关于火星的信息
火星的轨道非常椭圆。所以,太阳照到的地方,近日点和远日点的温差将近160摄氏度。这对火星的气候影响很大。火星上的平均温度约为218K(开尔文,度-日,即从绝对零度-273.16℃(-55℃,-67℉),但距离冬季却有140k(-133℃,-2000℃)。虽然火星比地球小很多,但它的表面积相当于地球表面的陆地面积。
除了地球,火星是一个固体表面行星,具有最有趣的地形。这里有一些壮观的地形:
-奥林匹斯山:它距离地球表面24公里(78000英尺),是太阳系中最大的山脉。它的底座直径超过500公里,周围是高达6公里(20000英尺)的悬崖(右图);
-塔尔西斯(Tharsis):火星表面的一个巨大凸起,宽约4000公里,高10公里;
-水手谷(Valles Marineris):深度2至7公里、长度4000公里的峡谷群(标题如下);
-Hellas Planitia:南半球深度超过6000米,直径2000公里的撞击坑。
火星表面有许多古老的环形山。但是也有许多新形成的山谷、山脊、丘陵和平原。
在火星南半球,有一个类似月球上的弯曲环形高地(左图)。相反,它的北半球大部分由新形成的低层平原组成。这些平原的形成过程非常复杂。南北边界有数公里的巨大高度变化。南北巨大差异和边境地区高度剧变的原因目前还不得而知(有人推测这是由于火星外天体增多的瞬间产生的巨大作用力)。最近,一些科学家开始怀疑那些陡峭的山是否在它们原来的地方。这个疑问将由“火星环球探测者”来解答。
火星的内部情况仅仅是通过它的表面信息和大量相关数据推断出来的。一般认为其核心由半径为1700 km的高密度物质组成;包裹着一层熔岩,比地球的地幔还厚;最外层是一层薄壳。与其他固体行星相比,火星的密度较低,这表明火星核心的铁(镁和硫化铁)可能含有更多的硫。
像水星和月球一样,火星缺乏活跃的板块运动;没有迹象表明火星上发生过地壳平移活动,可以造成像地球这么多褶皱的山脉。因为没有横向运动,地壳下的巨型热区相对于地面是静止的。再加上地面轻微的压力,造成了塔里斯隆起和巨大的火山。但是,最近人们并没有发现火山活动的迹象。虽然火星可能有过许多火山运动,但似乎从未有过任何板块运动。
火星上出现过洪水,地面上也出现过一些小河流,这清楚地证明了很多地方被侵蚀过。在过去,火星表面有干净的水,甚至可能有大湖和海洋。但由于火星引力小,水蒸发成气体,这些东西只存在了很短的时间,估计在40亿年前左右。(巴雷斯·马内里不是由流水形成的。它是由于炮弹的伸展和撞击而产生的,并伴有塔尔西斯隆起)。
在火星早期,它和地球非常相似。和地球一样,火星上几乎所有的二氧化碳都转化成了碳质岩石。然而,由于缺乏地球的板块运动,火星无法将二氧化碳再次回收到其大气层中,因此无法产生显著的温室效应。因此,即使被拉到与地球距离太阳相同的距离,火星表面的温度仍然比地球冷得多。
火星稀薄的大气主要由二氧化碳(95.3%)、氮气(2.7%)、氩气(1.6%)和微量氧气(0.15%)以及水蒸气(0.03%)组成。火星表面的平均大气压只有7毫巴左右(不到地球上的1%),但随着高度的变化而变化,盆地最深处高达9毫巴,而奥林匹斯山顶只有1毫巴。但这也足以支撑偶尔席卷整个地球的飓风和大风暴。虽然火星稀薄的大气也会造成温室效应,但那些只能使地表温度升高5℃的,比我们所知道的金星和地球要少得多。
火星的两极被固态二氧化碳(干冰)永久覆盖。这个冰盖的结构是层状的,是由冰层交替重叠和二氧化碳层变化形成的。北方的夏天,二氧化碳完全升华,剩下的是冰水层。由于南方的二氧化碳从未完全消失,我们无法得知南方(左图)的冰层下是否有冰层。这种现象的原因不明,但可能是火星赤道面与其轨道之间的角度长期变化导致气候变化。也许在火星表面下更深处有水。这种由季节变化引起的极地覆盖的变化使火星的压力改变了约25%(由海盗号测量)。