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Mars 火星(中)

2005-12-19 00:00

    火星为距太阳第四远,也是太阳系中第七大行星:

    公转轨道:离太阳227,940,000 千米 (1.52 天文单位)

    行星直径:6,794 千米

    质量:6.4219e23 千克

    火星(希腊语:阿瑞斯)被称为战神。这或许是由于它鲜红的颜色而得来的;火星有时被称为“红色行星”。(趣记:在希腊人之前,古罗马人曾把火星人微言轻农耕之神来供奉。而好侵略扩张的希腊人却把火星作为战争的象征)而月份三月的名字也是得自于火星。

    火星在史前时代就已经为人类所知。由于它被认为是太阳系中人类最好的住所(除地球外),它受到科幻小说家们的喜爱。但可惜的是那条著名的被Lowell“看见”的“运河”以及其他一些什么的,都只是如Barsoomian公主们一样是虚构的。

    第一次对火星的探测是由水手4号飞行器在1965年进行的。人们接连又作了几次尝试,包括1976年的两艘海盗号飞行器。此后,经过长达20年的间隙,在1997年的七月四日,火星探路者号终于成功地登上火星。

    火星的轨道是显著的椭圆形。因此,在接受太阳照射的地方,近日点和远日点之间的温差将近30摄氏度。这对火星的气候产生巨大的影响。火星上的平均温度大约为218K(-55℃,-67华氏度),但却具有从冬天的140K(-133℃,-207华氏度)到夏日白天的将近300K(27℃,80华氏度)的跨度。尽管火星比地球小得多,但它的表面积却相当于地球表面的陆地面积。

    除地球,火星是具有最多各种有趣地形的固态表面行星。其中不乏一些壮观的地形:

    - 奥林匹斯山脉: 它在地表上的高度有24千米(78000英尺),是太阳系中最大的山脉。它的基座直径超过500千米,并由一座高达6千米(20000英尺)的悬崖环绕着;

    - Tharsis:火星表面的一个巨大凸起,有大约4000千米宽,10千米高;

    - Valles Marineris:深2至7千米,长为4000千米的峡谷群;

    - Hellas Planitia:处于南半球,6000多米深,直径为2000千米的冲击环形山。

    火星的表面有很多年代已久的环形山。但是也有不少形成不久的山谷、山脊、小山及平原。

    在火星的南半球,有着与月球上相似的曲型的环状高地。相反的,它的北半球大多由新近形成的低平的平原组成。这些平原的形成过程十分复杂。南北边界上出现几千米的巨大高度变化。形成南北地势巨大差异以及边界地区高度剧变的原因还不得而知(有人推测这是由于火星外层物增加的一瞬间产生的巨大作用力所形成的)。最近,一些科学家开始怀疑那些陡峭的高山是否在它原先的地方。

    火星的内部情况只是依靠它的表面情况资料和有关的大量数据来推断的。一般认为它的核心是半径为1700千米的高密度物质组成;外包一层熔岩,它比地球的地幔更稠些;最外层是一层薄薄的外壳。相对于其他固态行星而言,火星的密度较低,这表明,火星核中的铁(镁和硫化铁)可能含带较多的硫。

    如同水星和月球,火星也缺乏活跃的板块运动;没有迹象表明火星发生过能造成像地球般如此多褶皱山系的地壳平移活动。由于没有横向的移动,在地壳下的巨热地带相对于地面处于静止状态。再加之地面的轻微引力,造成了Tharis凸起和巨大的火山。但是,人们却未发现火山最近有过活动的迹象。虽然,火星可能曾发生过很多火山运动,可它看来从未有过任何板块运动。

    火星上曾有过洪水,地面上也有一些小河道,十分清楚地证明了许多地方曾受到侵蚀。在过去,火星表面存在过干净的水,甚至可能有过大湖和海洋。但是这些东西看来只存在很短的时间,而且据估计距今也有大约四十亿年了。(Valles Marneris不是由流水通过而形成的。它是由于外壳的伸展和撞击,伴随着Tharsis凸起而生成的)。

    在火星的早期,它与地球十分相似。像地球一样,火星上几乎所有的二氧化碳都被转化为含碳的岩石。但由于缺少地球的板块运动,火星无法使二氧化碳再次循环到它的大气中,从而无法产生意义重大的温室效应。因此,即使把它拉到与地球距太阳同等距离的位置,火星表面的温度仍比地球上的冷得多。

    火星的那层薄薄的大气主要是由余留下的二氧化碳(95.3%)加上氮气(2.7%)、氩气(1.6%)和微量的氧气(0.15%)和水汽(0.03%)组成的。火星表面的平均大气压强仅为大约7毫巴(比地球上的1%还小),但它随着高度的变化而变化,在盆地的最深处可高达9毫巴,而在Olympus Mons的顶端却只有1毫巴。但是它也足以支持偶尔整月席卷整颗行星的飓风和大风暴。火星那层薄薄的大气层虽然也能制造温室效应,但那些仅能提高其表面5K的温度,比我们所知道的金星和地球的少得多。

    火星的两极永久地被固态二氧化碳(干冰)覆盖着。这个冰罩的结构是层叠式的,它是由冰层与变化着的二氧化碳层轮流叠加而成。在北部的夏天,二氧化碳完全升华,留下剩余的冰水层。由于南部的二氧化碳从没有完全消失过,所以我们无法知道在南部的冰层下是否也存在着冰水层(左图)。这种现象的原因还不知道,但或许是由于火星赤道面与其运行轨道之间的夹角的长期变化引起气候的变化造成的。或许在火星表面下较深处也有水存在。这种因季节变化而产生的两极覆盖层的变化使火星的气压改变了25%左右(由海盗号测量出)。

    但是最近通过哈博望远镜的观察却表明海盗号当时勘测时的环境并非是典型的情况。火星的大气现在似乎比海盗号勘测出的更冷、更干了。

    海盗号尝试过作实验去决定火星上是否有生命,结果是否定的。但乐观派们指出,只有两个小样本是合格的,并且又并非来自最好的地方。以后的火星探索者们将继续更多的实验。

    一块小陨石(SNC陨石)被认为是来自于火星的。

    1996年8月6日,戴维·朱开(David McKay)等人宣称,在火星的陨石中首次发现有有机物的构成。那作者甚至说这种构成加上一些其他从陨石中得到的矿物,可以成为火星古微生物的证明。

    如此惊人的结论,但它却没有使有外星人存在这一结论成立。自以戴维·朱开发表意见后,一些反对者的研究也被发布。但任何结论都应当“言之有理,言之有据”。在没有十分肯定宣布结论之前仍有许多事要做。

    在火星的热带地区有很大一片引力微弱的地方。这是由火星全球勘测员在它进入火星轨道时所获得的意外发现。它们可能是早期外壳消失时所遣留下的。这或许对研究火星的内部结构、过去的气压情况,甚至是古生命存在的可能都十分有用。

    在夜空中,用肉眼很容易看见火星。由于它离地球十分近,所以显得很明亮。

    火星的卫星

    火星有两个小型的近地面卫星。

    卫星   距离(千米) 半径(千米)  质量(千克)  发现者  发现日期

    火卫一  9000             11              1.08e16         Hall         1877

    火卫二  23000            6               1.80e15         Hall         1877

[英文原文]

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