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第9章 充满神奇的火星

火星有战神之称,其表面是红色土层,远远望去如同一个红色球体,由于它发出特殊的红光而引人注目,中国古代称其为荧惑。望远镜发明以后,人类对火星进行了细致入微的观察,发现它有很多与地球相似的地方,所以一度被誉为天空中的小地球,它是地球的近邻之一。

火星看上去十分引人注目,它呈现出火红色,缓慢地穿行于众星之间,时而顺行时而逆行,亮度也随之有所变化,最亮时比天狼星还亮得多。按照离太阳的远近,火星是第四颗行星。由于火星如同熊熊燃烧的火焰,位置并不固定,亮度经常变化,所以中国古代将它称为“荧惑”,古罗马神话则把它比喻为身披盔甲的战神“玛尔斯”,希腊神话把它看成是战神“阿瑞斯”。

火星是生满了锈的世界,其表面的土壤中含有大量氧化铁,长期受到紫外线的照射后,会生成红色和黄色的氧化物。由于火星距离太阳比较远,接收到的太阳辐射能只有地球的43%,因而地面平均温度很低,比地球大约低了30℃,在其赤道的附近,最高温度可达20℃,昼夜温差可达100℃。火星上存在大气,其中二氧化碳占95%,还有一氧化碳和水汽等。

火星充满了神奇

通过天文望远镜,天文学家发现火星的两极呈白色,其气温都低于冰点,这些冰域被称为极冠。过去科学家认为,极冠是由水结成的冰组成的,这个观点在近期得到否认,极冠不是由水结成的冰组成的,而是由二氧化碳凝固的干冰组成。极冠的范围并不是固定不变的,它会随着季节的变化呈现出亮区和暗区的变化。一到冬季,火星极区的气温便会急剧下降,大气中的二氧化碳开始凝结,颜色逐渐变淡,极冠范围加大,北极可扩大到北纬65度,南极可扩大至南纬57度。一到夏季,冰雪开始融化,极冠的范围缩小了许多,暗区逐渐扩大和变暗,北极的极冠延伸到北纬80度,南极的极冠延伸到南纬84度。

火星位于地球轨道之外,它围绕太阳运行的轨道比地球大,火星绕太阳运行一周与地球的两年相等。这样每隔两年,地球和火星就要近距离接触一次。如果地球刚好处在太阳和火星的中间,也就是火星与太阳的黄经度相差180度时,就形成了我们所说的冲日,每隔两年多火星冲日就要发生。如果火星在过近日点附近时恰好为冲,这时它最接近地球,人们通常称这种情况为“大冲”。每隔十五年或十七年,就会发生火星大冲,它们总是在7月和9月之间发生。

火星现在已经发现的卫星有两颗,它们是火卫一和火卫二。1877年火星大冲发生时,美国天文学家霍尔发现了这两颗卫星。火卫自发现之日起,就引起了天文学家们的关注,它们在围绕火星公转的同时,也在进行自转,其公转周期与自转周期是同步的。“水手9”号探测器在对火卫进行考察之后,将它们的特写镜头拍摄下来,原来它们只是两块表面坑坑洼洼的大石头,看起来如同两个病马铃薯。火卫一和火卫二都在火星的赤道平面上运行,火卫一运行轨道的半径是9380千米,火卫二的是23500千米,相当于火星半径的2.8倍和6.9倍,它们的轨道与火星非常接近。

火星表面的土壤

由于陨星的袭击,火星表面形成了很多小坑,不过它最引人注目还是干涸的河床。河床在火星表面纵横交错,看起来非常壮观。火星的河床有数千条之多,其长度从数百千米到10000千米不等,宽度可达几千米到几十千米,它们集中在火星的赤道附近。科学家们根据火星上的河床推测出,现在干燥异常的火星曾经有过大量的水。奥林匹斯火山更为神奇,这个大火山口的直径为600千米,高度是地球上的最高峰珠穆朗玛峰的3倍。位于南半球的大峡谷水手谷是火星上最突出的地方,它由绵延5000米的峡谷组成,该谷宽500千米,深6000米,地球上任何峡谷所无法相比的。

经常观察火星的人都知道,在火星上可以看到黄色云,云的形状和大小是变化的,而且往往由大气低层流向高层,由局部流向广阔的区域去,有时甚至蔓延到整个火星表面,使火星变得昏暗和面目模糊,这就是所谓的火星大尘暴。地球上也经常发生尘暴,发生尘暴时飞沙走石,一切都蒙上了一层灰,但是地球上最大的尘暴也比不上火星的尘暴。据科学家们估计,火星大尘暴可以扬起超过100亿吨的尘埃。

火星尘暴发生的时间非常长,地球上的沙尘暴都不能与其相比。1971年8月是观测火星的最好时机,那年5月底,“水手9”号探测器带着探测火星的任务发射出去,它开始奔向探测目标,远在几千万千米之外的火星的气象条件开始看上去相当不错,探测器上路一个多月之后,地面观测发现火星出现了黄云,这表明那里开始刮起了大风,是即将出现大尘暴的迹象,星球表面变得昏暗和模糊起来。11月,“水手9”号探测器到达火星附近时,大尘暴已经蔓延到整个火星,其表面直到70~80千米的高空统统被尘埃笼罩。火星表面风尘滚滚,探测器除了看到风尘之外,什么也没有观测到。

在火星上看日落

火星上空气稀薄,昼夜的温差非常大。火星围绕太阳公转,其公转周期为687天,每隔687天,火星运行到轨道近日点时,太阳便直直地照射它,火星上的空气得到更多的热量,温差变化更大,空气更不稳定,热空气上升导致扬起尘埃。表面的尘埃上升到空中时,会吸收更多的热量,因而更会急剧上升。别的地方将空气迅速补充过来,形成了强劲的地面风,更多更大的尘粒被吹起来,尘暴的规模慢慢增大。尘暴就这样由小变大,向四面八方蔓延开去,形成罕见的大尘暴。

由于火星特殊的条件,它让人类充满了幻想,人类希望它能成为太空移民地。除了太空环境与地球环境格格不入之外,火星拥有与地球最接近的环境。火星的半径是地球的53%,体积是地球的15%,质量是地球的11%,表面重力是地球的38%。火星每24.63小时自转一圈,以25.2度的倾斜角绕太阳公转,公转的周期是687天,它有四季分明的气候,冬季最低温度为-125℃,夏季最高温度22℃,平均气温-63℃。火星上有稀薄的大气,其中95%是二氧化碳,另外3%是氮,大气密度是地球大气的1%。虽然这些自然条件与地球存在差距,对人类的居住也不是很适宜,但是和月球比起来,火星已经算得上是天堂。

四季分明的火星

科学家认为,火星上可能有水,因为其表面有水流过的痕迹,但是这些水现在已经不见踪影。这些水到底去了哪里?它们不可能全部消散到太空,有些以冰冻水的形式存在于两极和地表。现在美欧和日本在火星冲日前后时,会发射出火星探测器,以便找到火星上水的踪迹。如果在火星上找到水源,动植物就能在上面自由生长,火星将成为人类的另一个家园。

出于对火星的关注,人类编出了很多关于它的故事,其中有一个故事是这样的:古人给著名的天文学家写信,希望他用500个字来回答火星上是否有生命,这位古人得到的答复是125遍无人知道。在太阳系里,火星与地球最为类似,由于这个类似,地球人对它展开了孜孜不倦的探索。

16世纪—17世纪,天文学家谷对火星进行深入研究,试图弄清它是如何运行的。在第谷逝世之后,其弟子开普勒充分利用第谷留下的资料,破晓天体运行的规律,提出了著名的开普勒定律,并且猜测火星有两颗卫星。1887年,美国天文学家阿萨夫·霍尔发现了火星的两颗卫星,开普勒的猜测得到了证实,这两颗卫星的名字分别是福波斯和德莫斯,也就是古希腊神话中战神之子的名字。

17世纪,荷兰学者惠更斯利用望远镜对火星进行观察,描绘出了大面积的火星图。1666年,通过对火星上的地表特征进行研究,卡西尼计算出了火星的自转周期。在此之前,惠更斯已经知道火星自转周期与地球自转周期相差不大。1781年,英国天文学家威廉·赫歇耳推测出火星自转轴倾斜,精确测定倾斜角的结果是23度59分,这个倾斜角与地球十分接近,由此表明火星上也存在四季。由于火星四季分明,人类展开了在火星上生活的幻想,火星探测越来越频繁。

从1960年开始,人类对火星进行了详细的研究,先后向火星发射了30艘无人飞船,其成功率为40%。1960年10月10日,前苏联向火星发射了世界上第一艘无人飞船,但是它没有到达火星便失踪。到1988年为止,前苏联向火星发射了15艘无人飞船,其中有11次失败,只有4艘成功地到达火星,它们取得了少量数据。到1996年为止,俄罗斯向火星发射了13艘无人飞船,其中5艘没有取得什么成果,其余8艘均成功到达,并且取得了大量数据资料。“海盗1”号、“海盗2”号和“火星探路者”是这些飞船中的佼佼者,它们不仅测得了大量资源,而且在火星表面成功登陆。

1998年7月4日,日本发射了火星探测飞船,由于推进器的问题,该飞船到达火星的时间推迟了许多,它随后便围绕太阳运转,成了在太空长期漂泊的小行星。1999年,美国火星探测船接连两次失败,这给火星探索计划蒙上厚厚的阴影,美国政府甚至一度放弃对该计划的支持。美国宇航局在失败面前不气馁,投入2.9亿美元,花了整整三年时间,终于研制出“火星奥德赛”号探测飞船,该飞船的探测获得成功,人类对火星的探测从此更加活跃。

1楼昵称:简单美

火星上有哪些资源,它能成为人类的第二个家园吗?火星上面有人吗?

2楼昵称:凡人无忧

火星的密度和结构与地球类似,科学家对火星土壤的样品进行了化学分析,其各种化合物的含量为:氧化硅44.7%,氧化铁18.2%,氧化镁8.3%,氧化铝5.7%,氧化钙5.65%,氧化硫7.7%,氧化钛8%,氧化钾0.1%,还有含锌、锰、铜、钼等成分的物质。

3楼昵称:回忆录

人类自古以来就渴望登上火星,尤其是当今的科技飞速发展,人类渴望揭开火星神秘的面纱,经过几轮火星探测之后,人类已经了解了火星的部分情况。火星在很多方面与地球相似,将有可能成为以后的太空探测中转站,甚至成为人类的第二个家园。

4楼昵称:幻想天亮

火星是一个荒芜的世界,那里没有河流却遍布岩石,甚至没有液态的水。火星表面存在着干河床,这是自然作用的结果。科学家在来自火星的陨石中发现了微生物,如果这块陨石的确含有微生物,可以说明火星上曾经拥有生命,不过这些微生物可能来自地球。

意大利天文学家斯基阿帕雷利曾经对火星进行深入的观察和研究,他最早提出了火星上有运河的观点。1877年,斯基阿帕雷利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,发现火星表面有很多模糊不清的直线条,这些暗线连接着星球表面的暗斑,似乎存在某种规律。

斯基阿帕雷利经过继续观察之后发现,这些暗线并非普通的暗线,它们形成了覆盖火星大陆的网络。有的暗线宽120千米、长4800千米,其中有两条暗线相互平行,随着季节的变化,暗线还会产生变化。斯基阿帕雷利猜测这些暗线是连接海湾的水道,但他并没有说明这是人工开凿的运河。19世纪80年代,人们开始对斯基阿帕雷利的发现表示关注,美国的洛韦尔认为这些暗线是智能生物开凿的运河,这个全新的观点引起了世界的轰动。

斯基阿帕雷利的发现把洛韦尔深深迷住,为了观察火星,洛韦尔出钱在亚利桑那州建了天文台。经过多年持之以恒的观测,斯基阿帕雷利的发现得到了证实,洛韦尔发现了几百条新河道,火星表面在他的眼中如同蜘蛛网,到处都是纵横交错的人工运河。洛韦尔认为火星表面空气非常稀薄,这样就严重缺水,火星极冠由冰雪组成,它到了夏季便会开始融化,并且成为水源。为了将极冠上的水引向干旱的热带地区,火星上挖掘了很多水道,用以灌溉热带地区干旱的土地。这些水道汇合到大陆的中央,显然是有目的的活动,所以这些水道就是地球上的人工运河。