第1个回答 2007-03-26
Mars
太阳系九大行星之一，按离太阳由近及远的次序为第四颗，在天文学中,常以符号嗠表示。肉眼看去,火星是一颗引人注目的火红色星。它同地球的距离不断变化，因此它的亮度也不断变化：最暗时的视星等约为+1.5等；最亮时则达到-2.9等，比最亮的恒星天狼还亮得多。它在众恒星间的视位置也不断变化，时而顺行，时而逆行。由于它荧荧如火，亮度常有变化，位置又不固定，令人迷惑，所以中国古代又叫它“荧惑”；在古代罗马，因为它带有血红色，所以用战神玛尔斯(Mars)命名。火星比地球小，赤道半径为3,395公里，为地球的53％,体积为地球的15％,质量为地球的10.8％,表面重力加速度为地球的38％。火星有两个卫星，即火卫一和火卫二（见火星卫星）。
两、三个世纪以来，人们用望远镜对火星进行观测，获得许多有价值的资料。1964～1977年，美国对火星发射了“水手号”和“海盗号”两个系列共八个探测器。其中特别值得提出的是:1964年11月发射的“水手”4号经过火星附近时，拍摄了火星的照片，从而发现火星表面有不少象月球上那样的环形山；1971年11月“水手”9号对火星全部表面进行了高分辨率的照相,发现了火星上有巨大的火山、峡谷系和宽阔的河床；1976年7月和9月“海盗”1号、2号先后在火星表面软着陆，进行了多方面的探测活动，特别是进行了生物探测实验，结果表明，火星上大概不存在生命（见火星上的生命）。此外，苏联也于1962～1973年间多次发射“火星号”系列探测器研究火星及其周围空间,“火星”3号的登陆舱也实现了软着陆。所有这些探测大大丰富了人们对火星的认识。
公转和自转 火星在一个椭圆轨道上绕日公转，轨道面与黄道面的交角为1°9，轨道半长径约为1.524天文单位，轨道偏心率为 0.093。由于偏心率较大，火星的近日距和远日距相差4,200万公里。这就造成了火星冲日(见行星视运动)时同地球的距离有较大变化,图3说明1971～1999年火星“冲日”情况。图中外圈是火星轨道，内圈是地球轨道（并标出地球经过轨道不同部位时的月份）。从图中不难看出，火星与地球的距离同发生冲日的月份有关。最小距离是在 8月底，在这前后发生的冲叫作近日点冲或大冲，此时火星同地球的距离只有 5,600万公里左右。火星在轨道上运行一圈约687天，地球平均要经过780天（最少764天，最多806天左右）才与火星相冲一次。这样，相冲的点约16年在轨道上转一圈。这就是说，火星大冲大约每15年或17年发生一次。下次大冲将在1986年 7月10日发生。
火星自转的情况和地球十分相似，自转周期为24小时37分22.6秒，也就是说，火星上的一昼夜比地球上的一昼夜稍长。它的赤道面与轨道面的交角为23°59┡,也比地球的黄赤交角稍大。火星上也有四季变化，但每季约为地球上两季那样长。
大气 和地球相似，火星上也存在大气。在五十年代,柯伊伯等通过分光观测,确认火星大气的主要成分是二氧化碳，还有极少量的一氧化碳和水汽。根据火星探测器“海盗”1号的直接测定，火星表面的大气压为7.5毫巴，相当于地球上30～40公里高度处的大气压。火星大气的主要成分（约95％）是二氧化碳，有约 3％的氮，1～2％的氩，合起来约为0.1％的一氧化碳和氧,还有极少量的臭氧和氢，水汽的数量很少，随季节和位置而变化，平均约为大气总量的0.01％。如果火星大气中的水全部凝聚，也只能形成0.01％毫米厚的水膜覆盖整个火星表面。
和地球上相似,火星大气中也飘浮着云,但和地球上不同的是,火星大气中云的主要成分是二氧化碳和水。火星极区的冬季，大气温度低于二氧化碳的凝固点(150K)，因而形成覆盖极区的浓雾状的干冰云。经测定，极区的云中也有冰的成分。中纬度地区的冬季，温度(190K)也在冰点以下，水汽凝结，形成冰云。
在一些大的盾形火山附近，常常能观测到延伸几百公里的云。估计这是由于火星大气中的气流遇到高耸的环形山地形时被搅乱、上升，在膨胀时变冷所形成的凝固云。这种云都出现在大气中水蒸气增多的夏季。
尘暴是火星大气中独有的现象，其形状就像一种黄色的“云”。它是由火星低层大气中卷着尘粒的风构成的。大的尘暴在地面上用较大的望远镜就能观测到。局部的尘暴在火星上经常出现。因为火星大气密度不到地球的1％,风速必须大于每秒40～50米才能使表面上的尘粒移动，但一经吹动之后，即使风速较小，也能将尘粒带到高空。典型的尘暴中绝大部分尘粒估计直径约为10微米。最小的尘粒会被风带到50公里高空。大的尘暴多半发生在南半球的春末，当火星靠近近日点的时候。尘暴的发源地处在太阳直射的纬度线上，经常发生在海腊斯盆地以西几百公里的诺阿奇斯地区。中心尘云在最初几天慢慢扩展,然后很快蔓延开来,几星期内就完全覆盖南半球。特别大的尘暴还能扩展到北半球，进而掩盖整个行星。1971年的尘暴就是这样，它在9月开始,当“水手”9号在11月到达时,已经笼罩了整个火星。尘暴的起因看来与太阳的加热作用有关。火星过近日点时，太阳的加热作用大,引起大气温度的不稳定,从而产生最初扬起灰尘的扰动。然而，一旦尘粒到了空中，吸收了更多的太阳能,这种充满尘粒的空气就会比周围大气更热,因而急速上升。别处的空气又扑去填补它原来的位置，造成更强的地面风，形成更大的尘暴。尘暴范围和强度越来越大。当尘暴最终分布到整个火星范围时，火星上温差减小，风逐渐平息，尘粒就慢慢地从大气里沉降下来。沉降过程至少要几个星期，尘暴激烈时可持续几个月之久。几乎每个火星年都要发生一次这种大规模的尘暴。
表面 在望远镜中，火星呈现为一个明亮而模糊的微红色圆面。最引人注目的是，覆盖在两极地区的白色极冠(见火星极冠)，其大小随火星季节而变化。在较大的望远镜中，还可以观测到线度至少几百公里的明亮或黑暗区域：明亮而呈桔黄色的区域称为“大陆”，几乎占火星总面积的六分之五；黑暗区域称为“海洋”，其颜色常随季节变化。
火星表面的平均温度比地球低30℃以上。火星稀薄而干燥的大气使它表面的昼夜温差常常超过100℃,远大于地球上昼夜温差的幅度。火星的赤道附近，最高温度可达20℃左右(约在午后一小时)。到了夜间，由于火星大气保暖作用很差，表面温度很快下降，最低温度（在黎明前）在－80℃以下。火星两极地区温度更低，在漫长的极夜最低温度能降到-139℃。
火星表面大致被一个倾斜于赤道30°的大圆分开。南半部和北半部的表面结构差别很大。就火星的地质史来说,南半部比较古老,表面崎岖而密布环形山。这些环形山估计多半是在火星历史的早期（可能是最初的十亿年）形成的；北半部则以大的火山熔岩平原为特征，这些熔岩平原很象月球上的“海”，断断续续地点缀着一些死火山。北半部地势普遍比南半部低，环形山也比南半部少得多。火星表面的高低差别一般在 5～10公里左右。火星的沙漠部分被红色的硅酸盐、赤铁矿等铁的氧化物以及其他金属的化合物所覆盖，因而显出明亮的橙红色。
火星表面上的地理特征，主要有：
环形山和火山 和月面相比，火星上环形山的数量要少得多，环形山边缘坡度平缓（坡度都小于10°),不象月面环形山能投射出尖尖的影子，这表明环形山曾受到严重的侵蚀。环形山可以分为两种：火山成因的环形山和陨石撞击而成的环形山。火星上巨大的盾形火山比地球上的火山大得多。地球上夏威夷的冒纳罗亚和莫纳克亚两座火山加在一起直径约200公里，高出洋底9公里，而火星上最大的奥林匹斯火山直径约为600公里,高出周围地面26公里之多。例如火星的盾形火山在形状和结构上也酷似夏威夷的盾形火山。在各个盾形的顶端是一个环形山状的塌陷的破火山口的复合体，这些破火山口一度曾是熔岩的出口。熔岩沿着火山侧面流下，形成从中心向四面延伸的呈辐射状的地形。“水手” 9号探测器拍得的照片中有许多直径 100公里左右的处于不同保存状态的火山,它们分散在火星表面,大部分在北半球。至于由陨石撞击形成的环形山，最大的是海腊斯盆地，宽达1,600公里，深至少4公里。南半球有些地区环形山密度同月球上明亮的高地环形山区差不多，推测它们形成的年代也差不多，为40～45亿年。这些地区仍保留着古老的地表。北半球的大多数地区由于熔岩流的不断覆盖，古老的地表已不复存在。平原上的少数环形山是平原形成以后受陨石撞击的记录。
峡谷 火星表面上最引人注目的特征是位于赤道地区的巨大的峡谷。最大的一个是位于赤道以南的水手谷，它实际上是一系列峡谷，在赤道地区延伸 5,000多公里，比周围地面低6公里。峡谷壁通常十分陡峭,有明显的边界,并显示出陷落和山崩活动的迹象。如图4所示，一些错综复杂的较小的峡谷可能是地下冰融解和蒸发期间形成的，也可能是由风或水的侵蚀造成。较大峡谷的成因至今还不知道。
河床 现在的火星是一个荒凉的世界，表面不存在液态水。因而当“水手”探测器拍摄到宽阔而弯曲的河床时,人们自然感到极大的惊异。不过,这些河床与轰动一时的“运河”完全是两回事。这些干涸的河床，最长的约1,500公里,宽达60公里或更多。主要的大河床分布在赤道地区。图5中河床清晰可见,大河床和它的支流系统结合，形成脉络分明的水道系统。还可以观测到呈泪滴状的岛、沙洲和辫形花纹。支流几乎全都朝着下坡方向流去。这些河床同地球和月球上的熔岩河床不同，肯定是由比熔岩流更少粘滞性的液体造成的。这种液体估计就是水。今天的火星表面温度很低，大部分水作为地下冰保存下来，还有一部分被禁锢在永久的极冠之中。极稀薄的大气，使得冰在温度足够高时只能直接升华为水汽。自由流动的水看来是无法存在的。有人认为，在火星历史的早期，频繁的火山活动排出大量氨和甲烷等火山气体，这种浓厚的原始大气会产生很强的温室效应，从而使火星表面温暖起来，造成有水在河里流动的条件。后来火山活动减少，火山气体逐渐分解，其中的轻元素原子逃逸到星际空间，重元素原子同其他成分结合，火星大气变得稀薄、干燥、寒冷，火星表面就成为现在所看到的样子。也有人认为，在火星历史的早期，自转轴的倾斜度比现在更大，因而两极的极冠融化，大量二氧化碳进入大气，大量的水蒸发并凝成雨滴在赤道地区落下,形成河流。至于有些大的河床,估计是火山活动和地热融化了地下冰，出现大量的水冲刷火星表面而形成的。
内部结构 几个“水手号”探测器对火星重力场的精确测量表明，火星内部有如地球那样的核、幔、壳的结构。与地球不同的是，火星的核中含有硫，几乎全部的铁都成硫化铁，没有游离状态铁。估计火星的外壳由包含大量硅和铝以及少量镁的较轻的岩石组成，厚约50公里。在过去的地质时期,火星的壳和幔曾经熔化过,使较轻的物质漂浮在表面，同时造成我们现在观测到的熔岩平原和火山构造。估计火星幔与流体外核交界处的深度约1,100公里，而内外核的交界处的深度约为1,700公里。（见彩图）
一颗红色亮星。又称荧惑。以符号表示（见行星），视星等为＋1.5～－2.9等，它的轨道在地球之外，故有合 、冲、方照等的变化（见行星视运动）。当冲又恰逢火星在近日点附近则称大冲 ，此时距地球最近仅 5500 万千米 ，每隔15～17年有一次大冲。火星自转轴的倾角只比地球大半度 ，自转周期也仅差41分钟，因此日长与地球相差不大，并有四季之分，只是每季约有172天。火星有两颗卫星。
从地球上拍摄的火星照片
大气 火星大气较稀薄 ，表面气压仅7.5毫巴 ，相当于地球30～40千米高空处，大气的主要成分是二氧化碳（95％以上）、氮（3％） ，还有少量一氧化碳、氧、氢等 ，唯水汽极少 ，如全部凝结为水也仅4亿吨 ，覆盖火星表面仅能形成 0.01 毫米厚的水膜 。火星大气中几乎每年都会发生尘暴，大尘暴可以在几个月内笼罩整个火星表面，蔚为壮观。
表面 赤道的温度变化于 － 80 ～20℃ ，但其两极只有－70～－140℃ ，极地上的白色极冠会随季节变化。极冠中主要是干冰（固态二氧化碳），但也有相当水冰，总量达大气水分的100万倍 ，其他表面则不存在水 。1965年美国的水手4号首次获得了 火星表面环形山的照片 。1976年美国的海盗1号和海盗2号成功地降落于火星表面，获得了有关其大气、土壤、岩石的许多资料，发现其表面没有生命踪迹，沙漠的主要成分是赤铁矿和硅酸盐颗粒，土壤中则有许多含铁化合物，因而火星的天空是一片橙红。它的北半球比较平坦，南半球环形山较多 ，其中有 2座以中国古代天文学家的名字刘歆、李梵命名。火星上还有若干比地球上更大的死火山 ，著名的奥林匹斯山高达2.6万米，火山口直径达600千米。还有许多盆地和峡谷，赤道附近的水手谷绵延5000千米，最宽处宽200千米 ，最深处深6000米 。最奇特的是火星上有众多的干涸了的河床（与“运河”无关），它们纵横交叉，最大的有1500千米长、几十千米宽。关于河床的成因仍有两种观点：早期火山熔岩的遗迹和史前大江巨川的冲刷。
生命问题 自1877年意大利天文学家G.V.斯基亚帕雷利观测到火星表面上的交叉线条被认为是人工运河起，火星生命问题的激烈争论持续了近100年 。美国的 P.洛韦尔为此建造了天文台专门观测火星，他亲自描绘了许多火星运河分布图。苏联天文学家G.A.季霍夫则误把尘暴引起的火星表面颜色改变以为是火星植物的枯荣，而大讲“火星植物学”。尽管空间探测的资料已否定了火星生命的可能，但迄今仍有许多人在力图证明过去火星上存在某些生命。
1997年7月4日 ，美国“火星探路者”号飞船在火星顺利着陆。
火星是太阳系九大行星之一，按离太阳由近及远的次序排列为第四颗。在中国古代又称为“荧惑”。
[编辑]概述
因为它在夜空中看起来是血
红色的,所以在西方，以罗马神话中的战神玛尔斯(或希腊神话对应的阿瑞斯)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。
[编辑]物理特征
因为火星的火红色，炽热的神秘外表，总令人浮想联翩，吸引着人们。火星的-{表}-面面积只有
地球的四分之一，质量只有地球的1/10（因为它缺乏海洋，而火星乾燥土壤总量与地球土的总量实际大约相同）。
火星大气层很薄：-{表}-面风压是只有750Pa（平均为地球的大约0.75%）。火星上的大气层成分为95%的二氧化碳，3%的氮气，1.6%氢气，很少的氧气、水气、一氧化碳、氖、氪和氙等。2003年火星大冲时用地面望远镜也在其大气中发现了甲烷，2004年3月，火星奥德赛号快车确认了这一发现。甲烷的存在是很有趣的，因为这是种不稳定的气体，它一定现在在行星上（或者最近几百年内）存在某个不明来源。火山喷发，彗星撞击，还有以微生物形态存在的产烷生物的生命都有可能是其来源。虽然目前没有证据证明.
火星被一些人认为其上存在生命的人认为很重要，主要是由于当年珀西瓦尔·洛厄尔用小倍数望远镜观察到了火星运河，他宣称那些火星表面的痕迹显然是人工挖掘的运河，并认为一些地区亮度随季节而改变是由于植被生长引起。风靡大众的火星科幻中的火星人亦源于此。那些表面线条现在知道大部分并不真的存在，在一些情形中，那是古老的乾水道。火星表面颜色的改变则是因为发生火星沙暴。
2000年，学者们发现了一些来自火星的陨石包含了一些类似微化石结构，有人认为这可能是火星生命存在的证据。但直到2004年，争论的双方仍然没有没有任何一方占据上风。
[编辑]地形
火星南北半球的地形有著强烈的对比：北方是被溶岩填平的平原，南方则是曾受过多次撞击的古老高地。在地球所见到的火星表面，根据不同的
反照率而分为二种区域：布满尘埃和沙土的平原因为富含红色的氧化铁，而曾被幻想为火星上的「大洲」，例如：Arabia Terra（阿拉伯地）或 Amazonis Planitia（亚马孙盆地），而黑暗的部分曾被认为是海洋，因此有Mare Erythraeum，Mare Sirenum和Aurorae Sinus等名称。地球上能看见的最大的暗区叫「大流沙」。
火星外表呈现火红色，火星的直径相当于地球的半径。体积只有地球的15%。质量只有地球的11%。地表温度白天有28摄氏度，夜晚低至零下132摄氏度。
火星的两极包含冰状水和二氧化碳极冠。一个死亡的盾状火山：奥林帕斯山（Olympus Mons），它有27千米高，是太阳系里最高的山。它位于塔尔西斯高地（Tharsis）的西北。塔尔西斯高地包含三个大火山，从东北到西南为Ascraeus Mons，Pavonis Mons和Arsia Mons，他们几乎呈直线等距排列，可能原因是在一个火山完成后，热点的突然移动，再另一个地点新生一个火山，再反覆之（见夏威夷）。而这三个火山的连线几乎和Olympus-Pavonis连线成垂直。参见火星山脉列表。火星也有太阳系内最大的峡谷地貌：水手谷（Valles Marineris）或火星疤是一个4000千米长7千米深的大峡谷，是由地壳张裂造成的裂谷。火星上也有一系列的陨石坑。最大的为Hellas盆地（Hellas Planitia），它被淡红色砂子所覆盖。参见火星陨石坑列表.
其他特征：
零海拔：因为火星上没有海洋所以也就没有'海平面'，零海拔或平均重力表面必须人为确立。于是选择了大气压是610Pa（6.1mbar）的线作为0海拔线，那里的气压约为地球表面大气压的0.6%。
零度子午线：火星赤道是以它的自转确定，但火星的本初子午线是人为指定的，跟地球一样，选择是随意的，大家约定俗成。1830-32年，德国天文学家威廉 Beer和Johann Heinrich Mädler选择一个小圆形特征作参考点以制作火星的第一张系统地图。1877年被意大利天文学家Giovanni Schiaparelli采用作本初子午线。在1972年，水手9号测绘火星地貌后，沿着Beer和Mädler的线，兰德公司的Merton Davies在他建立一个地理控点网络后提出火星精确的0.0°经线定义：是一个位于Sinus Meridiani（'中湾'或'子午湾'）的这个小环形山（稍后被称为Airy-0）。
[编辑]
火星有两个
卫星，为火卫一(Phobos)与火卫二(Deimos)。Phobos和Deimos都和火星以潮汐力互相锁定,因此他们总是以一面对着火星。因为Phobos的公转绕轨道比火星自转更快，所以潮汐力会慢慢但稳定地减小它的轨道半径。未来,Phobos将会被万有引力所瓦解。(参见洛希极限)另一方面Deimos因为离火星足够远,所以它的轨道反而正在慢慢地被推进。
两颗卫星是在1877年被阿瑟夫·浩尔(Asaph Hall)发现的,被以希腊神话中的福波斯和德莫斯命名,Phobos和Deimos在古希腊神话里是战神玛尔斯的儿子.
从火星上看,Phobos的角直径大约12',Deimos角直径大约2'.而太阳的角直径大约是21'.