【火星】 (第1/3页)

【火星】概述

    火星（Mars）是八大行星之一，符号是♂。因为它在夜空中看起来是血红色的，所以在西方，以希腊神话中的阿瑞斯(或罗马神话中对应的战神玛尔斯)命名它。在古代中国，因为它荧荧如火，故称“荧惑”。火星有两颗小型天然卫星:火卫一Phobos和火卫二Deimos(阿瑞斯儿子们的名字)。两颗卫星都很小而且形状奇特，可能是被引力捕获的小行星。英文里前缀areo-指的就是火星。

    主要参数

    火星的重力值是地球的2/5、直径相当于地球的半径，表面积只有地球的四分之一，体积只有地球的15％，质量只有地球的11％。

    轨道特性(历元J2000)

    半长径227，936，637千米(km)

    1.52366231天文单位(AU)

    轨道圆周1.429×1012米

    9.553AU

    偏心率0.09341233

    近日点206，644，545km

    1.38133346AU

    远日点249，228，730km

    1.66599116AU

    公转周期686.9601日

    (1.8808儒略年)

    回合周期779.96d

    (2.135a)

    平均轨道速度24.077km/s

    最大轨道速度26.499km/s

    最小轨道速度21.972km/s

    倾斜角1.85061°

    (与太阳赤道5.65°)

    升交点黄经49.57854°

    近日点辐角286.46230°

    卫星数量2

    物理特性

    赤道直径6，804.9km

    (0.533于地球)

    极直径6，754.8km

    (0.531于地球)

    扁平率0.00736

    表面区域1.448×108km2

    (0.284于地球)

    体积1.638×1011km3

    (0.151于地球)

    质量6.4185×1023kg

    (0.107Earths)

    平均密度3.934g/cm3

    赤道重力3.69m/s2

    (0.376重力加速度)

    逃逸速率5.027km/s

    自转1.025957d

    (24.622962小时)

    自转率868.22km/h

    (在赤道)

    轴倾斜25.19°

    北极317.68143°

    赤经(21h10min44s)

    磁偏角52.88650°

    反照率0.15

    表面温度最小平均最大

    133开210K293K

    天体大气层特性

    大气压0.7-0.9kPa

    二氧化碳95.32％

    氮2.7％

    氩1.6％

    氧气0.13％

    一氧化碳0.07％

    水蒸气0.03％

    一氧化氮0.01％

    氖2.5ppm

    氪300ppb

    氙80ppb

    臭氧30ppb

    甲烷10.5ppb

    地形地貌

    不像水星陨石坑遍布，火星多了更多样的地形，有高山、平原、峡谷，但由于重力较小等因素，火星亦有很不同的地方。南北半球的地形有着强烈的对比：北方是被熔岩填平的低原，南方则是充满陨石坑的古老高地，而两者之间以明显的斜坡分隔；火山地形穿插其中，流水侵蚀而成的众多峡谷亦分布各地，南北极则有以干冰和水冰组成的极冠，风成沙丘亦广布整个星球。而除此之外，火星更有很多耐人寻味的地形景观。

    由以往对于火星的观察，让人印象最深刻的，是可以直接由中型望远镜看到火星两极的白色极区，以及红色的表面，这意味著火星的大气并不浓厚，不像金星一样遮盖了整个表面.火星距离地球的距离，仅次于金星，因此成为不错的研究题材，利用哈伯望远镜做观测，即可拍到火星表面的影像.

    在探测船所拍摄的火星照片中，可以看到火星表面有如运河一般的痕迹，左边的照片，为火星中纬度的地区，可以很清楚的看到地表的刻痕.因此在早期的研究中，一度以为火星正面临著前所未有的干旱时期，因此智慧生物火星人在表面建构了网状的输水网，将极区的水运往低纬地区灌溉，不过这个说法已经被推翻了.经由更精确的照片资料显示，这些火星的"运河"，可能根本就没有水的存在。至目前为止(2001年)，也没有发现火星上的高等生命活动。

    火星表面地形极富变化，北半球有占总表面积３０％的年轻低洼平原，南半球是遍布陨石坑的古老高地，因此是个北低南高的不对称结构。在火星的南北两极，有水冰及乾冰堆积而成的巨大极冠。火星表面的极冠大部份为干冰所构成的，在夏季时，会发现极冠的乾冰退缩，而冬季时极冠扩张。地表还有奥林帕斯山以及水手峡谷等大型的地形构造。

    奥林帕斯山为火星表面最巨大的火山，高达27公里，足足比地球上最高峰圣母峰高上三倍。山脉绵延600公里，约为台湾的1.5倍长。而大型峡谷水手峡谷长超过4000公里，占火星周长的五分之一。是非常显著的大型地形。

    表面环境

    由于科幻小说以及电影情节的影响，使得人类一直深深的认为，火星是人类第二颗可以掌握的行星，而在火星上，可能有火星人的存在。

    在某些方面上，这可能是正确的，因为火星的表面环境是九大行星中最接近地球的.虽然火星的大小与地球不相称，但是火星在自转轴偏向(25.19度，跟地球的23.44度相近)，自转速度(1.026个地球日)，以及表面温度(-87～5度，与地球的-50～50接近)，都与地球十分类似。因此火星上也有与地球相似的四季之分，一天的时间与地球相似，大家不需要改变生活作息习惯，而温度看起来也较金星与水星宜人的多。人们对于未来对火星的研究充满兴趣跟期待。

    基于这些理由，NASA预定的火星观测计画中，每两年就会发射两艘探测船，作火星的探测工作。另外之所以会选择每隔两年就发射火星探测船，是因为火星每两年就会接近地球一次，这时候火星探测船可以以最短的时间到达火星。

    上图是美国Pathfinder计画于1997年7月4日抵达火星后，所拍摄的火星环境360度照片。下方的部份为Pathfinder的火星基地，而前方有两个山峰相依在一起。由图中可以看出火星的地表被褐色的沙所覆盖，还有许多石头散落在地表上。火星的照片有一个特点，那就是看起来地平面很近。这是由于火星很小的关系，曲率比较大，所以地平面很快就消失在眼前，产生这样的效果。

    火山

    火星的火山和地球的不太一样，除了重力较小使山能长的很高之外，缺乏明显的板块运动，使火山分布是以热点为主，不像地球有火环的构造。火星的火山主要分布于塔尔西斯高原（TharsisBulge）、埃律西姆地区和零星分布于南方高原上，例如希腊平原东北的泰瑞纳山（TyrrhenaPlatera）。

    在西半球的塔尔西斯高原高约14公里，伴随着盛行火山作用的遗迹，其中五座大火山皆为盾状火山，包括太阳系最高的奥林帕斯山，有21.287公里高，550公里宽。其他四座包括艾斯克雷尔斯山（AscraeusMons）、帕弗尼斯山（PavonisMons）、阿尔西亚山（ArsiaMons）和亚拔山（AlbaPatera）──以体积和1600公里的直径来看是太阳系最大的山。在大火山之间亦散布著零星的小火山。

    在火星的另一端还有一个较小的火山群，以14.127公里高的埃律西姆山（ElysiumMons）为主体，北南各有较矮的赫克提斯山（HecatesTholus）和欧伯山（AlborTholus）。

    峡谷、河谷

    在塔尔西斯高地东部有太阳系内最大的峡谷地貌：水手谷

    （VallesMarineris）是一个4000公里长7公里深、复杂的大峡谷，是塔尔西斯高原形成时地壳张裂而形成。西起诺克提斯迷宫（NoctisLabyrinthus）、东经大片混沌地形（Choas）再转北入克里斯平原（ChrysePlanitia）。而克里斯低原更有数条峡谷（或河谷）“流入”，如卡塞峡谷（KaseiValles），而各峡谷末端常有泪珠状“岛屿”——也就是水流侵蚀的地形。

    北方低原

    VastitasBoreals就是北方大平原的意思，其中还包含许多小平原，而有些几乎成圆形，如伊希地平原（IsidisPlanitia），而被认为是陨石撞击的痕迹，因此也有整个北方平原是一个大撞击所产生的说法。

    南方高原

    南方高原上有大量的陨石坑。希腊平原（HellasPlanitia）最大，它被浅色砂子所覆盖，位在东南半球。第二大的陨石坑为阿尔及尔平原（ArgyrePlanitia）则位于水手谷尾端南方。

    两极地区

    火星的两极包含冰状水和二氧化碳极冠。

    地质结构

    据推测，火星中心有个以铁为主要成份的核，并含有硫、镁等轻元素，火星的核所占比例，应较地球小.核的外层则厚厚地包覆著一层富含氧化镁的矽酸盐地函，表面为岩质的地壳.火星的密度为类地行星中最低的，仅3.93g/cc.

    分层结构

    科学家对于火星分层推断，无法像地球一样是以震波推测，而主要是依据既有经验和火星密度来推测，分为三层：地核、地函、地壳。

    地质年代

    科学家对于火星地表年龄的判断不像在地球那样，因为目前只能靠探测照片推定而非实地考察，因此科学家提出一个方法：依照一地的陨石坑密度来估算地表年龄，例如

    *一地陨石坑密布、甚至相邻相叠，此地可能老于35亿年，包括约41亿至38亿年前的后期重轰炸期（LateHeavyBombardment）。

    *若一地陨石坑散布、较疏，则年龄可能约30亿至10亿年。

    *若一地很少或没有陨石坑，则年龄可能小于5亿年。

    举例来说，月球高地陨石坑普遍密布，可以推断她地表年代久远（44亿至38亿年前）；而反观月海，陨石坑小而稀，因此较年轻（38亿至32亿年前）。而火星南方高地因陨石坑密布，故较古老；而平坦的北方低原则较年轻。依照这个方法，科学家把火星地质年代分为三个阶段：

    *诺亚纪（NoachianEra），从46亿年前到35亿年前（加减一亿年），再细分为早（early、）中（middle）、晚（late）诺亚纪。这时期火山活动旺盛，陨石撞击频繁，大气层较厚（至少早期是如此），也可能更温暖，而水分多，可能存在湖泊甚至海洋，侵蚀旺盛，形成河谷，水流也带来沉积物沉积。此时期是由南半球的古老诺亚高原（NoachisTerra）命名。

    *赫斯伯利亚纪（HesperianEra），从35亿年前到25亿或20亿年前，再细分为早、晚赫斯伯利亚纪。此时期是一个转换到现在的过度期，大量的水开始渗入地底冻结，由于水的减少，侵蚀搬运减少，虽然有时会有地下水层爆发造成地方性的崩塌、洪水。地质作用减少。此时期是依据一个南半球中年的赫斯伯利亚高原（HersperiaP

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