ภูมิศาสตร์ดาวอังคาร
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
เมื่อวันที่ 28 กันยายน 2558 ที่ผ่านมา องค์การบริหารการบินและอวกาศสหรัฐ (NASA) แถลงยืนยันพบน้ำที่เป็นของเหลวบนดาวอังคาร หลังส่งยานมาร์สเรคองเนซองส์ออร์บิเตอร์ (Mars Reconnaissance Orbiter : MRO) ไปโคจรรอบดาวอังคาร นับเป็นการค้นพบครั้งสำคัญของวงการวิทยาศาสตร์และดาราศาสตร์โลก
ยาน Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) ได้ค้นพบหลักฐานร่องรอยทางน้ำไหลบริเวณปากหลุมที่เกิดจากการชนหลายแห่งบริเวณเส้นศูนย์สูตรของดาวอังคาร และได้ติดตามศึกษาร่องรอยที่เป็นทางยาวคล้ายน้ำไหล ดังกล่าวมาโดยตลอด ใช้เวลาในการศึกษาประมาณ 4 ปี หรือประมาณ 2 ฤดูกาลของดาวอังคาร (ดาวอังคารใช้ประมาณ 2 ปี ในการโคจรรอบดวงอาทิตย์) จนสามารถยืนยันได้ว่ามีการไหลของน้ำที่เป็นของเหลว แต่เนื่องจากดาวอังคารมีอุณหภูมิที่เย็นจัด และมีชั้นบรรยากาศที่เบาบางไม่ถึง 1%ของโลก จึงเป็นที่น่าสงสัยว่าน้ำคงสถานะเป็นของเหลวได้อย่างไร จนกระทั่งพบว่ามีองค์ประกอบที่สำคัญ คือ สารประกอบที่เป็นเกลือ ได้แก่ แมกนีเซียมเปอร์คลอเรต ซึ่งมีส่วนสำคัญที่ทำให้น้ำไม่กลายเป็นน้ำแข็งในอุณหภูมิที่ติดลบ ต่ำกว่าประมาณ -20 องศาเซลเซียส จึงเป็นที่มาของการแถลงข่าวในครั้งนี้ของนาซา กลายเป็นข่าวใหญ่และน่าตื่นเต้นในวงการวิทยาศาสตร์ หากในอดีตเราคาดว่ามีสิ่งมีชีวิตอาศัยอยู่ เช่น จุลินทรีย์ ต่อไปการค้นหาสิ่งมีชีวิตบนดาวอังคารก็ต้องมีการปรับแผนในการศึกษา มุ่งประเด็นการค้นหาไปในบริเวณที่ของเหลวดังกล่าวต่อไป
ภาพจาก Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) เปิดเผยให้เห็นถึงแร่ธาตุที่เกิดการไหลบนเนินเขารอบหลุมอุกกาบาตเฮล (Hale Crater) ซึ่งร่องรอยสีดำเหล่านี้เป็นพวกแร่ธาตุและผลึกเกลือที่ละลายอยู่กับน้ำ และเกิดขึ้นจากการไหลอย่างต่อเนื่องของน้ำลงไปตามเนินเขาเหล่านี้ แร่ธาตุที่ละลายอยู่ในน้ำเหล่านี้จะทำให้จุดเยือกแข็งของน้ำลดลง ซึ่งอาจจะมากพอที่จะทำให้สามารถคงสภาพของของเหลวเอาไว้บนพื้นผิวดาวอังคารได้ นอกจากนี้ องค์การนาซาคาดว่าน้ำที่ไหลอยู่อาจจะไหลอยู่ในภายใต้พื้นผิวตื้นๆ แต่ซึมออกมามากพอที่เผยให้เห็นในรูปของแร่ที่เปียกน้ำบนพื้นผิวเบื้องบน จากข้อมูลทางสเปกตรัมนาซาเชื่อว่าแร่ธาตุเหล่านี้น่าจะอยู่ในรูปของแมกนีเซียมเปอร์คลอเรต ซึ่งในบางกรณีสามารถทำให้น้ำคงสภาพของเหลวเอาไว้ได้ถึงที่อุณหภูมิ -70 C และบนโลกสามารถพบได้มากในบริเวณทะเลทราย และสามารถนำไปใช้เป็นเชื้อเพลิงขับดันของจรวดได้ ปกติแล้วเมื่อคนพูดถึงน้ำบนดาวอังคาร เรามักจะพูดถึงน้ำจำนวนมากในอดีตของดาวอังคาร หรือน้ำแข็งที่ถูกขังอยู่ลึกใต้พื้นผิวปัจจุบัน แต่ปัจจุบันนี้เรารู้แล้วว่าดาวอังคารมีน้ำที่เป็นของเหลวไหลอยู่บนพื้นผิวได้ แต่อย่างไรก็ดีผลการศึกษาเรื่องน้ำบนดาวอังคารนั้นไม่ใช่เรื่องใหม่ นักดาราศาสตร์มีการศึกษาเรื่องนี้มาต่อเนื่องยาวนานหลายปีแล้ว
