนที่ได้จากแหล่งกำเนิดที่ต่างกันออกจากกันได้[145] แต่แม้ว่าการปฏิบัติภารกิจนั้นจะชี้ขาดได้จริง ๆ ว่าสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กจิ๋วบนดาวอังคารเป็นผู้ให้กำเนิดมีเทน บรรดาสิ่งมีชีวิตเหล่านั้นก็เหมือนจะอยู่ต่ำลงไปเบื้องล่างพื้นผิวนอกเหนือขอบเขตที่ตัวยานจะเข้าถึง[146] การตรวจวัดแรกโดยเครื่องวัดสเปกตรัมเลเซอร์แบบปรับได้แสดงข้อมูลว่ามีมีเทนต่ำกว่า 5 ส่วนในพันล้านส่วน ณ จุดที่ทำการตรวจวัดในตำแหน่งลงจอด[147][148][149][150] เมื่อ 19 กันยายน 2013 นักวิทยาศาสตร์นาซาได้เผยผลการศึกษาคืบหน้าจากการตรวจวัดโดยคิวริออซิตี ว่า ตรวจไม่พบมีเทนในบรรยากาศในค่าการตรวจวัด 0.18±0.67 ส่วนในพันล้านส่วนปริมาตร สอดคล้องกับขอบเขตบนที่เฉพาะ 1.3 ส่วนในพันล้านส่วนปริมาตร (ขอบเขตความเชื่อมั่นร้อยละ 95) และจากผลลัพธ์นี้ทำให้สรุปได้ว่าความเป็นไปได้ที่จะมีกิจกรรมของจุลชีพที่สร้างมีเทนบนดาวอังคารในปัจจุบันนั้นลดลง[151][152][153]

ยานมาร์สออร์บิเตอร์มิชชันของอินเดียมีปฏิบัติการค้นหามีเทนในบรรยากาศ[154] ในขณะที่เอ็กโซมาร์สเทรซแก๊สออร์บิเตอร์มีกำหนดการส่งขึ้นปฏิบัติการในปี 2016 เพื่อศีกษาให้เข้าใจมากยิ่งขึ้นเกี่ยวกับมีเทนรวมไปถึงสารที่ได้จากการแตกสลายของมีเทนด้วย เช่น ฟอร์มาลดีไฮด์ และเมทานอล[155]

ในวันที่ 16 ธันวาคม 2014 นาซารายงานว่ายานโรเวอร์คิวริออซิตี ตรวจพบปริมาณมีเทนในบรรยากาศดาวอังคารเพิ่มสูงนับสิบเท่าในเฉพาะถิ่น ตัวอย่างที่ตรวจวัดได้ถือว่าสูงเป็นสิบเท่าในรอบ 20 เดือน แสดงการเพิ่มขึ้นในปลายปี 2013 และต้นปี 2014 โดยมีค่าเฉลี่ยของมีเทนเป็น 7 ส่วนในพันล้านส่วนในบรรยากาศ ซึ่งในเวลาก่อนหน้าหรือหลังจากนั้นค่าเฉลี่ยที่วัดได้อยู่ประมาณหนึ่งในสิบของค่าดังกล่าว[156][157]

มีการตรวจพบแอมโมเนียอย่างคร่าว ๆ บนดาวอังคารแล้วเช่นกันโดยยานดาวเทียมมาร์สเอ็กซ์เพรส แต่ด้วยความที่เป็นสารช่วงชีวิตค่อนข้างสั้นจึงไม่เป็นที่แน่ชัดว่าถูกสร้างมาจากอะไร[158] แอมโมเนียนั้นไม่เสถียรในบรรยากาศของดาวอังคาร และจะแตกสลายไปในเวลาเพียงไม่กี่ชั่วโมง แหล่งกำเนิดหนึ่งที่น่าจะเป็นไปได้คือกิจกรรมของภูเขาไฟ[158]

ออโรรา

ในปี 1994 ยานอวกาศมาร์สเอ็กซ์เพรสขององค์การอวกาศยุโรปพบการเรืองแสงอัลตราไวโอเลตจาก "ร่มแม่เหล็ก" ในซีกใต้ของดาวอังคารไม่มีสนามแม่เหล็กที่ครอบคลุมทั้งดาวซึ่งจะนำทางอนุภาคมีประจุทั้งหลายให้เข้าสู่ชั้นบรรยากาศ ดาวอังคารมีสนามแม่เหล็กรูปร่มอยู่หลายแห่ง ส่วนใหญ่อยู่ในซีกใต้ซึ่งเป็นซากหลงเหลือของสนามแม่เหล็กซึ่งเคยครอบคลุมทั้งดาวแต่เสื่อมสลายไปเมื่อหลายพันล้านปีก่อน

ในปลายเดือนธันวาคม 2014 ยานอวกาศเมเว็นของนาซาตรวจพบหลักฐานการแผ่กระจายเป็นบริเวณกว้างของออโรราบนซีกเหนือของดาวอังคาร และทอดต่ำลงถึงละติจูดประมาณ 20–30 องศาเหนือจากเส้นศูนย์สูตรดาวอังคาร ในขณะที่ออโรราบนโลกอยู่ในระยะสูง 100 ถึง 500 กิโลเมตรจากผิวดาวเคราะห์ แต่บนดาวอังคารอนุภาคที่ก่อให้เกิดออโรราทะลวงผ่านบรรยากาศของดาวเคราะห์เข้ามาสร้างออโรราขึ้นในระดับต่ำกว่า 100 กิโลเมตรจากพื้นผิว สนามแม่เหล็กในลมสุริยะโอบคลุมดาวอังคาร เข้าสู่บรรยากาศ และอนุภาคมีประจุตามเส้นแรงแม่เหล็กของลมสุริยะเข้าสู่บรรยากาศทำให้ออโรราเกิดขึ้นภายนอกร่มแม่เหล็ก[159]

วันที่ 18 มีนาคม 2015 นาซารายงานการตรวจพบออโรราที่ยังไม่เป็นที่เข้าใจแน่ชัด และเมฆฝุ่นที่ยังไมมีคำอธิบายภายในบรรยากาศของดาวอังคาร[160]

ภูมิอากาศ

ดูบทความหลักที่: ภูมิอากาศของดาวอังคาร
18 พฤศจิกายน 2012
25 พฤศจิกายน 2012
พายุฝุ่นบนดาวอังคาร ยานออปพอร์ทูนิตีและยานคิวริออซิตี มีเครื่องหมายกำกับ

จากดาวเคราะห์ทั้งหมดในระบบสุริยะ ฤดูกาลของดาวอังคารมีความใกล้เคียงกับโลกมากที่สุด เนื่องจากความเอียงของแกนการหมุนของดาวทั้งสองที่คล้ายคลึงกัน ระยะเวลาของแต่ละฤดูกาลบนดาวอังคารมีความยาวประมาณสองเท่าของฤดูกาลบนโลก เพราะดาวอังคารมีระยะห่างจากดวงอาทิตย์มากกว่า หนึ่งปีของดาวอังคารจึงยาวนานร่วมสองปีของโลก อุณหภูมิบนพื้นผิวดาวอังคารผันแปรจากค่าต่ำสุดที่ประมาณ –143 องศาเซลเซียส ที่บริเวณแผ่นขั้วดาวในฤดูหนาว[8] จนถึงค่าสูงสุดที่ประมาณ 35 องศาเซลเซียส (95 องศาฟาเรนไฮต์) ในฤดูร้อนบริเวณศูนย์สูตร[9] การมีช่วงอุณหภูมิที่กว้างมากเช่นนี้เป็นผลมาจากบรรยากาศที่เบาบางจนไม่สามารถกักเก็บความร้อนจากดวงอาทิตย์ได้มากนัก การมีความกดอากาศที่ต่ำ และการที่มีค่าความเฉื่อยความร้อนต่ำของดินบนดาวอังคาร[161] ระยะห่างจากดวงอาทิตย์ถึงดาวอังคารคิดเป็น 1.52 เท่าเมื่อเทียบกับระยะจากดวงอาทิตย์ถึงโลก ทำให้ดาวอังคารได้รับแสงจากดวงอาทิตย์เพียงร้อยละ 43 ต่อหน่วยพื้นที่เมื่อเทียบกับโลก[162]

ถ้าหากดาวอังคารมีวงโคจรแบบเดียวกับโลกแต่ละฤดูกาลของดาวอังคารก็จะเหมือนโลก แต่การมีความเยื้องศูนย์กลางของวงโคจรมากกว่าเมื่อเปรียบกันนี้เองที่ส่งผลกระทบสำคัญ ดาวอังคารเข้าใกล้จุดใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดเมื่อเป็นฤดูร้อนในดาวซีกใต้ซึ่งดาวซีกเหนือก็จะเป็นฤดูหนาว และเข้าใกล้จุดไกลดวงอาทิตย์ที่สุดเมื่อเป็นฤดูหนาวในดาวซีกใต้ซึ่งดาวซีกเหนือก็จะเป็นฤดูร้อน ผลที่ตามมาคือฤดูกาลในดาวซีกใต้จะรุนแรงมากกว่าและฤดูกาลในดาวซีกเหนือจะอ่อนเบากว่าอีกซีกหนึ่งในแต่ละกรณี อุณหภูมิในฤดูร้อนของดาวซีกใต้สามารถอุ่นได้มากกว่าอุณหภูมิในฤดูร้อนของดาวซีกเหนือได้ถึง 30 เคลวิน (30 องศาเซลเซียส หรือ 54 องศาฟาเรนไฮต์)[163]

ดาวอังคารมีพายุฝุ่นที่ใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะ มีได้ตั้งแต่พายุในพื้นที่เล็ก ๆ ไปจนถึงพายุขนาดมโหฬารที่ครอบคลุมทั่วทั้งดาวเคราะห์ พายุเหล่านี้มักจะเกิดขึ้นเมื่อดาวอังคารเข้าใกล้ดวงอาทิตย์และแสดงให้เห็นการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิบนดาว[164]

แหล่งที่มา

WikiPedia: ดาวอังคาร http://space.about.com/od/mars/a/Mars-Moon-Mystery... http://www.astropro.com/features/tables/geo/su-ma/... http://www.bbc.com/news/science-environment-357997... http://www.cnn.com/2016/10/11/opinions/america-wil... http://www.csmonitor.com/Science/2015/0105/Life-on... http://discovermagazine.com/1992/sep/marsinearthsi... http://dsc.discovery.com/news/2008/03/04/mars-aval... http://dualmoments.com/marsrovers/index.html http://www.euronews.com/2015/05/21/mars-mystery-ex... http://apnews.excite.com/article/20150506/ml--emir...