火星
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火星是太阳系八大行星之一，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。英文裡前綴areo-指的就是火星。 [编辑] 物理特征火星的直徑相当于地球的半徑，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%。 [编辑] 觀測因為火星的火红色，炽热的神秘外表，总令人浮想联翩，自古就吸引着人们，而希臘文明更是冠之以戰神之名。不過此時人們觀測火星的目的就如同其他天體般，大部分是為了占星，而真正為了科學目的的是在十七世紀之後，例如克卜勒在提出行星運動定律時就是依據第谷對於火星運行的大量而精密的觀測資料。 
自從望遠鏡發明後，開始有更進一步的觀測。第一個將望遠鏡往天上瞧的伽利略所見之火星只是一個橘紅小點，而隨著望遠鏡的發展，觀測者開始辨別到一些明暗特徵，而惠更斯依此測出火星自轉週期約為24.6小時，他亦為首次紀錄南極冠的人。而一開始大家各自觀測，意見亦不一致，命名也未統一（例如用繪製者命名）。不過後來義大利的喬瓦尼·夏帕雷里（Giovanni Schiaparelli）統合了各家說法而繪製了一個較可信的地圖，而命名取自地中海、中東等的地名和聖經等作為來源，而其餘則依照舊有的觀念：暗區被認為是湖（lacus）海（mare）等水體，如太陽湖（Solis Lacus——Lake of the Sun）、塞壬海（Mare Sirenum——the Sea of Sirens）、最明顯暗大三角——大塞地斯（Syrtis Major）；而亮區則是陸地，如亞馬遜（Amazonis），而這個命名系統也延續下來。 當時，斯加帕雷里和同期觀測者一樣，觀察到了火星表面似乎有一些從暗區延伸出的細線，因為對於暗區是水體的傳統，他把這些細線命名為水道（canali），不過後來就被曲解了。 後來由於觀察到暗區會在冬季時縮小、夏季時擴張，有人提出暗區是植物覆蓋、而暗區的擴大縮小則是消長所引起的，改變以往認為暗區是海洋的說法。 帕西瓦爾·羅威爾（Percival Lowell）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消长引起。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，那是古老的乾水道或峽谷。火星表面颜色的改变则是因为发生火星塵暴。 
[编辑] 地理不像水星隕石坑遍佈，火星多了更多樣的地形，有高山、平原、峽谷，但由於重力較小等因素，火星亦有很不同的地方。南北半球的地形有著強烈的對比：北方是被熔岩填平的低原，南方則是充滿隕石坑的古老高地，而兩者之間以明顯的斜坡分隔；火山地形穿插其中，流水侵蝕而成的眾多峽谷亦分布各地，南北極則有以乾冰和水冰組成的極冠，風成沙丘亦廣布整個星球。而除此之外，火星更有很多耐人尋味的地形景觀。 [编辑] 火山火星的火山和地球的不太一樣，除了重力較小使山能長的很高之外，缺乏明顯的板塊運動，使火山分布是以熱點為主，不像地球有火環的構造。火星的火山主要分布於塔爾西斯高原（Tharsis Bulge）、埃律西姆地區和零星分布於南方高原上，例如希臘平原東北的泰瑞納山（Tyrrhena Patera）。 在西半球的塔爾西斯高原高約14公里，伴隨著盛行火山作用的遺跡，其中五座大火山皆為盾狀火山，包括太陽系最高的奥林帕斯山，有21.287公里高，550公里寬。其他四座包括艾斯克雷爾斯山（Ascraeus Mons）、帕弗尼斯山（Pavonis Mons）、阿爾西亞山（Arsia Mons）和亞拔山（Alba Patera）──以體積和1600公里的直徑來看是太陽系最大的山。在大火山之間亦散佈著零星的小火山。 在火星的另一端還有一個較小的火山群，以14.127公里高的埃律西姆山（Elysium Mons）為主體，北南各有較矮的赫克提斯山（Hecates Tholus）和歐伯山（Albor Tholus）。 [编辑] 峽谷、河谷在塔爾西斯高地東部有太阳系内最大的峡谷地貌：水手谷（Valles Marineris）是一個4000公里长7公里深、複雜的大峡谷，是塔爾西斯高原形成時地殼張裂而形成。西起諾克提斯迷宮（Noctis Labyrinthus）、東經大片混沌地形（Choas）再轉北入克里斯平原（Chryse Planitia）。而克里斯低原更有數條峽谷（或河谷）「流入」，如卡塞峽谷（Kasei Valles），而各峽谷末端常有淚珠狀「島嶼」——也就是水流侵蝕的地形。 [编辑] 北方低原Vastitas Boreals就是北方大平原的意思，其中還包含許多小平原，而有些幾乎成圓形，如伊希地平原（Isidis Planitia），而被認為是隕石撞擊的痕跡，因此也有整個北方平原是一個大撞擊所產生的說法。 [编辑] 南方高原南方高原上有大量的隕石坑。希臘平原（Hellas Planitia）最大，它被淺色砂子所覆盖，位在東南半球。第二大的隕石坑為阿爾及爾平原（Argyre Planitia）則位於水手谷尾端南方。 
[编辑] 兩極地區火星的两极包含冰状水和二氧化碳极冠。 [编辑] 名詞解釋地形或地表特徵用語：由於火星地形或地表特徵用語是採拉丁文（除了地球，太陽系星體皆是），因此列出常用的供中譯對照：（或參考原文[1]）
地表地形與明暗特徵用語
火星地名列表 国际天文学联合会的行星系命名工作组对火星表面地貌的命名负责。 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。于是选择了平均大气压是610帕（6.1毫巴）的等壓线作为零海拔线，那里的氣壓约為地球表面大气压的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喬瓦尼·夏帕雷里採用作本初子午线。在1972年，水手9号测绘火星地貌後，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：是一个位于子午湾（Sinus Meridiani，或子午線平原（Meridiani Planum））的小隕石坑（稍后被称为Airy-0）。 [编辑] 地質[编辑] 分層結構科學家對於火星分層推斷，無法像地球一樣是以震波推測，而主要是依據既有經驗和火星密度來推測，分為三層：地核、地函、地殼。 [编辑] 地質年代科學家對於火星地表年齡的判斷不像在地球那樣，因為目前只能靠探測照片推定而非實地考察，因此科學家提出一個方法：依照一地的隕石坑密度來估算地表年齡，例如
舉例來說，月球高地隕石坑普遍密佈，可以推斷她地表年代久遠（44億至38億年前）；而反觀月海，隕石坑小而稀，因此較年輕（38億至32億年前）。而火星南方高地因隕石坑密布，故較古老；而平坦的北方低原則較年輕。依照這個方法，科學家把火星地質年代分為三個階段：
[编辑] 大氣火星大气层很薄，表面平均氣压是只有7.5毫巴（约为地球的0.75%）。成分为95%的二氧化碳，3%的氮气，1.6%氢气，很少的氧气、水氣、一氧化碳、氖、氪和氙等，亦充滿著很多塵埃。地表温度白天可達28℃，夜晚可低至-132℃，平均-57℃。雖然二氧化碳量是地球之數倍，但因缺乏水氣，所以溫室效應只有10℃[2]，比地球的33℃低。
依據氣溫變化，火星大氣可分為三層：低層大氣、中層大氣、高層大氣（熱氣層）、逸散層。[3] [编辑] 氣候由於火星的自轉軸有明顯傾斜，亦有明顯的四季變化，不過一季約為地球的兩倍長。另一不同於地球的是，火星的軌道離心率比地球大，就是火星近日點、遠日點的差別較大，當位於近日點時，南半球處夏季，比北半球遠日點夏季所造成的升溫更強，而北半球的冬天亦比南半球的冬天冷。
火星大氣環流主要為單胞環流，由赤道相對熱空氣上升，漂至極區下沉，再沿地面回到赤道。另外，在火星的夏半球，極冠的二氧化碳昇華進入大氣，使氣壓升高；而冬半球由於二氧化碳凝華，氣壓下降，由於進出大氣的二氧化碳量高達25%，造成南北壓力差，空氣便傾向由高壓的夏半球流向低壓的冬半球，形成另一依季節而變向的環流。因此火星的天氣系統趨向成為全球性的，例如塵暴。[4] [编辑] 塵暴由於火星氣壓低，當太陽甫照地表時，大氣便能快速增加動能，風速大，加上低重力，塵埃很容易被捲入空中。而就在南半球春夏季時，增溫快，易形成強烈的風，捲起的狂沙再加強增溫，風速更快，終於形成塵暴，從太空可看到一片褐色塵雲旋轉、移動。而這些區域性塵暴有些甚至發展成全球性塵暴，將整個星球籠罩在橘霧之下。水手9號到達火星的時候，火星被全球性塵暴遮住而無法觀測。
地球乾燥沙漠地常發生，在火星也一樣常見。塵捲風（dust devils）宛如迷你形龍捲風，當地表被加熱時，上方空氣變上升、旋轉，挾帶砂石，在地表上游走，在經過的地方因為把上層淺沙帶走，留下深色軌跡。 
[编辑] 雲火星的雲不像地球那麼多又較厚實，由於冷、乾、氣壓低，火星的雲通常不多且薄，有些是水冰構成，有些是乾冰構成，如果參雜沙塵則由白色變成黃色的黃雲，另外一些常見的雲，如：塔爾西斯山區和埃律西姆山區的山雲、哈伯太空望遠鏡中常見的赤道雲、火星邊緣的藍色雲靄等。[1] [编辑] 甲烷的發現2003年火星大衝時用地面望远镜在其大气中发现了甲烷。2004年3月，火星奥德赛号确认了这一发现。甲烷的存在是很有趣的，因为这是种不稳定的气体，容易被強烈紫外線分解為自由的碳與氫，因此现在（或者最近几百年内）在火星上一定存在某个不明来源，火山作用，彗星或小行星撞击，还有甲烷古菌都有可能。[5] [2] [编辑] 火星衛星
火星有两个衞星，为火衞一(Phobos)与火衞二(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。 两颗衞星是在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'. [编辑] 火星探测
自1964~1977年的13年間，美國共發射8個火星探測器，有的繞火星運轉，有的在火星著陸。對火星進行了全面的考察，並繪製了火星地面圖。 许多空间飞行器，包括许多人造卫星、登陆舱和漫游器，已经被苏联、美国、欧洲和日本发射向火星用以研究行星的表面、大气、和地理。大约三分之二去往火星的空间飞行器在计划未完成或是刚刚开始时便出现问题而因此导致任务失败。 因为火星的位置，和其他很多种原因，火星是人类宇宙探索中（除了地球外）最了解的行星。 [编辑] 火星生命
2000年，一块火星陨石是美国于南极洲发现，编号为ALH84001的碳酸盐陨石。美国国家航空航天局声称在这块陨石上发现了一些类似微體化石结构，有人认为这可能是火星生命存在的证据，但有人認為這只是自然生成的礦物晶體。但直到2004年，争论的双方仍然没有没有任何一方占据上风。 有证据建议火星曾比今日更适于生命的存在，但生命到底在火星上是否真正存在过还不能给出确切的结论。某些研究者认为源自火星的ALH84001陨石有过去生命活动的证据，但这一看法至今尚未得到公认。另有反对的观点认为，自从该陨石几十亿年前产生以来，它从未长期处于液态水存在的温度下（因而不会曾有生命活动）。 维京号（或海盗号）Viking probes曾做实验检测火星土壤中可能存在的微生物。实验限于维京号的着陆点并给出了阳性的结果，但随后即被许多科学家所否定。这是正在進行中的爭議。现存生物活动也是火星大气中存在微量甲烷的解释之一，但通常人们更认同其它与生命无关的解释。 将来人类若对外星殖民，由于火星的友善条件（同其他行星相比，火星最像地球），它很可能是我们的首选地点。 [编辑] 改造火星有些人认为火星的环境可以被改造成類似地球的样子，而這個過程稱為地球化（Terraforming），主要是為了未來暴增人口的移民。可以有以下幾個方法：
在進行融化地下層時，雖然上層凍土的重量會把下面融解的液態水擠到地表，但是地層會下陷，而且結成的冰會增加地表的反照率，加上昇華至大氣的水，都會改變氣候，因此這些因素都要考慮進去。 另外，來自太空的輻射。雖然可以用太空的反射鏡處理，但是這些鏡子是非常脆弱的。不過隨著大氣逐漸增厚，問題就小多了。最根本的辦法就是到地核去啟動火星的磁場，抵抗太陽風和宇宙射線。但是這需要大量的能量，需要的技術還得再加強，況且地磁的成因都還尚未明瞭。 改造火星一般估計皆要花非常長的時間（例如千年），不過在動工之前，人類應完整而仔細的審視這星球的一切，並且設立保護區與開發限制，因為只要一開工，保存久遠的地質資料和景觀可能因為加速侵蝕而造成破壞，例如位於極冠中的沉積資料可能會消失，是後悔都來不及的。
[编辑] 不同文化中的火星[编辑] 古埃及[编辑] 印第安[编辑] 中国古人觀測火星時，認為火星在位置上及亮度上都常變不定，故又稱「熒惑」，在星占學上象徵殘、疾、喪、飢、兵等惡象。「熒惑守心」是火星留守在「心宿」（天蠍座）的天文現象，「心宿」主要是有三顆星，中間這顆最亮，代表皇帝，旁邊的兩顆代表太子、庶子，「熒惑守心」是一個很罕見的天象，被認為是最不祥，可能出現兩種結果一是皇帝駕崩，或是宰相下台。西漢成帝綏和二年（7年），天文台觀測到了「熒惑守心」的天象，宰相翟方進被漢成帝賜了毒酒自殺。翟方進死沒幾天，漢成帝突然暴斃[3]，王莽後來稱帝，翟方進之子翟義起兵反王莽。中国史籍中記載“荧惑守心”记录共二十三次，中國历史上所有实际发生过的“荧惑守心”天象共三十八次[4]。 [编辑] 相关文章
[编辑] 宗教[编辑] 注釋與參考文獻
[编辑] 外部链接
Microscopic rock forms indicating past signs of water taken by MER-B
[编辑] 火星上的水
[编辑] 火星探索
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