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火星 火星的基本资料
火星是八大行星之一，按照距离太阳由近及远的次序为第四颗。肉眼看去，火星是一颗引人注目的火红色星，它缓慢地穿行于众星之间，在地球上看，它时而顺行时而逆行，而且亮度也常有变化，最暗时视星等为+1.5，最亮时比天狼星还亮得多，达到-2.9。由于火星荧荧如火，亮度经常变化，位置也不固定，所以中国古代称火星为“荧惑”。而在古罗马神话中，则把火星比喻为身披盔甲浑身是血的战神“玛尔斯”。在希腊神话中，火星同样被看做是战神“阿瑞斯”。有时火星也被称为“红色行星”。
质量 6.421e+23 kg
赤道半径 3,397.2 km
平均密度 3.94 gm/cm3
平均日距 227,940,000 km
自转周期 24.6229 小时
公转周期 686.98 天
赤道地表重力 3.72 m/sec2
赤道逃逸速度 5.02 km/sec
最低地表温度 -140 ℃
平均地表温度 -63 ℃
最高地表温度 20 ℃
大气压力 0.007 bars
大气组成 二氧化碳 95.32% 氮 2.7% 氩 1.5% 氧 0.13% 一氧化碳 0.07% 水 0.03% 其他 0.000291%
火星表面的土壤中含有大量氧化铁，由于长期受紫外线的照射，铁就生成了一层红色和黄色的氧化物。夸张一点说，火星就像一个生满了锈的世界。由于火星距离太阳比较远，所接收到的太阳辐射能只有地球的43％，因而地面平均温度大约比地球低30多摄氏度，昼夜温差可达上百摄氏度。在火星赤道附近，最高温度可达20℃左右。根据季节和地点不同，火星表面温度变化范围为零下８７摄氏度至零下５摄氏度。火星上也存在大气。其主要成份是二氧化碳，约占95％，还有极少量的一氧化碳和水汽。
火星比地球小，赤道半径为3395公里，是地球的一半， 体积不到地球的1/6，质量仅是地球的1/10。火星的内部和地球一样，也有核、幔、壳的结构。
火星的自转和地球十分相似，自转一周为24小时37分22.6秒。火星上的一昼夜比地球上的一昼夜稍长一点。火星公转一周约为687天，火星的一年约等于地球的两年。
火星的两极的冰冠与地球相似。冬天小，夏天大。
火星有两个卫星。靠近火星的一个叫火卫一，较远的一个叫火卫二。由于火星在希腊神话中被看做是战神阿瑞斯，所以天文学家以阿瑞斯的两个儿子——福波斯和德瑞斯命名它的两颗卫星。
火星上有明显的四季变化，这是它与地球最主要的相似之处。但除此之外，火星与地球相差就很大了。火星表面是一个荒凉的世界，空气中二氧化碳占了95%。浓厚的二氧化碳大气造成了金星上的高温，但在火星上情况却正好相反。火星大气十分稀薄，密度还不到地球大气的1%，因而根本无法保存热量。这导致火星表面温度极低，很少超过0℃，在夜晚，最低温度则可达到-123℃。
这是美国宇航局海盗号环绕器拍摄的火星全球照片。图中可以清晰地看到巨大的“水手谷”。水手谷长约4000公里，深度约8公里。(USGS)
火星被称为红色的行星，这是因为它表面布满了氧化物，因而呈现出铁锈红色。火星表面的大部分地区都是含有大量的红色氧化物的大沙漠，还有赭色的砾石地和凝固的熔岩流。火星上常常有猛烈的大风，大风扬起沙尘能形成可以覆盖火星全球的特大型沙尘暴。每次沙尘暴可持续数个星期。
火星两极的冰冠和火星大气中含有水份。从火星表面获得的探测数据证明，在远古时期，火星曾经有过液态的水，而且水量特别大。这些水在火星表面汇集成一个个大型湖泊，甚至是海洋。现在我们在火星表面可以看到的众多纵横交错的河床，可能就是当时经水流冲刷而成的。此外火星表面的许多水滴型“岛屿”也在向我们暗示这一点。
一直以来火星都以它与地球的相似而被认为有存在外星生命的可能。近期的科学研究表明目前还不能证明火星上存在生命，相反的，越来越多的迹象表明火星更象是一个荒芜死寂的世界。尽管如此，某些证据仍然向我们指出火星上可能曾经存在过生命。例如对在南极洲找到的一块来自火星的陨石的分析表明，这块石头中存在着一些类似细菌化石的管状结构。所有这些都继续使人们对火星生命的是否存在保持极大的兴趣。
1976年，美国海盗1号和海盗2号火星探测器首次成功登陆火星，传回了数万张照片。那次飞行没有找到火星上存在生命的证据。但是，美国地质学家舒尔策.马库赫却公布一份论文说，当时探测器可能事实上已经找到了火星生物，但是由于火星生物的形态与地球生态的形态截然不同，以至于人们根本没有意识到他们的存在，人类探测器向火星的土壤里倒水，这可能把火星上那些以另外一种细胞也存在的生命淹死。此外，人类探测器还加热了土星土壤， 这可能又把火星微生物给烤死了。
火星运河
运河是人工开凿的河道。如果承认火星上有运河，就等于承认火星上有智慧生命存在，这无疑是一个刺激人们兴趣的问题。
最早指出火星上有运河的，是意大利天文学家斯基阿帕雷利。他在1877年，利用火星近日点与地球会合的机会，用口径24厘米的望远镜观察火星，发现在火星的圆面上有些模糊不清的直线条，这些暗线把一个个暗斑连接起来。他经过继续 观察又发现，有的暗线宽达120公里，长4800公里，纵横交错，形成覆盖火星大陆的网络。并发现有两条暗线相互平行，还有季节变化。他还将自己的发现绘制成图表，公之于世。开 始，斯基阿帕雷利猜测这些暗线只是连接海湾的水道，并未说 明这是人工开凿的.运河，但到了19世纪80年代，他的发现引 起了人们的关注，有人把这些暗线说成是智慧生物开凿的运河，这个人就是美国的洛韦尔。
洛韦尔被斯基阿帕雷利的发现迷住了。为了观察火星，他自己出钱在亚利桑那州建了一个天文台。经过多年的观测，不但证实了斯基阿帕雷利的发现，还新发现了几百条新的河道，说火星表面像“蜘蛛网”一详。他还把自己的观测写成三本书:《火星》、《火星及其运河》、《火星—生命的住所》。他认为，因为火星表面空气非常稀薄而导致缺水，由冰雪组成的火星极冠到夏季开始融化，成为水源，火星上的水道，目的就是将极冠上的水引向干旱的热带地区，用以灌溉那里的田地。从这些水道看，都是到大陆的中央汇合在一起，显然是有目的地干的。其暗斑则是绿洲。
洛韦尔的理论引起了人们的极大兴趣，很快风靡世界。但是，洛韦尔的理论并不是一边倒的，也在不断地受到挑战。比如美国的巴约德就认为，火星上的暗线根本就不是直的，很不规则，并且是断开的，希腊的安东尼阿迪通过自己的观测，支持了巴纳德的观点，认为把火星上的暗线条说成是运河，纯粹是眼睛的错觉，“属于想像力过于丰富的人。”
由于上述观点的出现，关于火星人的神话逐渐消沉下来，美国的“水手”9号探测器进一步证明了火星运河的存在是虚假的。不过“水手”9号却有了意外的发现，那就是火星上有许多类似河床的地质构造，其位置与洛韦尔描绘的大相径庭。
有人把火星上的河床分成三类，经流河床、流出河床与侵蚀河床，与地球上的河床极为相似，他们分折，大约在很久很久以前，火星上曾经有过温暖的气候，它的上空有大气层，有降水量，保证了河流的存在。后来，“海盗”1号（1976）不但证实了火星上运河的存在，还证实了人工建筑的存在。
水手峡谷
太阳系最大的峡谷将火星的脸画出一道宽大的割痕。名为水手峡谷的雄伟山谷前后延展了超过3,000公里，最宽处超过600公里宽，而往下约刨了8公里深。相较之下，位于美国亚利桑那州的大峡谷约有800公里长，30公里宽，1.8公里深。尽管有个主要的假说认为，远在数十亿年前行星冷却时，一道裂缝后来演变成现今的峡谷，水手峡谷真实的成因还无法确定。最近我们已于此峡谷辨识出数种地质演化过程。
火星的地貌
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，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。
火星南北半球之间有着令人惊异的不同。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”，其中还有一些死火山。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。这些覆盖物均为较年轻的物质，可能源于火山或风化。
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。以地球表面的标准来看，火星表面的许多表面结构都算是巨型的。如火星上巨大的盾形火山比地球上的大得多。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550公里，高出周围地面27公里之多。还有类似这样的大型火山，位于长达2000公里的塔西斯高地，这一地区比周围的北半球平原高出10公里。火星的盾形火山在形状和结构上酷似夏威夷的盾形火山。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。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，最大的是海纳斯盆地，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。
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 4000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。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。
现在的火星是一个荒凉的世界，表面不存在液态水，但在火星表面有一些宽阔而弯曲的河床。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。卫星图片显示，大河床和它的支流系统结合，形成脉络分明的水道系统。同时具有呈泪滴状的岛、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。除此以外，还有许多明显为水冲刷的沟壑似乎也证明火星至少以前有过水。
火星为距太阳第四远，也是太阳系中第七大行星：
公转轨道: 离太阳227,940,000 千米 (1.52 天文单位)
行星直径: 6,794 千米
质量: 6.4219e23 千克
火星(希腊语: 阿瑞斯)被称为战神。这或许是由于它鲜红的颜色而得来的；火星有时被称为“红色行生”。（趣记：在希腊人之前，古罗马人曾把火星人微言轻农耕之神来供奉。而好侵略扩张的希腊人却把火星作为战争的象征）而月份三份的名字也是得自于火星。
火星在史前时代就已经为人类所知。由于它被认为是太阳系中人类最好的住所（除地球外），它受到科幻小说家们的喜爱。但可惜的是那条著名的被Lowell“看见”的“运河”以及其他一些什么的，都只是如Barsoomian公主们一样是虚构的。
第一次对火星的探测是由水手4号飞行器在1965年进行的。人们接连又作了几次尝试，包括1976年的两艘海盗号飞行器（左图）。此后，经过长达20年的间隙，在1997年的七月四日，火星探路者号终于成功地登上火星（右图）。
火星的轨道是显著的椭圆形。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30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（-55℃，-67华氏度），但却具有从冬天的140K（-133℃，-207华氏度）到夏日白天的将近300K（27℃，80华氏度）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，火星是具有最多各种有趣地形的固态表面行星。其中不乏一些壮观的地形：
－ 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（右图）；
－ Tharsis: 火星表面的一个巨大凸起，有大约4000千米宽，10千米高；
－ Valles Marineris: 深2至7千米，长为4000千米的峡谷群（标题下图）；
－ Hellas Planitia: 处于南半球，6000多米深，直径为2000千米的冲击环形山。
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。
在火星的南半球，有着与月球上相似的曲型的环状高地（左图）。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得而知（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。
火星的内部情况只是依靠它的表面情况资料和有关的大量数据来推断的。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。
如同水星和月球，火星也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。再加之地面的轻微引力，造成了Tharis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，可它看来从未有过任何板块运动。
火星上曾有过洪水，地面上也有一些小河道（右图），十分清楚地证明了许多地方曾受到侵蚀。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。但是这些东西看来只存在很短的时间，而且据估计距今也有大约四十亿年了。（Valles Marneris不是由流水通过而形成的。它是由于外壳的伸展和撞击，伴随着Tharsis凸起而生成的）。
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。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。
火星的那层薄薄的大气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％）组成的。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Olympus Mons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5K的温度，比我们所知道的金星和地球的少得多。
火星的两极永久地被固态二氧化碳（干冰）覆盖着。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（左图）。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（详细情况请看来自STScI站点）。
海盗号尝试过作实验去决定火星上是否有生命，结果是否定的。但乐观派们指出，只有两个小样本是合格的，并且又并非来自最好的地方。以后的火星探索者们将继续更多的实验。
一块小陨石（SNC陨石）被认为是来自于火星的。
1996年8月6日，戴维·朱开(David McKay) 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。（左图？）
如此惊人的结论，但它却没有使有外星人存在这一结论成立。自以戴维·朱开发表意见后，一些反对者的研究也被发布。但任何结论都应当“言之有理，言之有据”。在没有十分肯定宣布结论之前仍有许多事要做。
在火星的热带地区有很大一片引力微弱的地方。这是由火星全球勘测员在它进入火星轨道时所获得的意外发现。它们可能是早期外壳消失时所遣留下的。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。迈克·哈卫的行星寻找图表显示了火星以及其它行星在天空中的位置。越来越多的细节，越来越好的图表将被如星光灿烂这样的天文程序来发现和完成。
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