【特稿】火星极简史

以下文章来源于侠客地理 ，作者李忠东

侠客地理

寻找自然美景，探秘山水奇观，用脚、相机和键盘记录地球故事。

欢迎关注“方志四川”！

火星极简史

整理/侠客君

火星极简史

李忠东

2021年5月15日

我国天问一号探测器

在火星乌托邦平原着陆区着陆

在火星上首次留下中国印迹

迈出了我国星际探测征程的重要一步

火星，我们来了！

上下未形，何由考之？

圜则九重，孰营度之？

九天之际，安放安属？

日月安属，列星安陈？

屈子2000多年前发出的天问

终于有机会去寻找答案了

火星，图虫.创意

什么是真实的火星？

它起源于何时，由什么组成？

除了美丽的传说

你对她了解多少？

火星（源自网络）

序 篇

认识火星

早在肉眼观星的古代

便有人发现

夜空中有一颗鲜亮红艳的星星

中国古人称其“荧惑”

所谓"荧荧火光，离离乱惑"

这便是火星

而在西方

以罗马神话中的"战神"来命名它

称火星为玛尔斯

火星因表有赤铁矿（氧化铁）覆盖

远观呈橘红色

被“红色星球”

是离太阳第四近的行星

太阳系中仅次于水星的第二小的行星

太阳系里四颗类地行星之一

火星在太阳系中的位置示意图

在人类所能认识的星球中

火星与地球最为相似

它的直径约为地球的一半

不仅如此

其自转轴倾角、自转周期也与地球相似

公转周期是地球的两倍

因而有与地球相似的日长

和四季交替

假如说太阳系真的存在地外生命

最有可能但是火星

火星与地球大小比较示意图

第 1 篇

火星的卫星

火星有两个天然卫星

火卫一和火卫二

两个卫星形状不规则

可能是捕获的小行星

火卫一和火卫二是微小的不规则形状的卫星，很可能是被捕获的小行星

1

火卫一

是火星的两颗卫星中较大

也是离火星较近的一颗

呈土豆形状

一日围绕火星3圈

距火星平均距离约9378公里

它是太阳系中最小的卫星之一

也是太阳系中反射率最低的天体之一

火卫一上有一个巨大的撞击坑

叫斯蒂克尼撞击坑

由于轨道周期短以及潮汐力的作用

火卫一的轨道半径在逐渐变小

最终它将撞到火星表面

或者破碎形成火星环

2008年3月，HiRISE相机在美国宇航局的火星侦察轨道飞行器（MRO）上拍摄了火卫一的图像

2

火卫二

是火星的两颗卫星中离火星较远

也是较小的一颗

也是太阳系中最小的卫星

平均直径为7.3千米

距火星23,459 千米

火卫二的轨道接近圆形

并且接近火星的赤道平面

不同于火卫一西升东没

火卫二是东升西没

且火卫二正逐渐远离火星

火卫一和火卫二大小对比示意

第2篇

火星的结构

火星是太阳系由内往外数的第四颗行星

直径约是地球的一半

体积为15%

质量为11%

表面积相当于地球陆地面积

密度则比水星、金星、地球还要小很多

一般认为火星的核心是

半径为1700千米的高密度物质组成

外包一层熔岩

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

可能含带较多的硫

▲火星的行踪可以说是相当神秘，蓝色的点为地球，粉色轨道为火星对地球的相对位置（图片来自Wikipedia@Phoenix7777）

第3篇

火星的地形

火星基本上是沙漠行星

地表沙丘、砾石遍布

没有稳定的液态水体

以二氧化碳为主的大气既稀薄又寒冷

沙尘悬浮其中

每年常有尘暴发生

与地球相比，地质活动不活跃

而另一个独特的地形特征是南北半球的明显差别

南方是古老、充满陨石坑的高地

北方则是较年轻的平原

火星两极皆有主要以水和冰组成的极冠

而且上面覆盖的干冰会随季节消长

火星轨道激光测高仪绘制的地形图，南半球为高地，北半球为低地

人类获得的火星表面彩照（美国维京一号探测器 1976-07-21，图片来源：Wikipedia@NASA/JPL）

高原火山

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、埃律西姆地区和

零星分布于南方高原

奥林帕斯火山

是太阳系最高的山峰

高度超过2万米

是珠峰海拔的2.5倍

上图为海盗1号拍摄的奥林帕斯山，下图为火星环球勘测者号测绘奥林帕斯火山假色地形图。

峡谷

水手峡谷是太阳系最大最长的峡谷之一

长约4000千米，深达7千米

横跨大半个火星

如同被上帝之剑砍削而成

位于火星赤道上的水手号峡谷。科学家们认为，这是火星表面正在冷却时形成的巨大的峡谷系统，并因侵蚀而进一步扩大和延长。上图为一颗小行星闯入了这张卫星拍摄的火星峡谷系统。

欧空局火星快车号拍摄的赫伯斯峡谷Hebes Chasm，这里被认为是流水侵蚀而成（图片源自@ESA/DLR/FU）

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

环形山的成因有很多

如陨石撞击坑，火山口

欧洲航天局公布了

火星奥尔库斯陨石坑的最新照片

这是一个狭长形陨坑地形

位于火星赤道附近

看上去如同火星表面的一道“伤疤”

科学家认为

该陨坑形成的最佳解释是

该区域遭受了一次小行星倾斜碰撞

一颗小行星以非常小的角度

划过火星表面

火星奥尔库斯陨坑长约380公里，宽约140公里

火星表面的新撞击坑

2015年5月21日

科学家们在火星表面

发现巨型火山遗迹

这个火山口

长40公里，宽30公里，深度1750米

专家们认为

它可能由30亿年前的火山喷发形成

其规模可与地球上的黄石火山相当

离奥林匹斯山不远处坐落着三座巨大的盾状火山：艾斯克雷尔斯山，帕弗尼斯山和阿尔西亚山。这三座火山沿直线一字排开，因此形成了“三山一线”的奇观。

洞穴

火星勘测轨道飞行器和机遇号火星车

分别发现火星表面曾有水

以及火星可能有地下水的线索

此外

美国科学家借助奥德赛火星探测器

又在火星上发现了7个奇特洞穴

这七个洞穴分布在火星阿尔西亚火山的侧面

洞口宽度在100米到252米之间

由于洞口基本观测不到洞底

科学家们只能估算出这些洞至少有80米到130米深

这些洞穴的发现具有重要意义

根据美国地质调查局（USGS）的天文地质科学中心，已经发布的图像之中，火星上有1000多个洞穴，并且已经用“点”表示了火星上塔里西斯地区洞穴的可能位置

首先

如果火星上曾有原始生命形式存在

这些可能是火星上

仅能为生命提供保护的天然结构

其次

如果条件适宜

这些洞穴将来可能作为

人类登陆火星之后的居住点

每当夏季

这些洞穴里就会冒出甲烷

更增加了洞穴中存在生命体的可能性

2011年，火星侦察轨道飞行器绕火星侦察时，其上的HiRISE高清轨道照相机在火星帕沃尼斯蒙斯火山的斜坡上拍摄到这个洞。

第4篇

火星的环境

火星的大气密度

只有地球的大约1%

非常干燥，温度低

表面平均温度零下55℃

水和二氧化碳易冻结

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

2015年11月5日

美国国家航空航天局公布了

太阳风可能是剥夺火星大气的罪魁祸首

太阳风是来自太阳的高速粒子流

当它抵达失去磁场保护的火星后

会产生一个电场

加速火星大气中被称为离子的带电原子

令其逃逸至太空中

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

火星的轨道是椭圆形

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160摄氏度

这对火星的气候产生巨大的影响

火星像地球那样有季节变化

冬去春回，寒来暑往

火星季节变化的特征

主要是两极冰盖大小的变化

夏季冰盖缩小，冬季冰盖扩大

第5篇

火星到底有没有水？

火星上有没有水

曾困绕人类很久很久

越来越多的研究表明

这里曾有过海洋、湖泊、河流、峡谷

而且不断有一些年轻的

可能的流水侵蚀痕迹被发现

例如冲沟和季节性斜坡纹线

但即使这是真的

那也是少量季节性的

不稳定的液态水

火星的地表

已经不可能有大量液态水存在

HiRISE相机在火星上牛顿陨石坑（41.6°S, 202.3°E）中不同时期的拍摄的照片显示出明显的流动痕迹，可能是液态水，但目前也有很大争议（来源：维基）

如果火星真的有稳定的液态水

那么最可能在火星南北极

火星极冠

是指火星南北极

有水冰及干冰覆盖的区域

厚达数公里

是火星上水冰重要储藏库

极冠的主要成分是水冰

也有少量干冰

水和二氧化碳借着升华与凝结

来往于极冠与火星大气之间

是现今火星气候重要的一环

火星南北两极地区永久冰帽图像 （a）北极冰帽；（b）体积相对较小的南极冰帽（资料来源：NASA/JPL/USGS）

NASA的一项研究表明

南极冠的冰假如全部融化

可覆盖整个星球

据说，水手峡谷的形成

便是大量水释出

造成的洪水刻蚀出众多的河谷地形

凤凰号挖到的两处水冰

2008年，凤凰号着着陆在北极

确认了那里的冰层内有水冰存在

后来还精确测定了这个冰盖的水冰含量

大约是格陵兰岛的30%

科学家们相信

火星的稳定液态水

最可能埋藏在南北极的冰盖之下

2018年7月

意大利航天局的科学家报告

他们在火星南极冰盖下发现了一个冰下湖

一直以来，我们认为

整个太阳系中除了地球之外都是沙漠

或许真的是我们错了

……

本次探测区域位于南极层状沉积层中（黑框区域）

第6篇

火星，我们来了

相对于月球

火星距我们更加遥远

要到达火星

我们必须借助地球的公转速度

沿着一条椭圆形的轨道

把自己“甩”到火星

这便是著名的霍曼转移轨道

就这样，至少也需要7个月

才能到达

霍曼转移轨道，由德国数学家沃尔特·霍曼发现并命名（制图@郑伯容/星球研究所）

到目前为止

火星是除了地球以外

人类了解最多的行星

已经有超过30枚探测器到达过火星

同时火星探测也充满了坎坷

大约三分之二的探测器

没有能够成功完成它们的使命

上世纪60年代

前苏联在10年间

共发射了9颗火星探测器

但无一例外全部失败

而美国

第二次发射就到达火星

并传回了21张照片

1975年美国海盗1号发回的一张自拍照

之后的10年

前苏联又一口气发射了7个探测器

尽管大多数都以失败告终

但火星3号着陆器

却成为了有史以来

第一个在火星表面着陆的探测器

虽然它仅仅火星上工作了大约20秒

在对火星的探测上

美国始终保持着辗压式的优势

人类获得的第一张火星表面彩照（美国维京一号探测器 1976-07-21）（图片来自Wikipedia@NASA/JPL）

“好奇号”火星探测器于2015年8月5日拍摄了这张低角度自拍照

后来

欧空局、日本、印度

相继加入

2020年7月

26个月一次的火星冲日再次来临

人类的火星探测又现高潮

这一次

中国来了

几乎同时启航的还有

有阿联酋的希望号

和美国的毅力号

2021年5月15日

我国天问一号火星探测器

降落在火星乌托邦平原

这一次

又将发现什么？

我们期待

……

来源：侠客地理

作者：李忠东

方志四川部分图片、音视频来自互联网，仅为传播更多信息。文章所含图片、音视频版权归原作者或媒体所有。

原标题：《【特稿】火星极简史》

阅读原文