「太阳系八大行星」最像地球的行星——火星

最像地球的行星——火星

「太阳系八大行星」最像地球的行星——火星插图

火星概述

火星(Mars)一个红色的星球。火星与太阳的距离为第4近,是太阳系中第7大行星。火星离太阳为227940000千米(1.52天文单位)。按离太阳由近而远的次序计为第四颗,比地球小,公转周期约687天,自转周期约24小时37分。火星被称为战神,这或许是由于它鲜红的颜色而得来的,所以火星有时被称为“红色行星”。(在希腊人之前,古罗马人曾把火星作为农耕之神来供奉。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。战神玛尔斯及火星符号火星古称荧惑,这是由于火星呈红色,荧光像火,在五行中象征着火,它的亮度常有变化;而且在天空中运动,有时从西向东,有时又从东向西,情况复杂,令人迷惑,所以我国古代叫它“荧惑”,有“荧荧火光,离离乱惑。”之意。

火星在史前时代就为人所知,人们认为他是太阳系中除地球之外人类最的住所。它也受到科幻小说家们的喜爱,但可惜的是那条著名的被罗威尔“看见”的“运河”以及其他一些什么的,都只是如《火星公主》中的Barsoomian公主们一样是虚构的。第一次对火星的探测是在1965年由水手4号飞行器而进行的。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,在1997年7月4日,火星探路者成功登上了火星,期间经历了20年之久的间隙。

「太阳系八大行星」最像地球的行星——火星插图1

火星的轨道为椭圆形,所以,它在接受太阳照射的地方,近日点和远日点之间的温差将近160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(开尔文,温度单位,即从绝对零度-273.16℃开始的摄氏度)(-55℃,-67℉),但却具有从冬天的140K(-133℃,-207℉)到夏日白天的将近300K(27℃,80℉)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。除地球外,火星是具有最多各种有趣地形的固态表面行星。它的地形尤为壮观:

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。

塔西斯地区:火星表面的一个巨大凸起,有大约4000千米宽,10千米高;火星上的水手谷是深2至7千米,长为4000千米的峡谷群。

海拉斯平原:处于火星的南半球,6000多米深,直径为2000千米的冲击环形山。

火星的表面还有很多年代已久环形山,当然也有一些形成不久的山谷、山脊、小山及平原。在火星的南半球,有着与月球上相似的曲形的环状高地。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太清楚,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。这个疑点将由“火星全球勘测员”来解决。

火星的内部情况是先进分子表面情况的资料和大量数据来推断的。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。另外它与水星和月球似,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。再加之地面的轻微应力,造成了塔西斯凸起和巨大的火山。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,但它看起来就是从来没有任何板块运动。

另外,火星上也有过洪水,地面上也有一些小河道,由此十分清楚地为我们证明了火星也有很多地方受到过侵蚀。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,由于火星引力小,水蒸成气体,这些东西只存在很短的时间,而且据估计距今也有大约四十亿年了。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。所以,就算把它拉到与地球距太阳同等距离的位置,它表面的温度还是比地球冷得多。

火星上的大气非常稀薄,它的组成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%)而形成的。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,而在奥林匹斯山脉的顶端却只有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5℃的温度,比我们所知道的金星和地球要少得多。

火星的两极永久地被固态二氧化碳(干冰)所覆盖。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。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)。但是最近通过哈勃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。人们曾尝试着用海盗号去做实验来决定火星上是否有生命的存在,最终结果是否定的。

在1996年8月6日,戴维·朱开等人宣称,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。即使如此惊人的结论,也没使外星人存在这一结论成立。

火星“全球勘测员”在进入为星轨道的时候意外发现了火星的热带地区有很大一片引力微弱的地方。它们可能是早期外壳消失时遗留下来的。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。火星的表面呈锈红色,是科学家们从火星的土壤里得知的。火星曾经经历过水灾,可能就是因为这场洪水,而导致火星上的高级生命灭亡。所以在火星上遗留下一些低智能的生物,并没有高智能的生物。也就说,外星人是不存在的。

火星的结构

到目前为止,科学家们还不知道火星的内部结构是什么样的,但是通过各种研究和探测器传回的数据进行分析,科学家们已经建立起关于火星内部结构的理论模型。

内核火星体积较小,离太阳又比较远,所以它的冷却速度比较快,但是其中心铁核的外部可能还是半融化状态。地幔火星的地幔密度低于内核,由硅酸盐岩组成,其形成之初可能处于液体状态。地幔的流动与喷涌形成了火星的地貌,但现在它已经没有流动的迹象。火星表面上的巨型裂谷是由地幔运动造成的。地壳火星的地壳主要由火山岩组成。外部岩层在南球厚约80千米,北半球约为35千米。大气火星的大气95.3%为二氧化碳,其余是氮、氩、一氧化碳、氧、臭氧和氢,水汽大约占0.01%。

漫游火星

火星上的水现在的火星是个干燥、荒凉的世界。火星的空中、地上、地下都有水的存在,只不过是以水蒸气或冰的形式存在。根据火星上的一些地形、地貌可以推测出,火星表面曾经存在充沛的液态水。水手谷看过火星照片的朋友估计对火星表面一道深深的沟壑有很深的记忆吧?这就是水手谷,火星上的最大峡谷,长约5000千米,宽约200千米。本文开始的那张图片,就向我们展示了水手谷。奥林匹斯火山奥林匹斯火山是火星上最大的火山,高约25千米,底部直径约500千米,火山口直径约72千米。火星的极冠火星的两极,大部分区域被白色的冰所覆盖。北极冠大部分由水冰构成,厚度约2千米。南极冠表面是一层干冰,大约8米厚,底部是很厚的冰层。极冠中的水冰如果全部融化并均匀的分布在火星表面,就会形成一个10米厚的水层。

「太阳系八大行星」最像地球的行星——火星插图2

火星极冠

火星的卫星

火星有两颗卫星:火卫一(Phobos)和火卫二(Deimos)。这两颗卫星于1877年火星大冲时,由美国天文学家A · 霍尔发现。两颗卫星都是不规则形状,表面布满了撞击坑。火卫一的大小是:长28千米、宽23千米、高20千米;火卫二的大小是:长16千米、宽12千米、高10千米。

「太阳系八大行星」最像地球的行星——火星插图3

火星及其卫星

探索火星

2014年之前,全世界对火星共发射了42个探测器。有的飞掠火星, 有绕轨道飞行,有的实现了着陆。目前已经有7个探测器在火星上成功着陆。这些探测器传回的数据,为我们更进一步了解火星提供了重要帮助。

在这里要激动的说一下:中国的第一个火星探测器:“天问一号”,于2020年7月23日,文昌航天发射场由长征五号遥四运载火箭发射升空,截止至2020年11月17日,天问一号已在轨飞行116天,飞行里程超过3亿千米,距离地球约6380万千米。天问一号计划2021年2月到达火星,5月择机实施降轨,软着陆火星表面,火星我们来了!

火星的相关数据

平均直径:6780千米

质量(地球=1):0.11

赤道区域重力(地球=1):0.38

与太阳的平均距离(地球=1):1.5

轴倾角:25.2°

公转周期:687个地球日

自转周期:24.6小时

最低温度:零下143摄氏度

最高温度:35摄氏度

卫星数量:2

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