火星怎么形成的?火星原来什么样?火星以后会怎样?.

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火星怎么形成的?
火星原来什么样?火星以后会怎样?.

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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.