Lingkungan Mars lebih bersahabat bagi kehidupan dibandingkan keadaan Planet Venus.
Namun begitu, keadaannya tidak cukup ideal untuk manusia. Suhu udara
yang cukup rendah dan tekanan udara yang rendah, ditambah dengan
komposisi udara yang sebagian besar karbondioksida, menyebabkan manusia
harus menggunakan alat bantu pernapasan jika ingin tinggal di sana.
Misi-misi ke planet merah ini, sampai penghujung abad ke-20, belum
menemukan jejak kehidupan di sana, meskipun yang amat sederhana.
Planet ini memiliki 2 buah satelit, yaitu Phobos dan Deimos. Planet ini mengorbit selama 687 hari dalam mengelilingi Matahari. Planet ini juga berotasi. Kala rotasinya 25,62 jam.
Di planet Mars, terdapat sebuah fitur unik di daerah Cydonia Mensae. Fitur ini merupakan sebuah perbukitan yang bila dilihat dari atas nampak sebagai sebuah wajah manusia. Banyak orang yang menganggapnya sebagai sebuah bukti dari peradaban yang telah lama musnah di Mars, walaupun pada masa kini, telah terbukti bahwa fitur tersebut hanyalah sebuah kenampakan alam biasa.
Ciri fisik
Mars memiliki jari-jari sekitar setengah dari jari-jari Bumi. Planet
ini kurang padat bila dibandingkan dengan Bumi, dan hanya memunyai
sekitar 15% volume dan 11% massa Bumi. Luas permukaannya lebih kecil
dari jumlah wilayah kering di Bumi.[5] Mars lebih besar daripada Merkurius,
tetapi Merkurius lebih padat. Akibatnya kedua planet memunyai tarikan
gravitasi yang hampir mirip di permukaan—dan tarikan Mars lebih kuat
sekitar kurang dari 1%. Ukuran, massa, dan gravitasi permukaan Mars
berada "di antara" Bumi dan Bulan
(diameter Bulan hanya setengah dari Mars, sementara Bumi dua kalinya;
Bumi sembilan kali lebih besar dari Mars, dan Bulan satu per
sembilannya). Kenampakan permukaan Mars yang merah-jingga diakibatkan
oleh keberadaan besi(III) oksida, yang lebih dikenal dengan nama hematite.[9]
Geologi
Berdasarkan pengamatan orbit dan pemeriksaan terhadap kumpulan meteorit Mars, permukaan Mars terdiri dari basalt.
Beberapa bukti menunjukkan bahwa sebagian permukaan Mars memunyai
silika yang lebih kaya daripada basalt biasa, dan mungkin mirip dengan
batu-batu andesit di Bumi. Sebagian besar permukaan Mars dilapisi oleh debu besi(III) oksida yang memberinya kenampakan merah.[10][11]
Saat ini Mars tidak memunyai medan magnet global,[12]
namun hasil pengamatan menunjukkan bahwa sebagian kerak planet
termagnetisasi, dan medan magnet global pernah ada pada masa lalu. Salah
satu teori yang diumumkan pada tahun 1999 dan diperiksa ulang pada
Oktober 2005 (dengan bantuan Mars Global Surveyor) menunjukkan bahwa empat miliar tahun yang lalu, dinamo Mars berhenti berfungsi dan mengakibatkan medan magnetnya menghilang.[13] Ada pula teori bahwa asteroid yang sangat besar pernah menghantam Mars dan mematikan medan magnetnya.[14]
Inti Mars, yang jari-jarinya diperkirakan sebesar 1.480 km, terdiri dari besi dan 14-17% sulfur. Inti besi sulfida ini cair. Lapisan di atas inti Mars adalah mantel
silikat yang membentuk banyak objek tektonik dan vulkanik di Mars,
tetapi saat ini mantel tersebut sudah tidak aktif. Di atas lapisan
mantel adalah kerak, yang ketebalan rata-ratanya sekitar 50 km, dan
ketebalan maksimumnya 125 km.[15]
Saat pembentukan Tata Surya, Mars terbentuk dari cakram protoplanet
yang mengelilingi Matahari Matahari. Planet ini punya ciri kimia yang
berbeda karena letaknya di Tata Surya. Unsur dengan titik didih yang
rendah seperti klorin, fosfor, dan sulfur ada dalam jumlah yang lebih
besar daripada di Bumi. Unsur-unsur tersebut kemungkinan dihalau dari
daerah yang dekat dengan Matahari oleh angin surya muda yang kuat.[16]
Setelah terbentuk, planet-planet melewati masa "Pengeboman Berat Akhir". Bekas tubrukan dari masa tersebut dapat dilihat di 60% permukaan Mars.[17][18][19] 40% permukaan Mars adalah bagian dari cekungan yang diakibatkan oleh tubrukan objek sebesar Pluto empat miliar tahun yang lalu. Cekungan di belahan utara Mars yang membentang sejauh 10.600 km ini kini dikenal dengan nama cekungan Borealis.[7][8][20][21]
Sejarah geologi Mars dapat dibagi menjadi beberapa masa, tetapi berikut adalah tiga masa utama:[22][16]
- Masa Noachis (dinamai dari Noachis Terra): Pembentukan permukaan tertua Mars, antara 4,5 miliar hingga 3,5 miliar tahun yang lalu. Permukaan dari masa Noachis ada dalam banyak kawah tubrukan yang besar. Tonjolan Tharsis, dataran tinggi vulkanik, diduga terbentuk pada masa ini. Pada akhir masa ini banjir besar juga terjadi.
- Masa Hesperia (dinamai dari Hesperia Planum): 3,5 miliar tahun yang lalu hingga 2,9–3,3 miliar tahun yang lalu. Masa ini ditandai dengan pembentukan dataran lava.
- Masa Amazonis (dinamai dari Amazonis Planitia): 2,9–3,3 miliar tahun yang lalu hingga sekarang. Olympus Mons terbentuk pada periode ini, dan begitu pula aliran lava lain.
Aktivitas geologi masih berlangsung di Mars. Athabasca Valles merupakan tempat mengalirnya lava sejak 200 juta tahun yang lalu. Aliran air di graben Cerberus Fossae muncul sekitar 20 juta tahun yang lalu, yang merupakan tanda-tanda terjadinya intrusi vulkanik.[23] Pada 19 Februari 2008, citra yang diabadikan oleh Mars Reconnaissance Orbiter menunjukkan bukti terjadinya longsor di tebing setinggi 700 m.[24]
Tanah
Berdasarkan data dari wahana Phoenix, tanah Mars terdiri dari unsur seperti magnesium, sodium, potasium, dan klorida. Nutrien tersebut dapat ditemui di kebun Bumi dan penting dalam pertumbuhan tanaman.[25] Percobaan yang dilakukan oleh wahana Phoenix menunjukkan bahwa tanah Mars punya pH sebesar 8,3, dan mengandung garam perklorat.[26][27]
Warna bubuk
dapat ditemui di seluruh Mars. Seringkali warna bubuk baru muncul di
lereng curam kawah, palung, dan lembah. Warna bubuk awalnya berwarna
gelap, dan seiring berjalannya waktu, warnanya menjadi semakin menjadi
terang. Kadang-kadang warna bubuk muncul dalam ukuran yang kecil, dan
lalu melebar hingga ratusan meter. Warna bubuk juga mengikuti tepi
batuan. Berdasarkan teori yang banyak diterima, warna bubuk merupakan
lapisan tanah gelap di bawah yang muncul karena longsor atau badai debu.[28] Ada pula penjelasan lain, yang melibatkan air, dan bahkan pertumbuhan organisme.[29][30]
Hidrologi
Air tidak dapat bertahan di permukaan Mars karena tekanan atmosfernya
yang rendah. Di ketinggian terendah, air masih dapat bertahan dalam
waktu yang singkat.[31][32] Dua lapisan es di Mars diduga terdiri dari air.[33][34] Jika dicairkan, volume air di lapisan es kutub selatan mampu melapisi seluruh permukaan planet dengan kedalaman 11 meter.[35] Lapisan permafrost terbentang dari kutub hingga lintang 60°.[33]
Es air dalam jumlah besar diduga terperangkap di bawah lapisan kriosfer Mars. Data dari Mars Express dan Mars Reconnaissance Orbiter menunjukkan keberadaan es air yang besar di kedua kutub (Juli 2005)[36][37] dan lintang tengah (November 2008).[38] Wahana Phoenix secara langsung mengambil sampel es air di Mars pada 31 Juli 2008.[39]
Dari kenampakan permukaan Mars dapat dilihat bahwa air pernah
mengalir di permukaan planet tersebut. Saluran banjir besar yang disebut
saluran keluar (outflow channel)[40] dapat ditemui di 25 tempat, dan diduga merupakan tanda-tanda terjadinya erosi pada masa lepasnya air dari akuifer di bawah tanah, meskipun struktur tersebut juga diduga diakibatkan oleh glasier atau lava.[41][42] Saluran termuda diduga terbentuk sekitar beberapa juta tahun yang lalu.[43] Di tempat lain, terutama di wilayah tertua permukaan Mars, jaringan lembah
yang bercabang menyebar di sepanjang bentang alam. Ciri dan persebaran
lembah tersebut menunjukkan bahwa lembah tersebut dibentuk oleh limpasan permukaan
yang diakibatkan oleh hujan atau salju pada awal sejarah Mars. Aliran
di bawah permukaan dan proses pengikisan tanah dari lereng oleh air
tanah yang ada di tepi sungai atau lereng bukit mungkin memainkan peran
tambahan di beberapa jaringan, namun hujan kemungkinan merupakan
penyebab utama.[44]
Di Mars juga ada ribuan kenampakan di kawah dan dinding lembah yang
mirip dengan parit. Parit tersebut biasanya ada di dataran tinggi
belahan selatan. Sejumlah penulis menyatakan bahwa proses pembentukannya
memerlukan air, kemungkinan dari es yang mencair,[45][46] namun ada pula yang meyakini bahwa es karbon dioksida dan pergerakan debu kering-lah yang membentuknya.[47][48] Parit-parit tersebut sangat muda, bahkan mungkin masih aktif hingga sekarang.[46]
Ciri geologis lain, seperti delta dan kipas alluvial, digunakan sebagai dasar untuk mendukung gagasan bahwa Mars pada awalnya lebih hangat dan basah.[49] Keadaan semacam itu memerlukan keberadaan banyak danau di permukaan, dan untuk itu ada bukti-bukti mineralogis, sedimentalogis, dan geomorfologis.[50]
Beberapa penulis bahkan menyatakan bahwa pada masa lalu sebagian besar
dataran rendah di utara merupakan samudra, meskipun hal ini masih
diperdebatkan.[51]
Bukti lebih lanjut bahwa air pernah ada di permukaan Mars muncul dari pelacaktemuan beberapa mineral tertentu seperti hematit dan goetit, yang kadang-kadang terbentuk saat air ada.[52]
Beberapa bukti yang sebelumnya diyakini menunjukkan keberadaan cekungan
dan aliran air kuno telah ditampik oleh penilikan beresolusi tinggi
oleh Mars Reconnaissance Orbiter.[53] Pada tahun 2004, Opportunity melacaktemu mineral jarosit. Mineral ini hanya terbentuk jika ada air berasam, yang menunjukkan bahwa air pernah ada di Mars.[54]
Lapisan es kutub
Mars punya dua lapisan es kutub permanen. Selama musim dingin di
salah satu kutub, lapisan tersebut diselubungi oleh kegelapan, sehingga
mendinginkan permukaan dan menyebabkan 25-30% atmosfer mengembun menjadi
es CO2 (es kering).[55] Saat Matahari kembali menyinari kutub, CO2 yang membeku menyublim,
sehingga menghasilkan angin kencang yang menyapu wilayah kutub dengan
kecepatan 400 km/jam. Peristiwa musiman tersebut mengangkut banyak debu
dan uap air yang menghasilkan embun beku dan awan cirrus besar. Awan es-air dicitrakan oleh Opportunity pada tahun 2004.[56]
Lapisan es Mars terdiri dari es air. Karbon dioksida beku melapisinya
dengan ketebalan satu meter di kutub utara pada musim dingin; sementara
di kutub selatan, lapisan es kering tersebut bersifat permanen dengan
ketebalan delapan meter.[57] Diameter lapisan es kutub utara tercatat sekitar 1.000 kilometer selama musim panas,[58] dan mengandung sekitar 1,6 juta km kubik es.[59] Lapisan es kutub selatan memunyai diameter sekitar 350 km dan ketebalan 3 km.[60] Total volume es di kutub selatan ditambah lapisannya diperkirakan juga sekitar 1,6 juta km kubik.[61]
Di kedua lapisan es terdapat lembang-lembang, yang diduga terbentuk
oleh pemanasan Matahari, ditambah dengan penyubliman es dan pengembunan
uap air.[62][63]
Pembekuan musiman di beberapa wilayah di dekat lapisan es kutub
selatan mengakibatkan pembentukan es kering transparan setebal 1 meter
di atas permukaan. Begitu musim semi datang, tekanan dari penyubliman CO2 mengangkat dan memecahkan lapisan tersebut. Akibatnya, terjadi letusan gas CO2
yang bercampur dengan pasir atau debu basalt gelap. Proses ini
berlangsung cepat dan tidak biasa dalam geologi Mars. Gas yang bergerak
cepat di bawah lapisan ke tempat letusan menghasilkan pola saluran
radial yang seperti laba-laba di bawah es.[64][65][66][67]
Geografi
Meskipun dikenang karena memetakan Bulan, Johann Heinrich Mädler dan Wilhelm Beer
merupakan para "aerografer" pertama. Mereka merintis bahwa sebagian
besar permukaan Mars bersifat permanen, dan menentukan periode rotasi
planet. Pada tahun 1840, Mädler memadukan hasil pengamatannya selama
sepuluh tahun dan menggambar peta pertama Mars. Daripada memberi nama,
Beer dan Mädler menyebut beberapa tempat dengan huruf.[68]
Saat ini, fitur-fitur di Mars dinamai dari berbagai sumber. Fitur albedo
dinamai dari mitologi klasik. Nama kawah yang lebih besar dari
60 kilometer (37 mil) berasal dari ilmuwan, penulis, dan tokoh lain yang
membantu penelitian Mars. Kawah yang lebih kecil dari 60 km dinamai
dari kota dan desa di dunia dengan jumlah penduduk lebih kecil dari
100.000. Lembah besar dinamai dari kata mars atau bintang dalam berbagai
bahasa, sementara lembah kecil dari sungai-sungai.[69]
Nama fitur albedo besar tetap dipertahankan, tetapi kadang-kadang
diperbaharui untuk melambangkan pengetahuan baru tentang sifat fitur
tersebut. Contohnya, Nix Olympica (salju Olympus) diubah menjadi Olympus Mons (Gunung Olympus).[70]
Permukaan Mars seperti yang terlihat dari Bumi terbagi menjadi dua
macam daerah, dengan albedo yang berbeda. Dataran pucat yang dilapisi
debu dan pasir yang kaya akan besi oksida awalnya diduga sebagai 'benua'
Mars dan diberi nama seperti Arabia Terra (tanah Arabia) atau Amazonis Planitia (dataran Amazonian). Fitur gelap sebelumnya diduga sebagai laut, sehingga dinamai Mare Erythraeum, Mare Sirenum dan Aurorae Sinus. Fitur gelap terbesar yang dapat terlihat dari Bumi adalah Syrtis Major Planum.[71] Lapisan es kutub utara yang permanen dinamai Planum Boreum, sementara lapisan es kutub selatan disebut Planum Australe.
Khatulistiwa Mars ditetapkan melalui rotasinya, namun letak meridian utamanya
ditentukan dengan penetapan titik yang berubah-ubah seperti di Bumi;
Mädler dan Beer memilih sebuah garis pada tahun 1830 untuk peta Mars
pertama mereka. Setelah wahana Mariner 9 menyajikan citra Mars pada tahun 1972, kawah kecil (nantinya disebut Airy-0) yang terletak di Sinus Meridiani dipilih sebagai tempat bujur 0.0°.[72]
Mars tidak punya samudra sehingga tidak ada 'permukaan laut'. Ketinggian nol harus ditentukan, dan ini disebut areoid[73] Mars, yang sejalan dengan geoid. Ketinggian nol adalah ketinggian yang tekanan atmosfernya 610.5 Pa (6.105 mbar),[74] atau sekitar 0,6% dari tekanan permukaan laut di Bumi (0.006 atm).[75] Tekanan ini sesuai dengan titik tripel air. Praktiknya permukaan ditetapkan secara langsung melalui pengukuran gravitasi satelit.
Topografi tubrukan
Dikotomi topografi Mars cukuplah mengejutkan: dataran utara yang
diratakan oleh aliran lava berkebalikan dengan dataran tinggi di selatan
yang dipenuhi kawah akibat tubrukan pada masa lalu. Penelitian pada
tahun 2008 telah menghasilkan bukti untuk postulat yang diusulkan pada
tahun 1980 bahwa belahan utara Mars ditubruk oleh objek dengan ukuran
1/10 hingga 2/3nya Bulan.
Jika ini benar, maka belahan utara Mars merupakan kawah tubrukan
berukuran 10.600 x 8.500 km, menjadikannya kawah tubrukan terbesar di
Tata Surya.[7][8]
Di Mars terdapat sekitar 43.000 kawah dengan diameter 5 km atau lebih besar.[76] Di antaranya yang terbesar adalah kawah Hellas, fitur albedo terang yang terlihat dari Bumi.[77]
Massa Mars lebih kecil, sehingga kemungkinan objek bertubrukan dengan
planet tersebut sekitar setengahnya Bumi. Planet ini terletak lebih
dekat dengan sabuk asteroid, sehingga kemungkinan ditubruk oleh benda
dari tempat tersebut meningkat. Mars juga lebih mungkin ditubruk oleh komet berperiode kecil, seperti yang berada di orbit Yupiter.[78]
Meskipun begitu, ada lebih sedikit kawah di Mars daripada Bulan karena
atmosfer Mars melindunginya dari meteor-meteor kecil. Beberapa kawah
memunyai morfologi yang menunjukkan bahwa tanah menjadi basah setelah
meteor menubruk.[79]
Situs tektonik
Gunung berapi perisai Olympus Mons (Gunung Olympus) merupakan gunung tertinggi di Tata Surya.[80] Ketinggiannya mencapai 27 km, atau tiga kali lipat tinggi Gunung Everest yang hanya sekitar 8,8 km.[81] Gunung yang sudah tidak aktif ini terletak di wilayah Tharsis, yang juga merupakan tempat berdirinya beberapa gunung berapi besar lainnya.
Lembah besar Valles Marineris (dalam bahasa Latin berarti Lembah Mariner,
juga dikenal dengan nama Agathadaemon di peta kanal lama) memiliki
panjang sekitar 4.000 km dan kedalaman hingga 7 km. Panjang Valles
Marineris setara dengan panjang Eropa dan terbentang di 1/5 sirkumferensia Mars. Jika dibandingkan, Grand Canyon
di Bumi panjangnya hanya 446 km dan kedalamannya hanya 2 km. Valles
Marineris terbentuk akibat pembengkakan wilayah Tharsis yang menyebabkan
runtuhnya kerak di wilayah Valles Marineris. Lembah besar lainnya
adalah Ma'adim Vallis (Ma'adim dalam bahasa Ibrani
berarti Mars). Lembah ini memiliki panjang sebesar 700 km, lebar 20 km,
dan kedalaman 2 km di beberapa tempat. Kemungkinan Ma'adin Vallis
pernah dialiri air pada masa lalu.[82]
Gua
Citra dari Thermal Emission Imaging System (THEMIS) di wahana Mars Odyssey telah menunjukkan tujuh pintu masuk gua di belakang gunung berapi Arsia Mons.[83] Gua-gua tersebut, yang dinamai dari orang yang dicintai para penemunya, secara keseluruhan dijuluki "tujuh saudara perempuan."[84]
Lebar pintu masuk gua tersebut berkisar antara 100 hingga 252 m.
Gua-gua itu diyakini memiliki kedalaman antara 73 hingga 96 m. Cahaya
tidak mencapai dasar sebagian besar gua, sehingga kemungkinan gua-gua
tersebut bisa lebih dalam lagi. Gua "Dena" merupakan pengecualian;
dasarnya dapat dilihat dan kedalamannya tercatat 130 m. Bagian dalam gua
tersebut mungkin terlindung dari mikrometeoroid, radiasi ultraviolet, semburan Matahari, dan partikel berenergi tinggi yang menghujani permukaan planet.[85]
Atmosfer
Mars kehilangan magnetosfernya 4 miliar tahun yang lalu,[86] sehingga angin surya bisa berhubungan langsung dengan ionosfer, yang mengakibatkan penurunan kepadatan atmosfer dengan mengupas atom-atom dari lapisan luar.[86][87] Dibandingkan dengan Bumi, atmosfer di Mars cukup tipis. Tekanan atmosfer di permukaan berkisar dari 30 Pa di Olympus Mons hingga lebih dari 1.155 Pa di Hellas Planitia, dengan rata-rata tekanan di permukaan 600 Pa.[88]
Tekanan permukaan di Mars pada saat terkuatnya sama dengan tekanan yang
dapat ditemui di ketinggian 35 km di atas permukaan Bumi.[89] Ketinggian skala atmosfer Mars diperkirakan sekitar 10.8 km,[90] yang lebih tinggi dari Bumi (6 km) karena gravitasi permukaan Mars hanya 38% persen-nya Bumi.
Atmosfer Mars terdiri dari 95% karbon dioksida, 3% nitrogen, 1,6% argon, serta mengandung jejak oksigen dan air.[5] Atmosfernya relatif berdebu dan mengandung partikulat berdiameter 1,5 µm yang memberikan kenampakan kuning kecoklatan di langit Mars saat dilihat dari permukaan.[91]
Metana telah dilacaktemu di atmosfer Mars dengan fraksi mol sekitar 30 ppb.[92][93] Hidrokarbon tersebut muncul dalam plume
luas, dan dilepas di wilayah yang berlainan. Di utara pada pertengahan
musim panas, plume utama mengandung 19.000 metrik ton metana, dengan
kekuatan sumber sekitar 0,6 kilogram per detik.[94][95] Kemungkinan terdapat dua sumber lokal: yang pertama terpusat di dekat 30° U, 260° B, dan yang kedua di dekat 0°, 310° B.[94] Diperkirakan Mars menghasilkan 270 ton metana per tahun.[94][96]
Rentang waktu kehancuran metana diperkirakan paling lama empat tahun Bumi dan paling pendek 0,6 tahun Bumi.[94][97]
Pergantian cepat ini merupakan tanda-tanda adanya sumber gas aktif di
Mars. Aktivitas vulkanik, tubrukan komet, dan keberadaan bentuk
kehidupan mikrobial metanogenik diduga merupakan penyebabnya. Metana dapat pula dihasilkan oleh proses non-biologis yang disebut serpentinisasi[b] yang melibatkan air, karbon dioksida, dan mineral olivin.[98]
Iklim
Di antara semua planet di Tata Surya, Mars adalah planet yang
musimnya paling mirip dengan Bumi. Hal ini diakibatkan oleh miripnya
kemiringan sumbu kedua planet. Panjang musim di Mars itu sekitar dua
kalinya Bumi karena jarak Mars yang lebih jauh dari Matahari, sehingga
tahun di Mars lebih panjang (dua kalinya Bumi). Suhu permukaan Mars
berkisar antara −87 °C (−125 °F) pada musim dingin di kutub hingga −5 °C
(23.0 °F) pada musim panas.[31]
Luasnya rentang suhu ini diakibatkan oleh ketidakmampuan atmosfer yang
tipis untuk menyimpan panas Matahari, tekanan atmosfer yang rendah, dan thermal inertia tanah Mars yang rendah.[99]
Jika Mars punya orbit yang seperti Bumi, musimnya akan mirip dengan
Bumi karena sumbu rotasinya mirip dengan Bumi. Eksentrisitas orbit Mars
yang relatif besar memberikan pengaruh yang besar. Mars berada di dekat perihelion saat musim panas di belahan selatan dan dingin di utara, dan di dekat aphelion
saat musim dingin di belahan selatan adn musim panas di utara.
Akibatnya, musim di belahan selatan lebih ekstrem dan musim di utara
lebih ringan. Suhu musim panas di selatan lebih hangat 30 °C (54.0 °F)
daripada suhu musim panas di utara.[100]
Di Mars juga terdapat badai debu
terbesar di Tata Surya. Badai-badai tersebut dapat bervariasi, dari
badai di wilayah kecil, hingga badai raksasa yang berkecamuk di seluruh
planet. Badai tersebut biasanya terjadi saat Mars berada dekat dengan
Matahari. Badai debu ini juga meningkatkan suhu global.[101]
Tidak ada komentar:
Posting Komentar