火星以古羅馬神話中的戰争之神而命名,作為太陽系内第二小的行星,僅有水星比他更小。從地球上看,火星僅僅是夜空中的一個紅色星體。
圖解:火星的真實色彩影像,2007年2月由羅塞塔号拍攝
在某種程度上,火星與地球并非有天差地别。火星日僅僅比地球日長近39分2.44秒。火日距離為1.52AU,大緻說來,火星與太陽的距離比其與地球的距離大一倍。火星公轉周期為678個地球日。在火星上的重力僅為地球重力的40%——這遠比月球重力要高。與地球一樣,火星也擁有自轉軸傾角,并不是像天王星簡直是繞着自身的一邊旋轉。
1.火星大氣
火星表層大氣絕大部分——近95%是二氧化碳。這裡有在火山期遺留下來的甲烷的蹤迹。同樣,這裡也有重新在火星大氣中補充甲烷的甲烷氣裂縫的迹象,理論上來說,這與地球大洋底部的甲烷氣裂縫一樣,可以提供生物生存環境。就像地球,火星大氣也含有氩和氮。
圖解:2001年六月26日,哈勃太空望遠鏡觀測到火星的圖像,為了給出真實的火星在天文望遠鏡中所呈現的色調,星球的色彩被謹慎地平衡。最為驚人的是,圖像中顯示了大規模的季節性沙暴。一個大型的風暴系統在高于北部極地冰冠的、部位劇烈翻湧,稍小的一個就在其附近。
火星表面與地球整塊陸地大緻相似,這意味着火星地圖可能與不包括海洋的地球地圖一樣大。
火星顔色偏紅,是因為外殼氧氣與鐵的組合導緻了鐵鏽色的形成。在火星行星内核冷卻的同時,保護大氣免受太陽風暴損害的磁極消失,火山停止噴發以填充大氣。接着,火星大氣緩慢地被吹開,放射線破壞大氣層中的水分子——水分子被分成氫氣與氧氣。其中氫氣在太陽風中消失,而氧氣與土壤融合。
圖解: 火星直徑約為地球的一半
火星的氣壓僅僅比地球氣壓少1% 。然而,火星可以容納全行星範圍内的速度高達125 每小時的沙暴。高達每小時200邁的沙塵也被記錄在案。鳳凰着陸器和軌道航天器捕捉到火星上的确有雲的存在。
2.火星表面
火星表面與地球整塊陸地大緻相似,這意味着火星地圖可能與不包括海洋的地球地圖一樣大。火星顔色偏紅,是因為外殼氧氣與鐵的組合導緻了鐵鏽色的形成。在火星行星内核冷卻的同時,保護大氣免受太陽風暴損害的磁極消失,火山停止噴發以填充大氣。接着,火星大氣緩慢地被吹開,放射線破壞大氣層中的水分子——水分子被分成氫氣與氧氣。其中氫氣在太陽風中消失,而氧氣與土壤融合。
圖解:火星地形圖,中央為東經180度。低到高順序為藍、綠、黃、紅到最高的白。
火星上有天文望遠鏡可視的,随着火星季節變換而擴大縮小的冰蓋。然而,天文學家認為火星冰蓋主要是由冰凍的二氧化碳構成,而不是水冰。暴露在火星稀薄的大氣之下。水冰會升華或者變為蒸汽。金星由于它稀薄的大氣造成的溫室效應無比燥熱,然而火星卻有着無休無止的酷寒。火星大氣不能保溫,火星的平均溫度大概是-70°F。低至-225°F的低溫也有被觀測觀測到。在夏季,靠近赤道的地方,溫度能超過水的冰點。同火星南部相比,火星北部相對平坦。由歐洲航天局發射的火星快車已經探測到層狀沉積物——這可以證明火星北半球曾經是一片海洋。
3.火星地貌
已知的太陽系中最大的火山奧林匹斯山,坐落于火星之上,以希臘諸神居所命名。它比珠穆朗瑪峰還要高三倍。奧林匹斯山成形于火星表面由于闆塊構造而從不移動的熱斑。奧林匹斯山的巨大自然伴随着數個隕石坑。塔爾西斯高原上分布着一些休眠火山,然而他們都不能與奧林匹斯山的體量相較,他們相連起來,形成了塔爾西斯突出部。
圖解:奧林帕斯山的拼貼衛星照片,于邊緣可見部分奧林帕斯山光環
火星同樣孕育了巨大的峽谷系統,這些峽谷系統在最初的時候被人誤認為是運河。水手谷長愈2500英裡,其規模可以與東非大裂谷媲美。它和它連接的峽谷覆蓋了大約五分之一個火星。水手谷的規模勝于亞利桑那州大峽谷,但不及大西洋裂谷。火星上的一些峽谷——比如水手谷,實際上是火星地表的裂紋,而巴拉那盆地卻可能是周期性洪水與特大洪澇的遺留痕迹。
4.火衛
火星衛星——福布斯和戴摩斯(火衛一與火衛二),以戰神馬爾斯之子的名字命名。兩顆火衛被認作是在小行星帶被捕捉到的小行星。
兩顆火衛遠比地球的衛星月球要小。火衛一直徑約為11英裡,每0.319個地球日繞火星一周。火衛二直徑約為15英裡,以30.3小時的周期環繞火星。
圖解:火星偵察軌道器所攝得的火衛一彩色照片,攝于2008年3月23日
5.人類的探索
在過去,火星一直是人類重複探索的目的地。金星與地球的體量相當,但金星上稀薄的大氣導緻了極大的大氣壓強,并使這顆星球有着與水星相同的酷熱。火星有遠古海洋與同亞利桑那州大峽谷尺寸相當但更深的流水峽谷的痕迹。即使火星表面再沒有水的痕迹,水冰也有可能混入了土壤,被埋藏在了極地冰蓋之下,或者儲存在了地下含水層中。
這使火星成為最有可能的世外殖民地。在明白火星怎樣失去了海洋和大氣可以幫助我們了解地球的未來。
前往火星的任務可以被分為三個類别。飛掠過火星隻拍到了這個星球的照片。旅行者一号與二号被分入了這個類别。軌道飛行器進入了火星運行軌道并進行了拍攝,運用了聲納測繪火星的表面。2001年發射的奧德賽就是這些軌道飛行器之一。快速軌道飛行器用雷達測繪了火星的表面,亞表層雷達尋找火星表面下的冰層。同樣,我們也朝火星發射了宇宙飛船進行探索。鳳凰号火星登陸器與好奇号火星探測車正是其中的兩例。着陸器一直保持在一個位置,而有輪子的探測車可以在火星表面遊走。截至2012年,将有具有未來規劃的五個積極的火星探索任務
參考資料
1.WJ百科全書
2.天文學名詞
3. thetimenow-Brooklyn L
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