火星数据

火星是太阳系九大行星之一。按照离太阳由近到远的顺序，火星排在地球之后，位列第四。它的平均直径是6790公里，大约是地球直径的一半。它的密度也比地球小，是3.933 g/cm3(地球是5.52 g/cm3)。火星与太阳的平均距离为2.28亿公里，绕太阳一周相当于地球上约687天。火星上的一天相当于地球上的24小时37分22.6秒，比地球上的一天稍长。火星有两颗小卫星:火卫一和火卫二。和地球一样，火星的自转轴也是倾斜的，同时因为它也有大气层，所以也和地球一样有四季。火星表面的平均气温是零下23摄氏度。火星没有可探测的磁场，加上它的低密度，可以断定它没有大的金属核心。火星大气稀薄，其表面大气压为7.5毫巴，相当于地球上30 ~ 40公里高度的大气压。火星大气的主要成分(约95%)是二氧化碳，其中约有3%的氮气，1 ~ 2%的氩气，再加上约0.1%的一氧化碳和氧气，以及极少量的臭氧和氢气。水汽量很少，随季节和地点变化，平均约占大气总量的0.01%。如果火星大气中的水全部凝结，只能形成厚度为0.01% mm的水膜，覆盖整个火星表面。与地球相似，火星大气中也漂浮着云，但与地球不同的是，火星大气中云的主要成分是二氧化碳和水。在火星极地地区的冬季，大气温度低于二氧化碳的冰点，从而形成浓雾般的干冰云覆盖极地。已经确定极地云层中也有冰的成分。中纬度地区的冬天，气温也在冰点以下，水汽凝结形成冰云。

由于火星轨道的偏心率较大，火星的近日和远日之间的距离为4200万公里。这使得火星和地球之间的距离发生了巨大的变化。火星与地球的距离与太阳被洗的月份有关。最小距离在8月底，这个时间前后的撞击称为近日点撞击或大撞击。此时火星与地球的距离只有5600万公里左右。火星公转周期约687天，地球与火星相撞一次需要780天(最少764天，最多806天)。这样，碰撞点大约16年在轨道上做一圈。也就是说，火星冲大约每15年或17年发生一次。火星上一次大撞击发生在7月1986。今年，火星在北京时间8月29日2时遮挡太阳，火星与地球最近的时刻是在8月27日18时。届时，火星距离地球55758005公里，是5万多年来最晚的一次。

火星地貌学

在望远镜中，火星呈现出明亮模糊的红色圆形表面。最引人注目的是覆盖极地的白色极冠的大小随着火星季节的变化而变化。在更大的望远镜中，还可以观测到至少数百公里线性的亮区或暗区:亮区和橙色区被称为“大陆”，几乎占火星总面积的六分之五；深色区域被称为“海洋”，它们的颜色经常随着季节而变化。

火星的南北半球有着惊人的差异。就火星的地质历史而言，南半部相对古老，表面崎岖不平，环形山密集。据估计，这些陨石坑大多形成于火星早期历史(可能是最初的十亿年)；北半部以大片火山熔岩平原为特征，与月球上的“海”非常相似，还有一些死火山。北半部地势普遍低于南半部，陨石坑也比南半部少很多。火星表面的高度差一般在5 ~ 10 km左右。火星的沙漠部分覆盖着红色的硅酸盐、赤铁矿等氧化铁和其他金属化合物，因此呈现明亮的橙红色。这些覆盖物都是年轻的物质，可能源于火山或风化。

火星表面的地理特征主要有陨石坑和火山。与月球表面相比，火星上的环形山数量少得多，环形山边缘平缓(坡度均小于10)，不像月球表面的环形山能投下锐利的阴影，这说明环形山已被严重侵蚀。环形山分为两种:火山环形山和陨石撞击形成的环形山。以地球表面的标准来看，火星表面的许多地表结构都是巨大的。比如火星上的巨大盾状火山，就比地球上的大很多。在地球上，夏威夷的莫纳罗亚火山和莫纳克亚火山两座火山加起来的直径约为200公里，比海底高9公里，而火星上最大的奥林匹斯火山的直径约为550公里，比周围的地面高27公里。还有类似这样的大型火山，它们位于2000公里长的塔西斯高地，比周围的北半球平原高出10公里。火星的盾形火山在形状和结构上类似于夏威夷的盾形火山。这些火山口曾经是熔岩的出口。熔岩流下火山侧面，形成从中心向四面八方延伸的放射状地形。许多直径约100 km的火山处于不同的保存状态，分散在火星表面，大多位于北半球。至于陨石撞击形成的陨石坑，最大的是海纳斯盆地，宽1600公里，深至少4公里。在南半球的一些地区，陨石坑的密度与月球上明亮的高地环形山脉相似，推测它们形成于同一时代，从40亿年到45亿年不等。这些地区仍然保留着古老的地表。由于北半球大部分地区熔岩流的持续覆盖，古老的地表已不复存在。平原上的几个陨石坑是平原形成后陨石撞击的记录。

火星表面最显著的特征是赤道地区的巨大峡谷。最大的是位于赤道以南的水手谷。它实际上是一系列峡谷，在赤道地区延伸4000多公里，比周围地面低6公里。峡谷壁通常非常陡峭，具有明显的边界，并显示出崩塌和滑坡活动的迹象。一些错综复杂的小峡谷可能是在地下冰的融化和蒸发过程中形成的，也可能是由风或水的侵蚀造成的。大峡谷的成因仍然未知。

今天，火星是一个荒凉的世界。表面没有液态水，但火星表面有一些宽阔弯曲的河床。这些河床与轰动一时的“运河”完全不同。这些干涸的河床最长约1，500公里，宽度在60公里以上。主要的河床分布在赤道地区。卫星图像显示，大河床及其支流系统结合在一起，形成了一个轮廓分明的水道系统。同时，它有泪珠状的岛屿、沙洲和编织图案。几乎所有的支流都顺流而下。这些河床不同于地球和月球上的熔岩河床，一定是由比熔岩流粘性小的液体造成的。这种液体很可能是水。如今，火星的表面温度非常低，大部分水以地下冰的形式保存下来，其中一部分被囚禁在永久的极冠中。极稀薄的大气使得冰在温度足够高的情况下直接升华成水蒸气。自由流动的水似乎不可能存在。有人认为，在火星早期历史中，频繁的火山活动排出了大量的氨、甲烷等火山气体，这种浓厚的原始大气会产生强烈的温室效应，从而使火星表面变暖，为河水流动创造了条件。后来火山活动减少，火山气体逐渐分解，轻元素原子逃逸到星际空间，重元素原子与其他成分结合，使得火星大气稀薄、干燥、寒冷，火星表面就成了现在的样子。有人认为，在火星早期历史中，自转轴的倾角比现在大，所以两极的极冠融化，大量二氧化碳进入大气层，大量水分蒸发凝结成雨滴降落在赤道地区，形成河流。至于一些大型河床，估计是火山活动和地热能融化了地下的冰，大量的水冲刷了火星表面。此外，还有许多明显被水冲刷过的沟壑，这似乎证明了火星上至少以前有过水。

火星的气候

火星表面的平均温度比地球低30多摄氏度。火星稀薄干燥的大气使得其表面昼夜温差经常超过100摄氏度，比地球上的昼夜温差大得多。在火星赤道附近，最高温度可达20摄氏度左右(下午一小时左右)。到了晚上，由于火星大气隔热性差，地表温度下降很快，最低温度(黎明前)在零下80摄氏度以下。火星极地地区的温度更低，在漫长的极地夜晚，最低温度可降至零下139摄氏度。

在一些大型盾状火山附近，经常可以观测到绵延数百公里的云层。估计这是因为火星大气中的气流受到扰动，遇到高耸的陨石坑地形时上升，膨胀时冷却，形成固化的云。这些云都出现在夏季大气中水汽增加的时候。沙尘暴是火星大气中特有的现象，其形状就像一朵黄色的“云”。它是由火星低层大气中带有尘埃颗粒的风组成的。大型沙尘暴可以用地面上的大型望远镜观测到。火星上经常出现局部尘暴。因为火星的大气密度不到地球的1%，所以风速必须大于每秒40 ~ 50米才能移动表面的尘粒，但一旦吹起来，即使风速很小，也能把尘粒带到高空。在一场典型的沙尘暴中，大多数尘粒的直径估计约为10微米。最小的尘粒会被风带到50公里的高空。大型尘暴大多发生在南半球的晚春，此时火星接近近日点。沙尘暴的起源在于阳光直射的纬度线，经常发生在海涅斯盆地以西数百公里的诺阿契斯地区。中央尘云在最初几天扩散缓慢，随后迅速扩散，在几周内完全覆盖了南半球。特别大的沙尘暴也能扩散到北半球，从而覆盖整个地球。沙尘暴的成因似乎与太阳的热效应有关。当火星经过近日点时，太阳的加热作用大，造成大气温度的不稳定，从而造成起初的扬起沙尘的扰动。然而，一旦尘埃颗粒到达空气中，吸收了更多的太阳能，充满尘埃颗粒的空气就会比周围的大气更热，从而迅速上升。外地来的空气争先恐后地填满原来的位置，造成更强的地面风，形成更大的沙尘暴。沙尘暴的范围和强度越来越大。当沙尘暴最终蔓延到整个火星范围时，火星上的温差减小，风逐渐平息，尘埃颗粒慢慢从大气中沉降下来。沉降过程至少需要几个星期，沙尘暴猛烈的时候可以持续几个月。这种大规模的沙尘暴几乎每个火星年都会发生。火星上经常有沙尘风。

火星探索

人类对火星的认识由来已久，很多人甚至相信火星上有河流和森林。这不仅仅是因为火星离地球近，还因为从轴向倾角来看，它离地球非常近，这主导了季节变化。虽然那里的一年相当于地球的两年，但一天和地球差不多。过去，人们通过简单的望远镜在火星上发现许多纵横交错的阴影，并认为这是智慧生物挖的运河。于是，火星的神秘感增加了，人类对它的期待也增加了。

从1962年6月到11年6月，前苏联发射了火星探测器系列，从1964年6月到1977年6月，美国发射了水手号和海盗号两个系列的探测器。1976年7月和9月的火星维京1的真实面目是一个像月球一样荒凉，布满陨石坑的世界。

尽管如此，火星表面和地球的相似性仍然让人们愿意相信火星曾经有过生命。主要原因是火星上有水的迹象，水是生命之源。即使火星上没有生命，只要那里有水，人类就会感到更加亲切。毕竟在太阳系里，除了火星，地球都可以谈，没有可能帮她孕育生命的伙伴。为此，人类将不懈努力，在火星上开垦一片绿洲。也许有一天，人类会坐在火星上。