Los momentos más interesantes para observar a Marte es cuando está en oposición, y el Sol, la Tierra y Marte forman una línea recta en ese orden, y si al mismo tiempo se encuentra a la distancia mínima de la Tierra. Estas condiciones se producen cada 15 años, cuando el planeta llega al perihelio (su mayor acercamiento al Sol) casi en oposición. Entonces Marte tiene una dimensión de 25 segundos de grado y un diámetro aparente unas setenta veces más pequeño que la Luna (0,5 grados).

Mediante un telescopio, de unos 30 aumentos, aparece como una naranja observada a 3 metros; se pueden apreciar regiones brillantes de color anaranjado y otras zonas más oscuras y menos rojas, cuyo contorno y tono cambia con las estaciones marcianas.

Conocido desde la antigüedad, en 1589 Tycho Brahe fue el primero que realizó, a pesar de no contar con telescopio, medidas sistemáticas de sus movimientos. Esta labor fue seguida por su discípulo Kepler, de cuyo análisis llego a la conclusión de que las órbitas de los planetas debían formularse como elípticas en vez de circulares, tal como se había patrocinado por los astrónomos durante los más de 2000 años anteriores.

En 1659, Huyghens, mientras trataba de dibujar un primer esbozo de un mapa se su superficie, siguiendo con el telescopio la evolución de una mancha obscura triangular, a la que denomino Syrtis Maior, calculó que el día marciano (el periodo de revolución sobre su eje) era de 24,623 horas.

En 1673 el astrónomo italiano Cassini, determinó el paralaje de Marte, a partir del cual consiguió estimar con una cierta precisión las distancias de los planetas y su tamaño.

En 1781 el astrónomo Wiliam Herschel, encontró que el eje de rotación de Marte, al igual que el de la Tierra, estaba inclinado con respecto a la eclíptica un ángulo de 25,17 grados, por lo que Marte al igual que la Tierra tiene estaciones climáticas. Tres años más tarde observó que en los polos de Marte aparecían manchas blancas variables en tamaño dependiendo de la estación similares a los casquetes polares terrestres. Herchel fue también el primero en observar la existencia de atmósfera en el planeta.

Durante mucho tiempo se pensó que no tenía satélites, hasta que estos fueron descubiertos por el astrónomo Asaph Hall en 1877 durante uno de los momentos en que Marte se encuentra a tan solo una distancia de la Tierra de tan solo 55 millones de kilómetros. Asaph los llamó Phobos y Deimos (´Miedo´ y ´Terror´), como los dos hijos de Marte según la mitología Griega.

Durante años los astrónomos habían realizado diversos mapas de Marte, que no habían sido aceptados porque cada uno tenía el suyo diferente de los demás. Pero en el mismo año y durante esa misma aproximación en que se descubrieron los satélites de Marte, el astrónomo italiano Schiaparelli, que disponía de dos importantes telescopios de 22 y 44 cm de diámetro en el observatorio de Brea en Milán, realizó un mapa que fue aceptado, por que resto de los astrónomos también creyeron ver las mismas estructuras que las dibujadas por éste.

Schiaparelli, creyó ver zonas oscuras interconectadas con una intrincada red de finas líneas negras a las que llamó canales; al mismo tiempo comenzó a asignar nombres a las diferentes zonas extraídos de la mitología y de la antigua geografía de Egipto, Grecia y Roma.

En esos años, los astrónomos individualizaron las estructuras superficiales del planeta y estudiaron su climatología, los casquetes polares que se extienden y se retraen según las estaciones, los sistemas de nubes y las tempestades de arena que azotan durante meses extensas regiones del planeta.

Schiaparelli, al hablar de canales pensó en estructuras naturales, nunca pasó por su mente que estas estructuras pudieran ser obra de criaturas inteligentes, pero al traducir su publicación al inglés, donde daba noticia del descubrimiento ("Observaciones astronómicas y físicas sobre el eje de rotación y sobre la topografía del planeta Marte", Roma, 1878), la palabra ´canales´, en vez de ser traducida por su equivalente channels, se le dio el término de canals, que tiene el mismo significado de ´canal´ pero de origen artificial. La publicación de estas noticias tuvieron una amplia difusión en todo el mundo, incluso fuera de los ambientes científicos, y fueron interpretadas como la prueba de la existencia de una civilización evolucionada en Marte, que había realizado importantes obras de ingeniería para el transporte del agua desde las zonas polares a las ecuatoriales.

Entre los muchos astrónomos que también creyeron ver los canales de Marte, el más entusiasta fue el rico americano Percival Lowell (1855-1916), quien construyó un observatorio privado en Flagstaff, en el despejado y limpio aire del desierto de Arizona, lejos de las luces de las ciudades, con el objetivo de estudiar el planeta rojo con todo detalle. Lowell, que creyó haber localizado más de 500 canales, además de otros descubrimientos, los cuales publicó en media docena de libros que popularizaron la idea de vida inteligente en Marte. Sin embargo, en los años sucesivos, al multiplicarse las observaciones realizadas con instrumentos de mayor potencia y precisión, se demostró que los canales de Marte y una multitud de otras estructuras geométricas observadas por Schiaparelli, Lowell y otros, eran ilusiones ópticas, variables en función de las condiciones de observación, la turbulencia de la atmósfera y la apertura del instrumento.

Por ello en los primeros dos decenios del siglo XX, si bien a ratos la polémica entre canalistas y anticanalistas continuaba, las primeras fotografías astronómicas de Marte relegaron al olvido la idea de un Marte con vida inteligente, hasta el 30 de octubre de 1938, en que un programa de radio realizado por Orson Welles, en el que se describió una ficticia invasión de Nueva Jersery por parte de naves marcianas, hizo cundir el pánico en EEUU. Aquel programa de radio, revivió de nuevo la polémica sobre la existencia de vida en Marte, y a pesar de que entre la clase científica no albergó ninguna duda sobre la no existencia de vida, no faltó algún visionario en contra, como el astrónomo soviético Shklovkjy, que afirmaba, a comienzos de los años setenta, que las dos lunas de Marte, Fobos y Deimos, eran dos satélites artificiales lanzados al espacio por una civilización tecnológicamente avanzada.

Entretanto, los astrónomos norteamericanos William Weber y Carl Otto Lampland habían conseguido medir en 1926, la temperatura superficial que había resultado ser mucho más baja de lo que se pensaba (-55° de media), y el también norteamericano Peter Kuiper, mediante el análisis del espectro infrarrojo del planeta llego a la conclusión en 1946, que su atmósfera estaba formada casi exclusivamente de anhídrido carbónico, por lo que las posibilidades de existencia de vida eran muy improbables, en condiciones tan desfavorables.

La exploración espacial

Observación mediante naves espaciales.
El conocimiento más detallado de Marte se debe a seis misiones llevadas a cabo por naves espaciales estadounidenses entre 1964 y 1976. Las primeras imágenes de Marte fueron obtenidas por el Mariner 4 en 1964, y las misiones Mariner 6 y 7, que lo sobrevolaron, proporcionaron mayor información en 1969. El primer satélite artificial de Marte (el Mariner 9, lanzado en 1971) estudió el planeta durante casi un año, proporcionando a los científicos su primera visión global del planeta y las primeras imágenes detalladas de sus dos lunas. En 1976, dos sondas Viking se posaron con éxito en la superficie y llevaron a cabo las primeras investigaciones directas de la atmósfera y de la superficie. La segunda sonda Viking dejó de funcionar en abril de 1980; la primera sonda operó hasta noviembre de 1982. La misión Viking también incluía dos satélites que estudiaron el planeta durante casi dos años marcianos. En 1988 la Unión Soviética envió dos sondas para posarse en la luna Fobos; ambas misiones fracasaron, aunque una difundió algunos datos y fotografías antes de perder contacto por radio.
 

Características del planeta Marte

Forma parte del grupo de los llamados planetas terrestres (Mercurio, Venus, Tierra y Marte), es decir, los que tienen una corteza sólida superficial y densidades elevadas. Marte es el primero de los planetas externos, o lo que es igual, es el primero de los planetas que se encuentra en el exterior de la órbita terrestre.

Gira alrededor del Sol a una distancia media de 227,9 millones de km, un 50% más alejado del Sol que la Tierra, por ello recibe una radiación solar un 60% más tenue. Describe una órbita, relativamente elíptica, con un perihelio (mínima distancia del Sol) de 206,7 millones de km, mientras que en el afelio (máxima distancia) se aleja de él hasta 249,1 millones de km.

La notable excentricidad de su órbita y el hecho de que su periodo de rotación sea de 648 días hace que las estaciones tengan una duración aproximadamente dos veces más largas, con inviernos largos y tremendamente fríos, y veranos cortos y calurosos.

Marte es un planeta con dimensiones inferiores a las de la Tierra. Su diámetro ecuatorial es de 6.787 km (alrededor de la mitad del terrestre), y su masa equivale a casi un centésimo de la terrestre; su densidad media de 3,94 gramos por centímetro cúbico frente a los 5,5 gramos por centímetro cúbico de la Tierra. La menor masa y densidad de Marte hacen que su gravedad sea aproximadamente un tercio de la terrestre (0,38). Sin embargo, otras magnitudes guardan una gran similitud con las de la Tierra: la duración de su día es de veinticuatro horas y cuarenta minutos; la inclinación de su eje de rotación es de 25° (muy similar a los 23,5° terrestres).

Atmósfera y Clima

Marte tiene una capa de gases o atmósfera, que rodean a su superficie, mucho más tenue que la Tierra. La presión media en la superficie es 160 veces inferior a la terrestre (en las llanuras oscila entre 5 y 7 milibares) más o menos equivalente a la presión existente en la Tierra a una altura de 35 km. La baja presión, permite una gran movilidad de los gases atmosféricos, por lo que Marte es frecuentemente azotado por vientos huracanados que superan los 200 km / hora. La presión varía aproximadamente en un 30% más o menos, debido a los cambios estacionales que se producen en los casquetes polares. En invierno parte de los gases de la atmósfera se congelan en los casquetes y la presión baja. En el verano se evaporan, con lo que aumenta la cantidad de gases que rodean al planeta y la presión sube.

El principal componente de la atmósfera marciana es el dióxido de carbono, con un 95,3 %, seguido por el nitrógeno (2,7%), argón (1,5%), oxígeno (0,2%), y trazas de vapor de agua, monóxido de carbono y gases nobles.

Hay evidencias de la existencia pasada de razonables cantidades de agua en la superficie de Marte, en la actualidad, tanto la superficie como la atmósfera sólo contienen cantidades muy pequeñas y variables de vapor de agua, cuya concentración crece ligeramente al aproximarse a los polos, al igual que aumenta al producirse el deshielo en primavera, decreciendo de nuevo en otoño. Más evidentes son las pruebas de existencia de hielo subterráneo, como las formas de pétalo que rodean algunos cráteres, y los llamados suelos adornados.

Esta atmósfera, además, es bastante fina, y en la superficie del planeta ejerce una presión de apenas una centésima con respecto a la que experimentamos en la Tierra (7,5 milibares), circunstancia que determina la imposibilidad de la existencia de agua en estado líquido en Marte. El agua tiene una presión de vapor de 18 milibares a 0 °C, lo cual significa que cuando el agua esta sometida a presiones inferiores a su presión de vapor, entra inmediatamente en ebullición, y se evapora. Para que el agua en Marte no se evapore debe estar a temperaturas muy inferiores y por lo tanto en forma de hielo.

Algunos estudiosos (entre ellos el fallecido Carl Sagan) formularon la hipótesis de que, anteriormente, una atmósfera más densa había protegido al planeta, y en esas condiciones, en la superficie de Marte había mares de agua con profundidades de hasta 500 metros. Esto justificaría la erosión de su superficie y lo que se considera como lechos de ríos, ahora secos, fotografiados por las sondas americanas Mariner y Viking. Un cambio climático, habría hecho bajar la presión atmosférica, con la consiguiente evaporación de agua. Posteriormente los componentes químicos del agua habrían sido separados por efecto de la radiación ultravioleta, el hidrógeno más ligero escaparía a la atmósfera mientras el oxígeno, se combinaría con otros elementos oxidando la superficie del planeta adquiriendo el característico color rojo. Medidas precisas de la inclinación del eje de rotación de Marte, indican que, aunque en la actualidad este ángulo es de 25°, durante un periodo de unos 500.000 años, este ángulo varía desde un minino de 15°, hasta un Máximo de 35°. Ésta puede ser una de las razones que haya originado los cambios climáticos en Marte.

Marte tiene un clima semejante al de un frio desierto que se encontrase a gran altitud. Las extremas condiciones de los largos y fríos inviernos y los cortos y calurosos veranos se ven en parte incrementadas por la poca densidad de su atmósfera, que no ejerce un efecto homogenizador de temperaturas como puede ocurrir en la Tierra.

Por ello, aunque en la superficie del planeta la temperatura media no sobrepasa los -33° C, tiene un amplio abanico de variabilidad. En el mediodía de verano, en los puntos próximos al ecuador se dan temperaturas próximas a los 22 °C para bajar a los -72 °C durante la noche. No muy lejos y también al mediodía, las temperaturas son de tan sólo -45,56° C en las zonas situadas en latitudes próximas a los trópicos. Las temperaturas en los polos, alcanzan valores mínimos de - 125 °C, de manera casi permanente, llegando en algunos casos a los -143 °C medidos por la nave Viking 2 en el polo sur. Estas temperaturas son lo suficientemente bajas para que el anhídrido carbónico de su atmósfera se congele, por ello los dos polos de Marte están cubiertos pos dos brillantes casquetes polares, claramente visibles al telescopio, formados principalmente por anhídrido carbónico helado. La formación de estos casquetes sigue un ciclo estacional que se ha sido observado por los astrónomos, durante más de dos siglos.

Al llegar el otoño, en la capa de la atmósfera situada sobre los casquetes se forman brillantes nubes de cristales de CO2, que se precipita en forma de un fino polvo, que hace que el casquete engorde y se extienda, a veces hasta latitudes inferiores a los 45°.

Al final de la noche invernal, cuando llega la primavera, la luz solar evapora la nieve carbónica, y los casquetes retroceden durante el verano hasta un tamaño mínimo que configuran los casquetes permanentes. Se supone que en estos casquetes permanentes, que en el polo norte tiene un diámetro de 1000 km y en el Sur 3000 km y un espesor de unos 2 km, puede haber acumulada gran cantidad de agua en forma de hielo.

Desde la Antigüedad, se observaron en Marte cambios en la coloración de la superficie de Marte, que fueron interpretados por los científicos como variaciones en una supuesta capa de vegetación que recubría el planeta. Más tarde se propuso que los cambios de coloración se correspondían con nubes de polvo rojizo levantados por vientos huracanados de más de 200 km/h que se producían en la superficie del planeta. Desde que fue aceptada esta hipótesis en 1892, y que ha sido confirmada con datos recientes, los astrónomos, han registrado metódicamente estos acontecimientos de la meteorología marciana.

La actividad atmosférica en Marte es muy importante y variada. A gran altitud, se producen neblinas y nubes de hielo formadas por cristales de anhídrido carbónico. A veces se producen cuando una corriente del "aire marciano", es impulsada a gran altitud por las cadenas montañosas. Al ascender los gases, se enfrían por debajo del punto de congelación del CO_2, y se solidifican en forma de pequeños cristales blancos, que dan lugar a las nubes.

A final de la primavera marciana, cuando Marte esta más cerca del Sol (perihelio), y la parte del hemisferio Sur, próxima al ecuador, se encuentra recalentada, se forman impresionantes corrientes de aire, que arrancan el fino polvo de la superficie marciana y lo elevan hasta alturas superiores a los 30 km, formando extensas nubes amarillas que oscurecen la superficie del planeta durante semanas e incluso durante meses. Estos vientos modifican sensiblemente la superficie del planeta, que se ve erosionada en unas zonas mientras que en otras se depositan los materiales arrastrados, a veces formando extensos campos de dunas.

Superficie

Si subsistía algún resto de polémica sobre los canales de Marte, quedó totalmente cerrada en 1965. La sonda norteamericana Mariner 4, que había sido lanzada el 28 de noviembre de 1964, pasó a sólo 10.000 km de la superficie de Marte el 18 de julio de 1965 tomando 20 series de fotografías de la superficie marciana que fueron enviadas a la Tierra por radio. En ellas no aparecía ninguna señal de los controvertidos canales, sino que aparecía como un planeta árido, frió y desolado, semejante a la Luna, con zonas profusamente cubiertas de cráteres. Las sondas Mariner 6 y Mariner 7, lanzadas el 24 de febrero y el 27 de marzo de 1969 respectivamente, pasaron a una distancia de tan sólo 3.500 km de la superficie, y tomaron un total de 200 fotografías algunas de las cuales confirmaron este paisaje, mientras que otras mostraron áreas donde se manifestaba una intensa actividad geológica.

El 30 de mayo de 1971 la NASA envió la sonda Mariner 9, que se puso en órbita alrededor del planeta, con lo que se convirtió en el primer satélite artificial de Marte. Hubo que esperar a que se aclarase la atmósfera de Marte, porque una intensa tormenta de polvo impedía la visibilidad. En diciembre, la tormenta se calmó y la sonda comenzó a tomar y trasmitir fotografías de Marte, elaborando una precisa cartografía de su superficie, que, sobre todo, permitió distinguir una importante diferenciación entre dos mitades de su superficie, que aproximadamente se corresponden con los hemisferios norte y el sur.

Si dividimos la superficie de Marte en dos hemisferios, por un plano inclinado 30° con respecto al ecuador, la mitad norte más lisa, se supone más joven, con una densidad de cráteres cinco veces inferior a la del hemisferio sur, y estos parcial o totalmente rellenados por efecto de la erosión, de los vientos, y de proyecciones volcánicas. Se supone que la lava inundó ampliamente esta superficies, inmediatamente después de haber cesado el intenso bombardeo de meteoritos que siguió a la formación del planeta, aunque en algunas zonas las inundaciones de lava pueden ser relativamente recientes (algunos centenares de millones de años). En su parte más septentrional se encuentran las zonas más planas, como la denominada Vastitas Borealis, aproximadamente a 50 grados de latitud se encuentra la Utopia Planitia en la que se sitúa el volcán Mie, en cuyas proximidades aterrizó el Viking Lander 2. Más cerca del ecuador, sobre la Elysium Planitia, se encuentran dos grandes volcanes con forma de escudo, Elysium Mons y Hecates Tholus.

En las proximidades del ecuador, en el hemisferio oriental, se encuentra la Syrtis Major Planitie, sin grandes detalles morfológicos, mientras que en el hemisferio occidental, se encuentra la región volcánica de Tharsis, la mayor del Sistema Solar, y el complejo de cañones de Valle Marineris, la mayor formación de origen tectónico del planeta.

Tharsis es el resultado de una impresionante acumulación de lava sobre una zona de más de 1000 km de radio, en el que llega a alcanzar una altura de más de 20 km sobre el nivel medio del planeta. Las alturas más importantes de estas regiones son los llamados Olympus Mons, Arsia Mons, Pavonis Mons y Ascraeus Mons.

Por el contrario, la mitad sur tiene un aspecto más similar a la Luna, con numerosos cráteres casi intactos, y algunas grandes cuencas de impacto, entre las que se encuentran las mayores del planeta, Hellas Planitia, con 1.500 km de diámetro, y Argyre Planitia, de 900 km. Estas tierras se supone que datan de los primeros tiempos de formación del planeta, hace 4.000 millones de años, cuando Marte, al igual que la Luna y el resto de los planetas, estaba sujeto a un constante bombardeo de meteoritos.

Entre las características comunes de ambos hemisferios, destaca el color rojizo de la superficie y la estructura de los cráteres. Un 80% de la superficie marciana esta cubierta por una arcilla producto de la meteorización de los basaltos superficiales. Esta arcilla es más rica en hierro y más pobre en aluminio que las equivalentes de la Tierra, y tiene un color rojizo producido precisamente por el oxido de hierro. Parece que en Marte es frecuente la escapolita, una serie de silicatos complejos que se originan por alteración de los feldespatos y que incorpora en su composición CO₂. La escapolita, relativamente escasa en la Tierra, se supone que puede ser una fuente de CO₂, principal gas que interviene en la formación de la atmósfera marciana.

Los cráteres, que aunque con distribución y grado de erosión diferentes en los dos hemisferios, se diferencian de los restantes del Sistema Solar por su forma amurallada. Se supone que si bien en la superficie de Marte no existe agua liquida, en la época de formación de la mayor parte de los cráteres, incluso en la actualidad, en importantes áreas del subsuelo de Marte se encuentra una estructura similar a la de barro congelado (permafrost). El impacto de un meteorito generaría una gran cantidad de calor, que produciría un deshielo, seguido por una avalancha de partículas que terminaría por rodear los cráteres. Una peculiaridad de los cráteres de Marte es que existen muchos menos cráteres de menos de 50 m de diámetro, que lo que cabría predecir. Este hecho se anticipó en 1970 por Donald E. Gault y otros, en base a que, aunque liviana, la atmósfera de Marte es lo suficientemente densa para erosionar y romper los meteoritos pequeños antes de que alcancen la superficie con suficiente velocidad para formar un cráter.