В атмосфере Марса содержится 2,5% азота, 1,6% аргона, 0,1—0,4% кислорода, угарный газ (0,06%) и малые количества благородных газов — неон, криптон, ксенон. Но главная составляющая, как уже говорилось, — углекислый газ (95%). Облака земного типа (из водяных капель) на Марсе бывают редко. Атмосфера очень сухая. В самых безводных районах Земли в атмосфере в сотни раз больше водяного пара. В среднем его концентрация в атмосфере Марса близка к 0,05%. Тем не менее, в низинах, таких, как глубокий каньон долины Маринера, часто наблюдается туман.

В январе 1972 г. случай представил первым земным зондам исключительную возможность детально исследовать пылевую бурю на Марсе. Оказалось, что она бушует 50—100 сут. Верхняя граница пылевых облаков проходит на уровне 7—15 км. над поверхностью планеты, а средние размеры частиц составляли 1—10 мкм. в начале бури и около 1 мкм. в ее конце. Было подсчитано, что разреженная атмосфера Марса в бурю поднимает и удерживает количество пыли, превышающее 1 млрд. т. Наблюдения показали, что активная фаза бури развивалась несколько раз.

Одно из интересных явлений, связанных с бурей, это «антипарниковый» эффект. В отличие от Венеры и Земли марсианские пылевые облака непрозрачны для приходящего и прозрачны для уходящего излучений, что вызывает выстуживание поверхности планеты. Поэтому во время глобальной пылевой бури температура поверхности падает, а атмосфера быстро разогревается.

Рельеф равнин планеты

На рис., представляющем полушарие Марса с долготой центра 0°, видны каньон Долины Маринера и три гигантские горы (древние вулканы) в светлой области Фарсида. Небольшая область со сложным рельефом вверху, над каньоном — Лунное плато, справа от него — земля Ксанфа, и над нею — равнина Хриса. На их границе в 1976 г. совершил посадку «Викинг-1». От Лунного плато к югу тянется извилистая линия одного из «каналов» — это борозды Сакра, которые оканчиваются каньоном Гебы. Южная часть планеты в тени, там зима.

Размеры каньона долины Маринера поражают воображение. На Земле нет ничего, даже отдаленно на него похожего по своим масштабам. Голова каньона расположена в лабиринте Ночи (центр 8°ю.ш., 97°з.д.). Дальше каньон проходит к востоку между 4° и 18°ю.ш. примерно до 35°з.д., где отклоняется к северу. Общая длина каньона достигает 4,5 тыс. км. Знаменитый Большой каньон в Аризоне (Сев. Америка) целиком уместился бы в одном из его второстепенных оврагов этого марсианского каньона. Его ширина превышает 100 км., глубина в среднем 2—3 км., а в некоторых частях заметно больше.

Рис. Долина Маринера.

Большинство кратеров на поверхности Марса образовалось в эпоху интенсивной метеоритной бомбардировки, примерно 3,5—4 млрд. лет назад. Значительная их часть сохранилась очень хорошо. Примерно от 40°з.д. и далеко к востоку тянется область, наиболее густо покрытая метеоритными кратерами всевозможных размеров. Она простирается от 50°с.ш. и почти до самого южного полюса, причем к востоку граница ее постепенно спускается от 50°с ш. до экватора (у 220°з.д.). Эта граница — раздел между лавовыми полями, которыми покрыта значительная часть северного полушария планеты, и материковыми районами южного. От 220°з.д. и далее к востоку граница проходит примерно на уровне 10°ю.ш. почти до 130—140°з.д.

Типичный метеоритный кратер Скиапарелли диаметром 470 км. (центр у 3°ю.ш., 343°з.д.), можно видеть в центре карты. Кратеры заполняют обширные равнины и низменности. Одна из них — это равнина Аргир, диаметром около 900 км, с центром у 50°ю.ш., 42°з.д. Это типичное кратерное море, каких много на Луне. На восточной оконечности равнины Аргир расположен кратер Галле, диаметром около 100 км. (центр 51°ю.ш., 31°з.д.). Другая равнина — глубокая впадина Эллада, протяженностью от 1600 до 2000 км. (центр 45°ю.ш., 290°з.д.). На долготе Эллады, но к северу от экватора (от 0° до 30°с.ш.), находится очень темная область Большой Сирт. Если светлые области отражают до 30% падающего света, то Большой Сирт — только 8—10%. Слева от Большого Сирта — земля Аравия, ниже — крупный кратер Гюйгенс с темным дном.

Рис. Кратер Гюйгенс.

Структура у многих марсианских кратеров такая же, как у лунных. У них есть кольцевой вал, иногда центральная горка. Однако из-за большей силы тяжести диаметр кратеров, образованных одинаковыми метеоритами, получается примерно вдвое меньше лунных. Количество кратеров на единицу площади больше, чем на Луне. В этом сказалась близость Марса к поясу астероидов, «пришельцы» из которого обеспечивали интенсивную метеоритную бомбардировку. Иногда метеоритные кратеры на Марсе образуются и в наши дни. Грунт Марса очень сыпучий, и как ни мала ветровая эрозия деталей рельефа, все-таки валы кратеров постепенно разрушаются. Вместе с тем, местами можно видеть свежие кратеры, возраст которых вряд ли превышает несколько миллионов лет.

В формировании рельефа Марса различаются много периодов, которые значительно перекрывались. Наиболее характерные виды рельефа Марса — это обширные кратерированные области, пустынные равнины, вулканические зоны и, наконец, районы особого рельефа, которые не укладываются в одну группу.

Хотя некоторые естественные образования на Марсе тянутся на большие расстояния, 2000 км. и более, но «каналов», которые отмечали астрономы прошлого, на Марсе нет. Истоки великого спора о каналах лежат в природе человеческого глаза. Он особенно чувствителен к линейным структурам. Если ряд плохо различимых точек находится примерно на одной (прямой или кривой) линии, то они воспринимаются как сплошная линия. Для таких объектов острота зрения в 10—20 раз превосходит «положенную» человеку 1'. Не у всех людей эта способность видеть линии вместо плохо различимых точек одинакова. Поэтому Ловелл совершенно честно утверждал, что видит каналы, а скажем Холл (который сумел открыть очень маленькие луны Марса), столь же искренне их не видел. Именно такими цепочками случайных пятен и оказались марсианские «каналы». Кстати, после того, как в 1940-х гг. наблюдения Марса начали проводить в прекрасных условиях видимости на высокогорной обсерватории Пик-дю-Миди, опытные астрономы О. Дольфюс и др. не замечали каналов.

Спящие вулканы и лавовые поля равнин

К северо-западу от долин Маринера находится страна гигантских вулканов Фарсида с центром у 0°, 110°з.д. Три вулканических конуса и лежащая к северо-западу от них гора Олимп — высочайшие вершины на планетах группы Земли. С запада и с северо-запада страна Фарсида окаймлена двумя равнинами — Амазония и Аркадия. Вулканические сооружения меньших размеров встречаются и немного западнее, в области Элизия.