火星 -太陽系8大行星之一

火星

火星(Mars)是太陽系八大行星之一,天文符號是♂,是太陽系由內往外數的第四顆行星,屬于類地行星。直徑約為地球的一半,天文學中把地球與火星稱為兄弟行星,自轉軸傾角、自轉周期均與地球相近,公轉一周約為地球公轉時間的兩倍。在西方稱為“戰神瑪爾斯”,中國則稱為“熒惑”。橘紅色外表是因為地表的赤鐵礦(氧化鐵)。火星基本上是沙漠行星,地表沙丘礫石遍布,沒有穩定的液態水體。二氧化碳為主的大氣既稀薄又寒冷,沙塵懸浮其中,每年常有塵暴發生。火星兩極皆有水冰與幹冰組成的極冠,會隨著季節消長。

2015年9月28日,美國航天局NASA宣布火星存在流動水。

  • 中文名稱
    火星
  • 外文名稱
    Mars
  • 赤緯
    23度19分
  • 軌道傾角
    1.850 61°(對太陽赤道5.65°)
  • 逃逸速度
    5.02km/s
  • 表面引力
    3.72 m/s^2
  • 離心率
    0.09341233
  • 表面溫度
    -63℃
  • 出現了
    火星生物
  • 公轉周期
    687天
  • 升交點經度
    49.578 54°
  • 別稱
    熒惑,戰神瑪爾斯
  • 衛星數量
    2
  • 平均密度
    3.94g/cm³
  • 質量
    6.4219×10²³kg
  • 自轉周期
    24.6229h
  • 反照率
    0.15
  • 距地距離
    0.55~4億千米
  • 半長軸
    2.2793664億公裏
  • 直徑
    6794km
  • 赤經
    4時57分
  • 分類
    行星
  • 視星等
    最大:-2.91,沖:平均-2.0
  • 距離太陽
    22794萬千米

信息簡介

火星火星

火星(Mars)是太陽系八大行星之一,天文符號是♂,是太陽系由內往外數的第四顆行星,屬于類地行星直徑約為地球的53%,自轉軸傾角、自轉周期均與地球相近,公轉一周約為地球公轉時間的兩倍。在西方稱為“戰神瑪爾斯”。橘紅色外表是地表赤鐵礦氧化鐵

火星基本上是沙漠行星,地表沙丘礫石遍布沒有穩定的液態水體。二氧化碳為主的大氣既稀薄又寒冷,沙塵懸浮其中,每年常有塵暴發生。火星兩極皆有水冰與幹冰組成的極冠會隨著季節消長。與地球相比,地質活動較不活躍,地表地貌大部分于遠古較活躍的時期形成,有密布的隕石坑火山峽谷,包括太陽系最高的山:奧林帕斯山和最大的峽谷:水手號峽谷。另一個獨特的地形特征是南北半球的明顯差別:南方是古老、充滿隕石坑的高地,北方則是較年輕的平原。

火星有兩個天然衛星:火衛一火衛二,形狀不規則,可能是捕獲的小行星。在地球,火星肉眼可見,亮度可達-2.9,隻比金星、月球和太陽暗,但在大部分時間裏比木星暗。

火星在西方被稱為戰神,這或許是由于它鮮紅的顏色而得來的,所以火星有時被稱為“紅色行星”。(在希臘人之前,古埃及人曾把火星作為農耕之神來供奉。後來的古希臘人把火星作為戰神阿瑞斯,而古羅馬人繼承了希臘人的神話,將其稱為“戰神瑪爾斯”。北歐神話裏,火星是戰神提爾。而月份三月的名字也是得自于火星。)

火星在中國古稱“熒惑星”,這是由于火星呈紅色,熒光像火,在五行中象征著火它的亮度常有變化;而且在天空中運動,有時從西向東,有時又從東向西,情況復雜,令人迷惑,所以中國古代叫它“熒惑”,有“熒熒火光、離離亂惑”之意。

火星是太陽系由內往外數的第四顆行星

火星有很多特征與地球相似。它距離太陽22794萬千米,約為日地距離的1.5倍;自轉軸與軌道平面的夾角為24°,和地球一樣有著一年四季的變化;它自轉一周比地球多半個多小時,為24小時37分22.6秒。所以火星和地球的晝夜長短基本差不多,但繞太陽公轉的周期,火星的一年幾乎等于地球的兩年。因為火星離太陽較遠,公轉一周為687日。火星的直徑約為地球的一半;體積還不到地球的1/6;質量僅是地球的1/10;火星大氣遠比地球的稀薄,它的主要成份是二氧化碳,佔95%,氮佔3%,還有數量極少的氧與水份。

火星

火星上的平均溫度為-23℃,由于火星大氣稀薄而幹燥,所以它的晝夜溫差很大,遠遠大于地球上的晝夜溫差。因火星表面溫度低、壓力小,大氣中的二氧化碳和水大致都呈飽和狀態,隻要氣溫稍一降低,二氧化碳和水蒸氣就會凝結。火星大氣中的水份極少,科學家估計,倘若把火星上的水冰全部融化成水,也隻能在火星表面形成一個10米深的大海。與我們地球表面的波濤茫茫的海洋相比,火星上的水量就顯得微不足道了。

火星半徑約是地球的一半,體積為15%,質量為11%,表面積相當于地球陸地面積,密度則比其他三顆類地行星還要小很多。 以半徑、質量、表面重力來說,火星約介于地球和月球中間:火星半徑約為月球的兩倍、地球的一半;質量約為月球九倍、地球的九分之一,表面重力約為月球的2.5倍、地球的10分之4。

火星是太陽系由內往外數第四顆行星,屬于類地行星,直徑約為地球直徑的一半,自轉軸傾角、自轉周期相近公轉一周則花兩倍時間。在西方稱為戰神瑪爾斯星,中國則稱為熒惑星因為它熒熒如火,位置、亮度時常變動。其橘紅色外表是因為地表被赤鐵礦(氧化鐵)覆蓋,英文裏首碼areo-即為火星,火星被認為是太陽系中最有可能存在地外生命的行星,

火星基本上是沙漠行星,地表沙丘、礫石遍布,沒有穩定的液態水體二氧化碳為主的大氣既稀薄又寒冷,沙塵懸浮其中,每年常有塵暴發生與地球相比,地質活動不活躍,地表地貌大部份于遠古較活躍的時期形成有密布的隕石坑、火山與峽谷,包括太陽系最高的山:奧林帕斯山和最大的峽谷:水手號峽谷另一個獨特的地形特征是南北半球的明顯差別:南方是古老、充滿隕石坑的高地,北方則是較年輕的平原火星兩極皆有主要以水和冰組成的極冠,而且上面覆蓋的幹冰會隨季節消長。

火星到地球的距離

火星火星

近距離約為5500萬公裏,最遠距離則超過4億公裏。兩者之間的近距離接觸大約每15年出現一次。1988年火星和地球的距離曾經達到約5880萬公裏,而在2018年兩者之間的距離將達到5760萬公裏。但在2003年的8月27日火星與地球的距離僅為約5576萬公裏,是6萬年來最近的一次。

不過據天文學家推算,在從公元1600年到2400年這800年間,火星與地球的近距離隻能排在第三位。根據推算結果,到2366年9月2日,兩者之間的距離將為約5571萬公裏。而到2287年8月28日,兩者將更為接近,距離為約5569萬公裏。

一般來說,火星和地球距離近的年份是最適合登入火星和在地面對火星觀測的時機。

環境地貌

溫度

火星的軌道是橢圓形。因此,在接受太陽照射的地方,近日點和遠日點之間的溫差將近160攝氏度。這對火星的氣候產生巨大的影響。火星上的平均溫度大約為218K(開爾文,溫度單位,即從絕對零度-273.15℃開始的攝氏度)(-55℃,-67℉),但卻具有從冬天的140K(-133℃,-207℉)到夏日白天的將近300K(27℃,80℉)的跨度。盡管火星比地球小得多,但它的表面積卻相當于地球表面的陸地面積。

大氣

火星的大氣密度隻有地球的大約1%,非常幹燥,溫度低,表面平均溫度零下55℃,水和二氧化碳易凍結。在火星的早期,它與地球十分相似。像地球一樣,火星上幾乎所有的二氧化碳都被轉化為含碳的岩石。但由于缺少地球的板塊運動,火星無法使二氧化碳再次迴圈到它的大氣中,從而無法產生意義重大的溫室效應。因此,即使把它拉到與地球距太陽同等距離的位置,火星表面的溫度仍比地球上的冷得多。

火星的那層薄薄的大氣主要是由遺留下的二氧化碳(95.3%)加上氮氣(2.7%)、氬氣(1.6%)和微量的氧氣(0.15%)和水汽(0.03%)組成的。火星表面的平均大氣壓強僅為大約7毫巴(比地球上的1%還小),但它隨著高度的變化而變化,在盆地的最深處可高達9毫巴,而在奧林匹斯山脈的頂端卻隻有1毫巴。但是它也足以支持偶爾整月席卷整顆行星的颶風和大風暴。火星那層薄薄的大氣層雖然也能製造溫室效應,但那些僅能提高其表面5℃的溫度,比我們所知道的金星和地球的少得多。

冰水層火星的兩極永久地被固態二氧化碳(幹冰)覆蓋著。這個冰罩的結構是層疊式的,它是由冰層與變化著的二氧化碳層輪流疊加而成。在北部的夏天,二氧化碳完全升華,留下剩餘的冰水層。由于南部的二氧化碳從沒有完全消失過,所以我們無法知道在南部的冰層下是否也存在著冰水層。這種現象的原因還不知道,但或許是由于火星赤道面與其運行軌道之間的夾角的長期變化引起氣候的變化造成的。或許在火星表面下較深處也有水存在。這種因季節變化而產生的兩極覆蓋層的變化使火星的氣壓改變了25%左右。(由海盜號測量出)。但是通過哈勃望遠鏡的觀察卻表明海盜號當時勘測時的環境並非是典型的情況。火星的大氣似乎比海盜號勘測出的更冷、更幹。

凍的存在

火星火星

火星的低壓下,冰倒是很多,如兩極冰冠就包含大量的冰。2007年三月,NASA就聲稱,南極冠的冰假如全部融化,可覆蓋整個星球達火星11米深。另外,地下的水冰永凍土可由極區延伸至緯度約60°的地方。

火星上曾有過洪水,地面上也有一些小河道,十厘清楚地證明了許多地方曾受到侵蝕。在過去,火星表面存在過幹凈的水,甚至可能有過大湖和海洋。但是,由于火星引力小,水蒸成氣體,這些東西隻存在很短的時間,而且據估計距今也有大約四十億年了。(Valles Marneris不是由流水通過而形成的。它是由于外殼的伸展和撞擊,伴隨著Tharsis凸起而生成的)。

推論有更大量的水凍在厚厚的地下冰層(cryosphere),隻有當火山活動時才有可能釋放出來。史上最大的一次是在水手谷形成時,大量水釋出,造成的洪水刻劃出眾多的河谷地形,流入克裏斯平原。另一次較小的一次,是在五百萬年前科伯洛斯槽溝(Cerberus Fossae)形成時,釋出的水在埃律西姆平原(Elysium Planitia)形成冰海,至今仍能看見痕跡。對于火星上有冰存在的直接證據在2008年6月20日被鳳凰號發現,鳳凰號在火星上挖掘發現了八粒白色的物體,當時研究人員揣測這些物體不是鹽(在火星有發現鹽礦)就是冰,而四天後這些白粒就憑空消失,因此這些白粒一定升華了,鹽不會有這種現象。火星全球勘測者所照的高解析度照片顯示出有關液態水的歷史。盡管有很多巨大的洪水道和具有樹枝狀支流的河道被發現,還是沒發現更小尺度的洪水來源。推測這些可能已被風化侵蝕,表示這些河道是很古老的。火星全球勘測者高解析照片也發現數百個在隕石坑和峽谷邊緣上的溝壑。它們趨向坐落于南方高原、面向赤道的隕石坑壁上。因為沒有發現部分被侵蝕或被隕石坑覆蓋的溝壑,推測他們應是非常年輕的。有個特別引人註目的例子。短短6年,這個溝壑又出現新的白色沉積物。NASA火星探測計畫(Mars Exploration Program)的首席科學家麥克·梅爾(Michael Meyer)表示,隻有含大量液態水才能形成這樣的樣貌。而水是出自降水、地下水或其他來源仍是一個疑問。不過有人提議,這可能是二氧化碳霜或是地表塵埃移除造成的。

湖的遺跡

環繞火星的衛星證實了照片上巨大的隕石坑曾經是一個火山湖。火星車在一個水流的沉積物成扇形的三角洲著陸而發現了它。這個65千米寬的隕石坑雖然已經徹底幹枯了,但是這種跡象表明古老的火星上曾經很濕潤。圖片上的三角洲位于火星南部高地的厄伯斯華德隕石坑,看起來像是一個向右邊凹進的半圓。它是在37億年前一次小行星的猛烈撞擊下形成的。

隕坑隻有右邊是完整的,其餘的被一個由後來隕石猛烈撞擊形成的更大的霍爾登隕坑所掀起的碎屑覆蓋。

這就是原始的火山湖,火星探測器在一個水流的沉積物成扇形的三角洲著陸而拍攝到的奇觀。這個巨大的火星隕石曾是一個火山湖,完全處于潮濕的狀態,而如今由于無數次的隕石撞擊,它早已幹枯。隕石坑的右邊儲存完整,然而其餘部分由後來隕石猛烈撞擊形成的更大的霍爾登隕坑所掀起的碎屑覆蓋。如今可以看來這個河口三角洲顯示火星曾是水世界。狹長,彎曲的河道,用于湖水的流淌和沉積物的儲存。由于多年的侵蝕作用和行星的碰撞,沉積物掩埋堆積而促使表面幹枯。厄伯斯華德隕坑被完整的保留,隻有警示性的115平方千米的三角洲可見。在隕石坑上部附近有一條狹長,彎彎曲曲的河道用來蓄水和儲存沉積物的。三角洲的特殊性描繪出了一個曾充滿水的火山湖,清晰有力的證據顯示火星表面曾有液態水流淌過。厄伯斯華德和霍爾登隕坑都曾很自然的被認定為美國宇航局下一個火星車“好奇號”的著陸點的候選者。

美國國家航空暨太空總署宣布,“好奇號”火星探測車在火星發現了一個早已幹涸的遠古淡水湖,並且找到了碳、氫、氧、硫、氮等關鍵的生命元素。科學家表示,理論上這個湖泊曾經支持過一些簡單的微生物存活。我們大膽的構想,這個距離地球至少有5576萬公裏的星球,說不定真有更高等級的生命。

遠古海洋

美國太空網報道,科學家們已經掌握更多證據證明在數十億年前火星表面的大部分地區曾經被廣闊的海洋覆蓋。

這些最新的證據來自正圍繞火星運行的強大飛船“火星勘測軌道器”(MRO)拍攝的圖像。根據這些圖像科學家們識別出一個巨大的沖積三角洲這個三角洲所在的河流最終註入一個面積幾乎覆蓋1/3火星表面的巨型海洋。

火星火星

論述這項發現的論文作者之一是美國加州理工學院地質學助理教授麥克·蘭博(Mike Lamb),他表示:“科學家們長期以來一直認為火星北半球廣闊的低地平原是一片幹涸的古代海洋,但是苦于缺乏確鑿的證據。”

此次的研究結果盡管距離給出直接的證據仍然有距離,但它的確進一步支持了這一理論。研究小組仔細審視由火星勘測軌道器搭載的HiRise相機拍攝的火星北半球低地地區一小片區域的高解析度圖像。該設備可以識別火星地表10英寸(約合25釐米)直徑的物體。更加具體而言,科學家們仔細觀察了一個名為“Aeolis Dorsa”的區域中的一部分,面積約100平方公裏,這片地區距離蓋爾隕石坑約620英裏(約合1000公裏)。蓋爾隕坑便是美國好奇號火星車登入的地方,它正在這一地區開展地質考察。

這一小塊區域中分布有很多隆起的脊線,這主要是長期流水沉積下來的一些較粗礫石堆積形成的這種脊線在其所在的河流幹涸很久之後仍然能夠繼續存在,從而告訴科學家們這裏曾經存在過的水系的情況。HiRise相機的圖像讓科學家們得以以極高的解析度查看這一小塊地區的地表情況。研究人員發現這些高起的脊線呈放射狀擴散而地形上朝向脊線末端逐漸降低高度,這就像是地球上的河流三角洲——即河流入海口附近的情況。

在此之前在火星上便已經發現過河流三角洲遺跡。但是其中絕大部分都位于隕石坑或其它地質學上封閉的區域內,因此那些案例所提示的是火星過去存在的湖泊,而不是一個全球性的海洋。但是這次的發現不同。研究論文的第一作者,加州理工的博士後羅曼·迪比爾斯(Roman DiBiase)表示:“這可能是最具說服力的證據之一證明存在一個註入火星北部廣闊水域的河流三角洲遺跡。”

但是至于這個位于火星北半球的巨大水體究竟規模幾何,仍然是一個開放性的問題但是它至少曾經完全淹沒了Aeolis Dorsa地區,覆蓋面積至少為3.86萬平方英裏(約合10萬平方公裏)。甚至很有可能這就是長期以來科學家們苦苦尋找證據的火星全球海洋的證據有一部分科學家甚至認為這個海洋有可能覆蓋了火星1/3的面積,

研究組也指出,這一三角洲所在的位置不排除在過去可能曾經也是位于一個隕石坑內部,但是後來這個隕石坑被完全侵蝕殆盡了。如果是這種情況那麽就說明火星上的地質活動要比我們原先構想的復雜得多。

接下來研究人員打算繼續沿著這一地區附近的“海岸線”搜尋古代海洋存在的證據,從而為揭示這顆紅色星球過去更加溫暖潮濕的氣候環境提供證據蘭博表示:“在我們和其他人的工作中,包括好奇號火星車所做的研究都已經在火星上發現了豐富的沉積紀錄這些沉積紀錄反映了火星過去環境的線索,包括降水,地表水體,河流三角洲以及可能存在的海洋”:“火星的古代環境以及這些環境下產生的沉積紀錄,都和地球非常相似,

2015年3月9日訊息, 據國外媒體報道,  你可能聽說過火星曾經並不是如此貧瘠,但你絕不知道火星曾經的模樣,這是一個幾乎認不出來的星球。根據一組國際科學家團隊的研究,火星上的水曾經足夠形成海洋。

這些科學家已經用6年時間進行火星大氣監測,以確定火星上有足夠的水形成一個大而淺(1英裏深)的海洋,覆蓋了火星的整個北半球。不過,這一景色要追溯到40億年前。這個紅色星球本來可能曾經是藍色的。

可悲的是,你永遠再也見不到火星的這種狀態了,因為大部分的水都散落在宇宙空間。當然也有可能(未經證實)許多水仍然鎖定在地下。即便如此,這一調查結果也對尋找生命跡象起到了巨大的作用。曾經的海洋暗示,火星曾經擁有生命的時間要比曾經想的長,未來的火星車將非常有可能發現外星生物的證據。

地形地貌

火星和地球一樣擁有多樣的地形,有高山、平原和真實的火星地表景觀峽谷,火星基本上是沙漠行星,地表沙丘、礫石遍布。由于重力較小等因素,地形尺寸與地球相比亦有不同的地方。南北半球的地形有著強烈的對比:北方是被熔岩填平的低原,南方則是充滿隕石坑的古老高地,而兩者之間以明顯的斜坡分隔;火山地形穿插其中,眾多峽谷亦分布各地,南北極則有以幹冰和水冰組成的極冠,風成沙丘亦廣布整個星球。而隨著衛星拍攝的越來越多,更多次發現很多耐人尋味的地形景觀。

火星火星

地貌還原

2013年1月初,一位名叫Kevin Gill的軟體工程師利用自己的學識以及從NASA那裏 Kevin Gill所製作火星地貌還原圖(2張)獲得的火星地形資料成功的還原了一個“真實”的火星。

Kevin Gill所製作火星原貌看起來簡直就是一個克隆版本的地球,其表面覆蓋著大量的海洋、山川以及沙漠。Kevin Gill介紹說,他在製作這些火星的地貌復原圖時嚴格遵照了NASA火星軌道探測器所提供的地形資料來進行,同時也考慮到了一些地理緯度以及大氣環境對氣候以及地表特征的影響。

比如,火星的奧林匹斯山以及其它環形的火山由于其海拔較高,所以並沒有像平原地區那樣覆蓋眾多的綠色植被,而在製作火星赤道附近的地表時Kevin Gill則借鏡了地球薩哈拉大沙漠以及澳洲中部沙漠的地形紋理。

同樣的手法還被用于製作火星高緯度、低緯度以及極地地區的地貌,其中高緯度的紋理素材來自于地球上的苔原及冰川地貌,火星極地的紋理素材來自于俄羅斯北部地區,而火星熱帶和亞熱帶的紋理素材則取自地球上的南美洲和非洲雨林地區。

不過,Kevin Gill也坦言自己隻是出于興趣才製作這些火星的地表復原圖,其本身的科學性並不強,但他本人希望借此來引起更多人對于這顆紅色星球的興趣。

高原火山

火星的火山和地球的不太一樣,除了重力較小使山能長的很高之外,奧林匹斯山缺乏明顯的板塊運動,使火山分布是以熱點為主,不像地球有火環的構造。火星的火山主要分布于塔爾西斯高原、埃律西姆地區和零星分布于南方高原上,例如希臘平原東北的泰瑞納山(Tyrrhena Patera)。

火星火星

火星地形圖中,在西半球聳立一個醒目的特征,中央即為塔爾西斯高原,高約14公裏,寬過6500公裏,伴隨著盛行火山作用的遺跡,包含五座大盾狀火山,包括太陽系最高的奧林帕斯山,有27公裏高,600公裏寬。其他四座包括艾斯克雷爾斯山、帕弗尼斯山、阿爾西亞山和亞拔山--以體積和1600公裏的直徑來看是太陽系最大的山。艾斯克雷爾斯山高度大約18225米,曾被誤認為是火星最高的山,帕弗尼斯山高度也超過14千米,阿爾西亞山高度大約17.7千米,火山口直徑大約116千米,亞拔山在塔爾西斯高原最北邊,基座寬達1600千米,但是最高點隻有6000米,不過火山口直徑卻有136千米,是五大火山中最大的一個。在大火山之間亦散布著零星的小火山。

火星的另一端還有一個較小的火山群,以14.127公裏高的埃律西姆山為主體,北南各有較矮的赫克提斯山和歐伯山。

奧林帕斯山脈

它在地表上的高度有27千米(88600英尺),是太陽系中最大的山脈。它的基座直徑超過600千米,中心的火山口直徑超過80千米,並由一座高達6千米(20000英尺)的懸崖環繞著。

Tharsis: 火星表面的一個巨大凸起,有大約4000千米寬,10千米高

Valles Marineris: 深2至7千米,長為4000千米的峽谷群。

Hellas Planitia: 處于南半球,6000多米深,直徑為2000千米的沖擊環形山。

火星的表面有很多年代已久的環形山。但是也有不少形成不久的山谷、山脊、小山及平原。環形山的成因有很多:如隕石撞擊坑,火山口。在火星的南半球,有著與月球上相似的曲型的環狀高地(左圖)。相反的,它的北半球大多由新近形成的低平的平原組成。這些平原的形成過程十分復雜。南北邊界上出現幾千米的巨大高度變化。形成南北地勢巨大差異以及邊界地區高度劇變的原因還不得而知(有人推測這是由于火星外層物增加的一瞬間產生的巨大作用力所形成的)。一些科學家開始懷疑那些陡峭的高山是否在它原先的地方。這個疑點將由“火星全球勘測員”來解決。

地質結構

火星實景照(藍太陽是大氣沙塵散射所致)火星的內部情況隻是依靠它的表面情況資料和有關的大量資料來推斷的。一般認為它的核心是半徑為1700千米的高密度物質組成;外包一層熔岩,它比地球的地幔更稠些;最外層是一層薄薄的外殼。相對于其他固態行星而言,火星的密度較低,這表明,火星核中的鐵(鎂和硫化鐵)可能含帶較多的硫。如同水星和月球,火星也缺乏活躍的板塊運動;沒有跡象表明火星發生過能造成像地球般如此多褶皺山系的地殼平移活動。由于沒有橫向的移動,在地殼下的巨熱地帶相對于地面處于靜止狀態。再加之地面的輕微應力,造成了Tharis凸起和巨大的火山。但是,人們卻未發現火山有過活動的跡象。雖然,火星可能曾發生過很多火山運動,可它看來從未有過任何板塊運動。

峽谷

一提到火星的峽谷,可能會認為是由水造成的,但事實不隻如此。除了水,還有由火山活動形成的。由水造成的又可能是洪水短時間沖刷成的、穩定的流水侵蝕成的、或由冰川侵蝕而成;但火山活動所噴發的熔岩流亦可造成熔岩渠道(Lava Channel)。另一個例子則是地殼張裂造成,如水手峽谷。

隕坑

歐洲航天局(ESA)公布了火星奧爾庫斯隕坑(Orcus Patera)的最新照片,這是一火星奧爾庫斯隕坑長約380公裏,寬約140公裏個狹長形隕坑地形,位于火星赤道附近,看上去如同火星表面的一道“傷疤”。

奧爾庫斯隕坑位于火星東半球的埃律西昂火山(Elysium Mons)和奧林匹斯火山(Olympus Mons)之間,科學家認為該隕坑形成的最佳解釋是該區域遭受了一次小行星傾斜碰撞,一顆小行星以非常小的角度劃過火星表面。

這個隕坑長約380公裏,寬約140公裏,隕坑邊緣突起高度比周邊平原高1600米以上。隕坑底部比周邊平原低大約800米。

“patera”通常用于描述深遂、復雜或者不規則外形的火星隕坑,雖然奧爾庫斯隕坑以此命名,但科學家並不知道它的真實來歷。

或者奧爾庫斯隕坑最初是一個較大的圓形碰撞隕坑,隨著多年以來的地質結構變化和擠壓作用,使得該隕坑發生了變形;或者這個隕坑是由于一系列的不同小行星碰撞所導致的。奧爾庫斯隕坑存在地質構造作用力的證據來自大量的“地塹”,在隕坑邊緣有像峽谷裂縫一樣的結構。這些“地塹”最大寬度為2.5公裏,方向呈東西走勢,僅存在于隕坑邊緣和周邊環繞區域。

靠近隕坑底部中心的暗色陰影是凹地形成的,這或許是形成于風力作用過程,一些較小的碰撞事件所濺起的暗色物質經風力作用在凹地進行了重新分配。

四季變化

真實的火星地表景觀1781年,天文學史上大名鼎鼎的天文學家威廉·赫歇爾,根據火星上那些標記隨著火星自轉而移動的方式,推斷火星的自轉軸也是傾斜的,而且傾斜的角度幾乎與地球自轉軸傾斜的角度相同。既然這樣,火星就應該像地球那樣有冬去春回,寒來暑往。

火星火星

主要體現在兩極冰蓋大小的變化,夏季冰蓋就縮小,冬天就擴大。

火星我們知道,地球上一年時間的長度是365.2422天,除了月球亦步亦趨地跟著地球繞太陽旋轉,年的長度相同外,在太陽系的其他天體上,年的長度是有差異的。在類地行星(水星、金星和火星稱為類地行星,它們自轉較慢,沒有衛星或衛星很少)中,火星上的一年最為漫長,有687個地球日。既然火星自轉軸與地球自轉軸傾斜的程度幾乎相同,按說火星上的季節變化方式應與地球相同。但由于火星上每個季節的時間比地球上長一倍,再加上火星比地球離太陽遠,所以火星上的每個季節都比地球上相同的季節要寒冷。另外,由于火星繞太陽公轉的橢圓軌道比地球橢圓軌道要扁,導致火星南北半球的四季差異比地球上更為顯著。由于同樣的原因,火星上四季長度的差異也比地球上四季長度的差異更大。地球上各個季節長度的差異最多不超過5%,而火星上北半球的春季竟比秋季長1/3左右。

星體運動

軌道特征

火星(Mars)是距太陽第4近的行星,也是太陽系中第7大行星。

行星參數
行星直徑6794 千米離心率0.093 315
質量6.4219×10^23 千克公轉周期686.971天
赤道地表重力加速度3.72 m/sec2平均速度24.077km/s
赤道逃逸速度5.02 km/sec軌道傾角1.850 61°
歷元J2000升交點黃經49.562°
遠日點249,209,300公裏(1.665 861天文單位)近日點幅角286.537°
近日點206,669,000公裏(1.381 497天文單位)衛星數量2個
半長軸227,939,100公裏(1.523 679天文單位)自轉周期24小時37分22秒

自轉與公轉

火星與太陽平均距離為1.52AU,公轉周期為687地球日,1.88地球年(以下稱年),或668.6火星日。平均火星日為24小時39分35.244秒,或1.027491251地球日。

火星自轉軸傾角為25.19度,和地球的相近,因此也有四季,隻是季節長度約為兩倍。由于火星軌道離心率大為0.093(地球隻有0.017),使各季節長度不一致,又因遠日點接近北半球夏至,北半球春夏比秋冬各長約40天2009年10月26日為北半球春分,2010年5月13日為夏至,北半球處春季。

火星軌道和地球的一樣,受太陽系其他天體影響而不斷變動。軌道離心率有兩個變化周期,分別是9萬6千年和2.1百萬年,于0.002至0.12間變化;而地球的是十萬年和41.3萬年等,于0.005至0.058間變化(見米蘭科維奇迴圈)目前火星與地球最短距離正慢慢減小。至于自轉軸傾角,火星是25.19度,但可由13度至40度間變化周期一千多萬年,不像地球的穩定處于22.1和24.5度間,是因為火星沒有如月球般的巨大衛星來維持自轉軸。也因沒有大衛星的潮汐作用,火星自轉周期變化小,不像地球的會被慢慢拉長,因此現今兩行星的自轉周期相近隻是暫時現象。

火星有兩個天然衛星:火衛一和火衛二,形狀不規則,可能是捕獲的小行星。在地球,火星肉眼可見,亮度可達-2.9,隻比金星、月球和太陽暗,但在大部分時間裏比木星暗,

星體衛星

火衛一(Phobos,英語發音"FOH bus"福博斯)呈土豆形狀,一日圍繞火星3圈,距火星平均距離約9378公裏 它是火星的兩顆衛星中較大也是離火星較近的一顆。火衛一與火星之間的距離也是太陽系中所有的衛星與其主星的距離中最短的,從火星表面算起隻有6000千米。它也是太陽系中最小的衛星之一。

火衛一是一個形狀不規則的小天體。圍繞火星運動,軌道距火星中心約9400km,也就是距離火星表面6000km。火衛一到其母星的距離比其他已知行星的衛星都要近。火衛一是太陽系中反射率最低的天體之一火衛一上有一個巨大的撞擊坑,叫斯蒂克尼撞擊坑由于軌道離火星很近,火衛一的轉動快于火星的自轉。因此從火星表面看火衛一從西邊升起,在4小時15分鍾或更短的時間內劃過天空在東邊落山由于軌道周期短以及潮汐力的作用火衛一的軌道半徑在逐漸變小,最終它將撞到火星表面,或者破碎形成火星環。

火衛二(英語:Deimos ,中譯:戴摩斯)是火星最小的一顆衛星,平均半徑為6.2千米(3.9英裏),逃逸速度為5.6 m/s (20 km/h)它是火星較小和較外側的已知衛星,另一顆是火衛一 (弗伯斯) 火衛二與火星的距離是23,460千米(14,580英裏)以30.3小時的周期環繞火星,軌道速度為每秒1.35公裏。它的系統名稱是Mars II在英文的發音是發音:/ˈdaɪməs/ DY-məs;也可以是/ˈdiːməs/ DEE-məs; 希臘語:Δείμος;或是o DAY-moce or DEE-moce。

在希臘神話中火衛二是阿瑞斯(火星)與阿芙羅狄蒂(金星)的另一個兒子“deimos”在希臘語中意味著“驚慌”。

探索生命

2000年,一塊火星隕石是美國于南極洲發現,編號為ALH84001的火星探測器拍到景象碳酸鹽隕石。美國國家航空航天局聲稱在這塊隕石上發現了一些類似微體化石結構,有人認為這可能是火星生命存在的證據,但有人認為這隻是自然生成的礦物晶體。但直到2004年,爭論的雙方仍然沒有任何一方佔據上風。

維京號(或海盜號)Viking probes曾做實驗檢測火星土壤中可能存在的微生物。實驗限于維京號的著陸點並給出了陽性的結果,但隨後即被許多科學家所否定。這是正在進行中的爭議。現存生物活動也是火星大氣中存在微量甲烷的解釋之一,但通常人們更認同其它與生命無關的解釋。

將來人類若對外星殖民,由于火星的友善條件(同其他行星相比,火星最像地球),它很可能是我們的首選地點。

火星曾適合生命存在 火星上是否存在適合生命存在的物質,一直是人類嘗試揭開的謎底。對于這個疑問,“好奇”號火星車在火星探索7個月後,科學家給出肯定的答案。美國航天局12日宣布,“好奇”號火星車對火星基岩樣品的分析顯示,火星古代環境確曾適合生命存在。

真實的火星地表景觀“好奇”號利用機械臂末端的鑽頭鑽取了火星表面一塊基岩的樣品,這也是人類設計的機器人首次獲取火星岩石樣本。“好奇”號配備的火星樣本分板儀、化學與礦物學分析儀對其進行了分析,結果顯示,樣品中含有磷、氮、氫、氧、碳,這些都是支持生命存在的關鍵化學成分。

“好奇”號項目要回答的一個關鍵問題是火星是否支持宜居環境,“美航天局火星探索項目首席科學家邁克爾.邁耶說,“從我們當前所知而言,答案是肯定的。”美國航天局介紹說,“好奇”號鑽探的這塊岩石含有黏土礦物和硫酸鹽礦物。岩石所在區域可能是一個古代河流系統或間歇性濕潤湖床的盡頭。與火星其他地方不同,這一濕潤系統的氧化、酸化及含鹽程度都不高。

美國航天局表示,岩石,隨後前往主要目的地—蓋爾鄖坑內的夏普山。不過,由于將發生“行星連珠”現象,在4月的大部分時間中,火星上空承擔信號中繼的探測器將與地面控製中心失去聯系,因此“好奇”號的鑽探工作預計不會啓動。

“好奇號”在蓋爾隕坑中心山脈的山腳下成功著陸,旨在探索火星是否有適宜生命存在的環境。

據國外媒體報道,科學家發現太陽系生命可能起源于火星,這顆紅色的星球或許是生命的誕生地。當時的火星具備啓動生命進程的條件,而地球還不具備。

科學家對火星上分布的鉬礦物質調查顯示,其與生命的起源存在關鍵性的聯系,該物質在遠古時期出現在火星表面上,而不是地球上,通過火星隕石的研究也進一步暗示地球生命或來源于火星。地球化學教師史蒂文·本納認為這項新的調查發現表明地球上所有的生命或許起源于火星這顆紅色星球,而攜帶生命的種子通過火星隕石降落在地球上,當地球進入適合生命居住的環境時,這些生命種子便開始復甦,並演化成今天的人類。

在一年一度的哥德斯密特大會上史蒂文·本納教授揭示了鉬元素的氧化物如何在行星化學演化史上存在,它與生命的起源存在聯系,該會議由歐洲地球化學協會和地球化學學會組織舉辦。史蒂文·本納教授認為鉬氧化物礦產是一種催化劑,有助于有機分子演化成第一個“生命結構”,隻有當其被高度氧化時,可進一步作用于早期的有機分子,使後者完成最重要的一次“飛躍”,形成有生命的結構。在三十多億年前的火星上可存在這樣的物質,地球上的環境無法滿足鉬氧化物礦物額存在,因為地球上氧氣很少,無法將其氧化,但是火星可以,那時候的火星具有適合生命存在的環境,比如液態水。好奇號的調查已經發現遠古火星是個濕潤環境, 科學家認為這些證據可指向太陽系生命的起源。

在生命起源的研究中,科學家提出了一個“焦油悖論”,該理論認為早期生命物質都是由有機體組成的,在外部能量源的作用下,有機體並不會向生命分子方向演化,反而會變成焦油類物質。此外,火星隕石的研究還發現,早期火星上存在硼元素是生命分子啓動的關鍵因素,由此引發了第二個悖論,即某一時期的地球幾乎被液態水覆蓋,阻止了一定濃度的硼形成,該物質隻發現在一些非常幹燥的地方,比如死亡谷,由此科學家認為早期地球上不具備啓動生命進程的條件,反而在濕潤的火星更具有這樣的潛力。

與此同時,科學家在地球上發現了火星隕石比之前認為的要年輕很多,這意味著火星上仍然在活躍的地質活動,加拿大安大略省皇家博物館的火星隕石樣本可追溯到2億年前的火星熔岩流,但也有研究稱一些火星岩石年齡或達到40億歲。

2013年12月9日,美國“好奇”號火星探測器有重大發現科學家想象中的火星液態水,在火星上發現了存在古湖泊的證據,湖裏的水可能是可以飲用的淡水。這是當地曾經長期存在濕潤環境,並有簡單生命出現的證據。

科學家認為,火星上存在古湖泊,這個湖泊可能已有數千年,甚至數百萬年歷史,與“好奇”號此前發現了火星具有水面與地下水的證據,一起證明了火星比其它沙漠狀的星球與地球更為相似。

這個發現公布在9日出版的《科學》雜志網站上,並曾在舊金山美國地球物理學會秋季大會上加以討論。

“好奇”號探測任務的首席科學家格羅茨格爾(JohnGrotzinger)表示,如果將地球上的微生物放到火星上的湖泊裏可以存活並生長。

格羅茨格爾說,火星真的跟地球上的環境很相似。

模擬生活

美國國家航空航天局(NASA)選拔的一組六名宇航員正式進駐位于夏威夷某荒蕪火山腳下的一座密封模擬火星營地,啓動為期一年的隔離生活實驗。

這一組六名宇航員包括一名法國天體生物學家,一名德國物理學家和四名美國人。四名美國人分別是一名建築師,一名記者和一名土壤學家。

據介紹,這將是迄今為止世界宇航界時間最久的一次隔離生活實驗。

美國航天局此前最長的一次模擬封閉實驗為期僅八個月。

星體探測

火星的火紅色,自古就吸引著人們,而古代希臘更是稱之為戰神。此時人們觀測火星就和其他天體般,大部分是為了佔星,而為了科學目的主要在十七世紀之後,如開普勒探索行星運動定律時就是依據了第谷積累的大量而精密的火星運行的觀測資料。

喬瓦尼·斯加帕雷裏所繪之火星地圖。望遠鏡發明後,人們對火星可以進行更進一步的觀測。第一個使用望遠鏡觀測星空的伽利略所見的火星隻是一個橘紅小點,然而隨著望遠鏡的發展,觀測者開始辨別到一些明暗特征。惠更斯依此測出火星自轉周期約為24.6小時,他亦為首次紀錄火星南極冠的人。一開始由于各人各自觀測,意見亦不一致,地名也未統一(例如用繪製者名字命名)。後來義大利的喬瓦尼·斯加帕雷裏(Giovanni Schiaparelli)統合了各家說法而繪製了一個較可信的地圖,地名取自地中海、中東等的地名和聖經等作為來源,而其餘則依照舊有的觀念:暗區被認為是湖(lacus)海(mare)等水體,如太陽湖(Solis Lacus——Lake of the Sun)、塞壬海(Mare Sirenum——the Sea of Sirens)、最明顯的暗大三角——大塞地斯(Syrtis Major);而亮區則是陸地,如亞馬遜(Amazonis)。這個命名系統一直延續下來。

當時,斯加帕雷裏和同期觀測者一樣,觀察到了火星表面似乎有一些從暗區延伸出的細線,因為對于暗區是水體的傳統,這些細線命名為水道(canali)。而後來觀察到暗區會在冬季時縮小、夏季時擴張,有人提出暗區是植物覆蓋、而暗區的擴大縮小則是消長所引起的,改變以往認為暗區是水的說法。帕西瓦爾·羅威爾(Percival Lowell)亦觀察到,並宣稱那些“水道”其實是人工挖掘的“運河”,用來灌溉植物,因為水道應太細不可見,而看到的細線應是灌溉出的大片植物。風靡大眾的火星科幻和火星人即源于此。不過這些細線大多已證明是不存在的,部分則是峽谷或隕石坑後延伸出的深色沙子。而火星表面顏色的改變則是因為沙被風吹移,或發生火星塵暴。

探測理由

1996年,著名天文學家卡爾·薩根在應NASA(美國宇航局)要求而寫的報告中列舉了探測火星的理由:

1.火星是地球上人類可以探索的距離較近的行星之一

2.大約40億年以前,火星與地球氣候相似, 也有河流、湖泊甚至可能還有海洋,未知的原因使得火星變成今天這個模樣。探索使火星的氣候變化的原因, 對保護地球的氣候條件具有重大意義

3.火星有一個巨大的臭氧洞,太陽紫外線沒遮攔地照射到火星上。可能這就是海盜1號、海盜2號未能找到有機分子的原因。火星研究有助于了解地球臭氧層一旦消失對地球的極端後果。

4.在火星上尋找歷史上曾經有過的生命的化石, 這是行星探測中最激動人心的目的之一,如果找到, 就意味著隻要條件許可生命就能在宇宙中行星上崛起

5.查明今日火星上有無綠洲,綠洲上有無生命以及生命存在的形式類型

6.火星探測是許多新技術的試驗場地, 這些技術包括大氣製動利用火星資源產生氧化劑和燃料返程用遙控自動儀和取樣遠程通訊等

7.雖然南極隕石提供了火星上少數未知地域的樣本,但隻有空間探測才能窺其全貌

8.從長期來看, 火星是一個可供人們移居的星球

9.由于歷史的原因,公眾對火星探測的支持和共鳴是任何其它空間探測對象難以相比的火星探測是進行國際合作的理想項目

探測記錄

1960年10月10日14時27分49秒蘇聯火星1A號(火星1960A)失敗

1960年10月14日13時51分03秒 蘇聯火星1B號(火星1960B)失敗

1962年10月24日 17時55分04秒衛星22號(火星1962A)失敗

1962年11月1日 17時55分04秒蘇聯火星1號失敗

1962年11月4日15時35分15秒 蘇聯衛星24號(火星1962B)失敗

1964年11月5日 19時22分05秒美國水手3號失敗

1964年11月28日14時22分01秒 美國水手4號圓滿成功

1964年11月30日 13時12分蘇聯 探測器2號失敗

1965年7月18日14時38分 蘇聯探測器3號失敗

1969年2月24日發射升空 美國水手6號7月31日抵達火星 圓滿成功

1969年3月27日發射升空美國水手7號8月5日抵達火星 圓滿成功

1969年蘇聯火星2A號(火星1969A)失敗

1969年4月2日10時33分00秒 蘇聯火星2B號(火星1969B) 失敗

1971年5月9日01時11分02秒 美國水手8號 發射失敗

1971年5月30日22時23分04秒美國水手9號圓滿成功

1971年5月10日16時58分42秒蘇聯 宇宙419號失敗

1971年5月19日16時22分44秒蘇聯火星2號失敗

1971年5月28日15時26分30秒蘇聯火星3號不算成功

1973年7月21日19時30分59秒蘇聯火星4號失敗

火星火星

1973年7月25日18時55分48秒蘇聯火星5號失敗

1973年8月5日17時45分48秒蘇聯火星6號失敗

1973年8月9日17時00分17秒蘇聯火星7號失敗

1975年8月20日21時22分00秒美國海盜1號成功

1975年9月9日18時39分00秒美國海盜2號 成功

1988年7月7日17時38分04秒蘇聯火衛一1號 失敗

1988年7月12日17時01分43秒蘇聯 火衛一2號 失敗

1993年8月21日美國 火星觀察者抵火星軌道前與地球失去聯系

1996年11月7日17時00分49秒美國 火星全球勘測者成功

1996年11月16日20時48分53秒俄羅斯火星96發射失敗

1997年美火星探路者在火星著陸

1998年7月3日18時12分日本希望號(行星-B)失敗

1998年美國火星氣候探測器失敗

1999年1月3日20時21分10秒美國深空2號隨火星極地著陸者抵達火星前被墜毀 失敗

2001年4月7日15時02分22秒美國 火星奧德賽圓滿成功

2003年6月2日17時45分26秒歐空局火星快車成功

2003年6月10日17時58分47秒美國 勇氣號火星漫遊車成功

2003年7月8日03時18分15秒美國機遇號火星探測車 成功

2007年8月4日09時26分35秒美國發射鳳凰號火星極地探測器于2008年5月25日著陸 成功

2010年6月3日 俄羅斯開始在莫斯科進行世界首個模擬火星之旅實驗,6名來自俄羅斯、中國、法國等國的志願者將在狹小的模擬密封艙內生活520個日夜。

2011年11月8日俄羅斯發射火衛一-土壤搭載中國的螢火一號 失敗

2011年11月26日美國發射好奇號火星車並于2012年8月6日登入 成功

2013年11月5日印度發射的曼加裏安號火星探測器12月1日已脫離地球軌道奔向火星

2013年11月18日美國發射火星大氣與揮發演化(MAVEN)探測器,已于2014年9月22日抵達火星軌道

中國嘗試

到了太空時代,水手4號傳回的充滿隕石坑的火星照片粉碎了人們對火星文明的幻想,認為火星隻是一處如月球般布滿隕石坑的死寂星球。但隨著往後水手9號等的巨大峽谷、火山和疑似流水遺跡的發現,火星的獨特徵、液態水和生命的可能又重新引起人們的興趣,

蘇聯、美國、歐洲和日本共已發射數十艘太空船研究火星表面、地質和氣候,包括軌道衛星、登入器和漫遊車總計大約有三分之二的任務在完成前或是才要開始時就因種種原因而失敗。將物體由地球地表送往火星約要花費每公斤30,900美元

中國螢火一號火星探測器,首枚火星探測器2011年11月9日凌晨搭乘俄羅斯的天頂號運載火箭與福布斯-土壤號火星探測器一起發射升空,將飛行3.5億公裏,大約要經過10個月的飛行,衛星于次年8月至9月才能進入火星軌道。2011年11月9日,俄方宣布福布斯-土壤號火星探測器變軌失敗。

俄羅斯聯邦航天署署長波波夫金11月9號在哈薩克的拜科努爾航天發射場向外界宣布了這一訊息。他說:“我們度過了一個非常沉重的深夜,我們很長一段時間都無法找到這個太空飛行器。現在終于確定了它的位置並且查明,其發動裝置沒有工作,兩次點火都沒有成功。”這意味著,中國的第一顆火星探測器發射以失敗告終,

好奇號

2011年11月26日,美國“好奇”號火星車發射升空,隨後順利進入飛往火星的軌道。好奇號是第一輛採用核動力驅動的火星車。

2012年8月6日,美國宇航局首輛核動力火星車已于台北時間8月6日13時31分在火星著陸,展開為期兩年的火星探測任務。

美國航天局2012年9月27日宣布,“好奇”號火星車日前發回的圖像顯示,火星表面確曾有水流淌過。圖為“好奇”號火星車傳回的圖像顯示火星上有與地球河床類似的跡象。

未來任務

登入火星的想像步驟

2008年9月15日NASA發表了MAVEN任務,預計2013年以各種機器研究火星大氣。

芬蘭、俄羅斯的合作計畫MetNet包括數十個登入器組成觀測網,以研究大氣結構、物理和天氣。這任務的前導任務將會于2011年先發射一至數個登入器,有可能是和火衛一-土壤號並在一起發射。往後的發射會持續到2019年,

2016年ESA計畫發射第一台火星車——ExoMars,它可挖掘兩米深以尋找有機物甚至火星生命。

2004年美國總統布希宣布載人火星任務為太空探索展望中的長期目標。NASA和洛克希德·馬丁已開始研究獵戶座太空船,計畫于2020年以前送人類到月球,作為人類登入火星的準備。2007年9月28日,NASA執行長麥可·D·格裏芬聲明NASA預計于2037年以前送人類到火星。

ESA希望于2030至2035年間送人類上火星。而在這之前有其他探測任務,包括ExoMars和火星樣本取回任務。

直達火星是羅伯·祖賓——火星協會的創始人和主席——提出的極低成本載人火星任務,使用重載的農神五號級火箭,如戰神五號或太空探索技術公司(SpaceX)的獵鷹九號,省略軌道組裝、低地軌道會合和月球燃料補給站而直接用小的太空船前往火星。修改後的計畫,叫做Mars to Stay,改成先不送回第一批登入者,狄恩·尤尼克說明送回一開始的四到六人所花費用比送他們到火星還高,反而可再送二十人。

表面存在流動的液態水

2015年9月28日, 美國宇航局發布訊息,由火星勘測軌道飛行器(MRO)提供的強有力的資料表明,目前在火星表面存在流動的液態水。

在火星的溫暖季節,會出現液態水。證據由火星偵察軌道器傳回的資料中發現。火星偵察軌道器環繞火星運行,對火星進行化學分析。人們發現有深色條斜坡紋線季節性出現在圖像裏,對黑色條紋進行化學分析後發現,這是從火星的山上留下的鹽水。鹽水會在深春出現,流過夏季,在秋季消失。

NASA 火星探索計畫的科學家介紹,“隨著對火星研究的深入,越來越多的證據表明在這顆行星上,存在支持生命存在的環境。”

曾有降雨和降水

法國科學家基于最新的地貌證據,重新解釋了火星早期的地質歷史。

火星擁有“太陽系大家庭”中最大的火山岩組——塔爾西斯地區,這是一片廣闊的高原,在37億年前開始形成,其在火星表面上形成了一個明顯隆起。塔爾西斯地區今日處在火星赤道位置的原因,是火星相對于其旋轉軸線進行了重新定位,即真正的地極移動。

研究成果

奇特洞穴

美國地質探測局科學家日前在休斯頓舉行的月球和行星科學會議上報告說,他們通過美國宇航局“奧德賽”火星探測器發回的圖片,在火星表面辨認出了七個洞穴。

這七個洞穴分布在火星阿爾西亞火山的側面。洞口寬度在100米到252米之間。由于洞口基本觀測不到洞底,科學家們隻能估算出這些洞至少有80米到130米深。

這些洞穴的發現具有重要意義。首先,如果火星上曾有原始生命形式存在,這些洞穴可能是火星上唯一能為生命提供保護的天然結構。其次,如果條件適宜,這些洞穴將來可能作為人類登入火星之後的居住點。

每當夏季,這些洞穴裏就會冒出成千上萬的甲烷,這更增加了洞穴中存在生命體的可能性。

板塊運動

板塊運動在火星地質歷史中可能佔有重要地位,這一觀點和傳統看法相悖。此前科學界一般認為由于火星太小,其較快的內部冷卻速度不允許它存在板塊活動。

火星

在這項研究中,科研人員認為火星奧林匹斯火山西北側的一大片區域可能儲存著板塊活動的證據。這片區域存在大量的山脊和斷崖。

華人地質學家,加州大學洛杉磯分校教授尹安是這項研究的負責人,他說:“這是火星在過去25萬年間存在板塊活動的證據”。傳統觀點認為火星由于體積質量均遠小于地球,內部會很快冷卻,因此在較近的歷史時期不應當存在需要靠岩漿驅動的板塊活動。

但是尹安教授認為他已經找到了切實的證據來證明火星表面的很多地貌特征和板塊活動有關,甚至今天仍在發生作用,

美國太空網的報道稱,如果這一研究結果獲得證實,它將大大增加火星上存在生命的可能性。因為板塊運動將有助于碳迴圈的進行,而碳是構成生命必不可少的元素。

尹安教授在上個月召開的美國地球物理學聯合會會議上報告了他的發現。他說:“人們認為火星上存在板塊運動但是我認為我有證據來證實它的存在。”

他的研究主要借助于兩艘美國火星探測飛船拍攝的圖像,即火星奧德賽和火星勘測軌道器。

尹安教授表示,很多的圖像之前都沒有得到詳細的研究。這些圖像中顯示大量的斷崖、褶皺和階地構造,如果這些構造放到地球上,將是地質學家眼中經典的板塊運動特征。

另外一些照片中有彎彎曲曲的溝槽,這同樣和構造運動有關系。他說:“這是典型的活躍構造活動的表現。所有這一切,如果放在地球上,你會毫不猶豫地指出,說它是活躍的。”

一般情況下,研究人員傾向于將這些地貌特征歸結于諸如滑坡等事件,但尹安教授絕非唯一一位認為火星存在板塊運動的科學家。

他們中有一部分專家認為火星表面那一長串筆直的火山錐就是板塊活動的表現。其中最明顯的一處就是位于奧林匹斯山附近的三座巨型火山,它們一起構成了火星塔爾西斯高原的主體。這也是尹安教授重點關註的區域。

研究中,尹安教授同樣註意到了火星表面巨大的水手谷,這是太陽系中最大的峽谷系統,長2800英裏(4500公裏)深達7英裏(11000米)。此項研究同樣將其視作一處構造地貌。

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