Marte (1,6 UA) è
più piccolo della Terra e di Venere (0,107 masse terrestri).
Possiede un'atmosfera tenue, composta principalmente da anidride
carbonica. La sua superficie, costellata di vulcani, come il grande
Olympus Mons, e da rift valley, come la Valles Marineris, mostra
attività geologica che ha persistito fino a tempi
relativamente recenti. Il suo colore rosso deriva dalla presenza della
ruggine del suolo, ricco di ferro. Marte ha due piccoli satelliti
naturali (Deimos e Phobos), che si pensa siano asteroidi catturati dal
suo campo gravitazionale.[19]
Marte è il quarto pianeta del sistema solare in ordine di
distanza dal Sole e l'ultimo dei pianeti di tipo terrestre dopo
Mercurio, Venere e la Terra. Viene chiamato il Pianeta rosso a causa
del suo colore caratteristico dovuto alle grandi quantità di
ossido di ferro che lo ricoprono.
Fra le formazioni geologiche più notevoli di Marte si segnalano il Monte Olimpo, il vulcano più grande del sistema solare (alto 27 km), e le Valles Marineris, un lungo canyon più esteso di quelli terrestri. Nel giugno 2008 la rivista Nature ha esposto le prove di un enorme cratere sull'emisfero boreale circa quattro volte più grande del cratere chiamato il Bacino Polo Sud-Aitken.
All'osservazione, Marte presenta delle variazioni di colore, imputate inizialmente alla presenza di vegetazione stagionale, che al variare dei periodi dell'anno cambiava di colore. Tuttavia, le osservazioni spettroscopiche dell'atmosfera avevano da tempo fatto abbandonare l'ipotesi che vi potessero essere mari, canali e fiumi oppure un'atmosfera sufficientemente densa. Il colpo di grazia a questa ipotesi fu dato dalla missione Mariner 4 che nel 1965 mostrò un pianeta desertico e arido caratterizzato da periodiche ma particolarmente violente tempeste di sabbia. La speranza che Marte possa accogliere la vita è tuttavia stata ripresa in considerazione da quando il modulo Phoenix Mars Lander ha scoperto acqua sotto forma di ghiaccio, il 31 luglio 2008. Attualmente sono tre i satelliti artificiali funzionanti che orbitano attorno a Marte: il Mars Odyssey, il Mars Express e il Mars Reconnaissance Orbiter. Il modulo Phoenix ha recentemente concluso la sua missione di studio della geologia marziana e ha fornito le prove dell'esistenza di acqua allo stato liquido in passato su ampie zone della superficie. Inoltre ha suggerito che sulla superficie possano essersi verificati nell'ultimo decennio dei flussi d'acqua simili a geyser. Osservazioni da parte del Mars Global Surveyor manifestano una contrazione della calotta di ghiaccio al polo sud.
Attorno a Marte orbitano due satelliti
naturali, Fobos e Deimos, di piccole dimensioni e dalla forma
irregolare, probabilmente due asteroidi catturati dal suo campo
gravitazionale. Marte ha anche alcuni asteroidi troiani, tra cui 5261
Eureka.
A occhio nudo Marte solitamente appare di un marcato colore giallo,
arancione o rossastro e per luminosità è il
più variabile tra tutti i pianeti visibile dalla Terra nel
corso della sua orbita. La sua magnitudine apparente infatti passa da
+1,8 alla congiunzione fino a -2,9 all'opposizione perielica (fenomeno
che si verifica ogni due anni circa e quindi rende il pianeta difficile
da osservare). A causa dell'eccentricità orbitale la sua
distanza relativa varia a ogni opposizione determinando piccole e
grandi opposizioni, con un diametro apparente da 3,5 a 25,1 secondi
d'arco.
Moto retrogrado apparente di Marte nel
2003 visto dalla Terra.
Il punto in cui Marte si trova in direzione opposta dalla Terra
rispetto al Sole (180°) e quindi è visibile da noi
per tutta la notte è definito opposizione, il periodo che
intercorre tra due opposizioni detto periodo sinodico è di
780 giorni. All'opposizione, mediamente, Marte dista dalla Terra 78,39
× 106 km (questo valore potendo variare di oltre venti
milioni di chilometri per difetto o per eccesso, a seconda che si
tratti di grande o di piccola opposizione), presenta un diametro
apparente di 17,9 secondi d'arco e una magnitudine apparente di -2,0. A
causa dell'eccentricità delle due orbite i momenti di
opposizione possono variare anche di 8,5 giorni e la distanza tra i
pianeti può passare da un minimo di 55,7 × 106 km
a un massimo di 401,3 × 106 km.[8] L'avvicinarsi di Marte
all'opposizione comporta l'inizio di un periodo di moto retrogrado,
durante il quale, se ci si riferisce alla volta celeste, il pianeta
appare in moto nel verso opposto all'ordinario (quindi da est verso
ovest anziché da ovest verso est) con la sua orbita che
sembra formare un 'cappio' (in inglese "loop").
Il 27 agosto 2003 alle 9:51:13 UT Marte si è trovato vicino alla Terra come mai in quasi 60 000 anni: 55 758 006 km (pari a 0,372 719 UA). Ciò è stato possibile perché Marte si trovava a un giorno dall'opposizione e circa a tre giorni dal suo perielio, cosa che lo rese particolarmente visibile dalla Terra. Tuttavia questo avvicinamento è solo di poco inferiore ad altri. Ad esempio il 22 agosto 1924 la distanza minima fu di 0,372 846 UA e si prevede che il 24 agosto 2208 sarà di 0,372 79 UA. Il massimo avvicinamento di questo millennio avverrà invece l'8 settembre 2729 quando Marte si troverà a 0,372 004 UA dalla Terra.
In media un'onda elettromagnetica impiega dunque circa tre minuti per arrivare dalla Terra a Marte o viceversa.
Il sottile strato atmosferico di Marte
è visibile sull'orizzonte.
La magnetosfera di Marte è assente a livello globale e, in
seguito alle rilevazioni del magnetometro MAG/ER del Mars Global
Surveyor e considerando che è stata constatata l'assenza di
magnetismo sopra i crateri Argyre e Hellas Planitia, si presume sia
scomparsa da circa 4 miliardi di anni e quindi i venti solari
colpiscono direttamente la sua ionosfera. Questo mantiene l'atmosfera
del pianeta piuttosto sottile per via della continua asportazione di
atomi dalla parte più esterna della stessa. A riprova di
questo fatto sia il Mars Global Surveyor che il Mars Express hanno
individuato queste particelle atmosferiche ionizzate allontanarsi
dietro il pianeta.
La pressione atmosferica media è di 700 Pa ma varia da un minimo di 30 Pa sull'Olympus Mons a oltre 1 155 Pa nella depressione di Hellas Planitia. Per un paragone Marte ha una pressione atmosferica che è meno dell'1% rispetto a quella della Terra.
L'atmosfera marziana si compone
principalmente di anidride carbonica (95%), azoto (2,7%), argon (1,6%),
vapore acqueo, ossigeno e monossido di carbonio.
Tracce di metano rilasciate
nell'atmosfera durante l'estate dell'emisfero nord
È stato definitivamente provato che è presente
anche metano nell'atmosfera marziana e in certe zone anche in grandi
quantità; la concentrazione media si aggirerebbe comunque
sulle 10 ppb per unità di volume. Dato che il metano
è un gas instabile che viene scomposto dalla radiazione
ultravioletta solitamente in un periodo di 340 anni nelle condizioni
atmosferiche marziane, la sua presenza indica l'esistenza di una fonte
relativamente recente del gas. Tra le possibili cause troviamo
attività vulcanica, l'impatto di una cometa e la presenza di
forme di vita microbiche generanti metano. Un'altra possibile causa
potrebbe essere un processo non biologico dovuto alle
proprietà della serpentinite di interagire con acqua,
anidride carbonica e l'olivina, un minerale comune sul suolo di Marte.
Durante l'inverno l'abbassamento della temperatura provoca la condensa del 25-30% dell'atmosfera che forma spessi strati di ghiaccio d'acqua o di anidride carbonica solida (ghiaccio secco). Con l'estate il ghiaccio sublima causando grandi sbalzi di pressione e conseguenti tempeste con venti che raggiungono i 400 km/h. Questi fenomeni stagionali trasportano grandi quantità di polveri e vapore d'acqua che generano grandi cirri.
Immagine ripresa dal telescopio
spaziale Hubble il 28 ottobre 2005 che mostra una vasta tempesta di
sabbia in prossimità dell'equatore del pianeta.
Tra tutti i pianeti del sistema solare Marte è quello con il
clima più simile a quello terrestre per via
dell'inclinazione del suo asse di rotazione. Le stagioni tuttavia
durano circa il doppio dato che la distanza dal Sole lo porta ad avere
una rivoluzione di poco meno di 2 anni. Le temperature variano dai -140
°C degli inverni polari a 20 °C dell'estate. La forte
escursione termica è dovuta anche al fatto che Marte ha
un'atmosfera sottile (e quindi una bassa pressione atmosferica) e una
bassa capacità di trattenere il calore del suolo.
Una differenza interessante rispetto al clima terrestre è dovuta alla sua orbita molto eccentrica. Infatti Marte è prossimo al periastro quando è estate nell'emisfero meridionale (e l'inverno in quello settentrionale) e vicino all'afastro nella situazione opposta. La conseguenza è un clima con una maggiore escursione termica nell'emisfero sud rispetto a quello nord che è costantemente più freddo. Infatti le temperature estive dell'emisfero meridionale possono essere fino a 30 °C più calde di quelle di un'equivalente estate in quello nord.
Rilevanti sono anche le tempeste di sabbia che possono estendersi su una piccola zona così come sull'intero pianeta. Solitamente si verificano quando Marte si trova prossimo al Sole ed è stato dimostrato che aumentano la temperatura atmosferica del pianeta, per una sorta di effetto serra.
Entrambe le calotte polari sono composte principalmente da ghiaccio ricoperto da uno strato di circa un metro di anidride carbonica solida (ghiaccio secco) al polo nord, mentre lo stesso strato raggiunge gli otto metri in quello sud, la sovrapposizione del ghiaccio secco sopra a quello d'acqua è dovuto al fatto che il primo condensa a temperature molto più basse e quindi successivamente a quello d'acqua in epoca di raffreddamento. Entrambi i poli presentano dei disegni a spirale causati dall'interazione tra il calore solare disomogeneo e la sublimazione e condensazione del ghiaccio. Le loro dimensioni variano inoltre a seconda della stagione.
