太陽系中的火星

□ 劉家桐 聞新

火星在哪里？

火星是太陽系中從內到外的第四顆行星，與太陽的平均距離是2.28億千米。天文學家將火星定義為 “內行星”中最外面的一顆，另外三顆內行星分別為水星、金星和地球。

在火星和木星軌道之間是小行星帶，這些主要由巖石組成的小行星數以百萬計，構成幾條環繞太陽運行的巨大的環。

由于火星和地球在其空間軌道中所處的位置的不同，它們時而靠近，時而遠離，大約每26個月，火星與地球接近一次，最近的相對距離約為5450萬千米，最遠的相對距離約為4.01億千米。美國航宇局曾在火星與地球相對距離最近的時刻發射一顆飛船，飛到火星附近只需要6個月的時間。

火星在太陽系中的位置 地球和火星的軌道

火星外貌

我們從在地球上用肉眼觀察火星，火星是一顆明亮的、略帶紅色的星星。如果使用天文望遠鏡觀察火星時，火星比其他行星看起來更像地球，當然，從太空中看，地球是藍色的，因為海洋使地球看起來是蔚藍的。火星幾乎是紅色的，它的紅色主要來源于鐵銹紅——火星土壤中富含氧化鐵的礦物質。

當然，火星上也有許多比較暗的灰綠色斑塊，這些斑塊其實是分布在火星上的裸露巖石區域。有時，這些區域看上去會改變大小。因為這些區域可能被紅色的火星灰塵覆蓋，而覆蓋程度在不斷變化中。

像地球一樣，火星的南北兩極也有白色的冰蓋。這兩個冰蓋的尺寸會隨著火星氣候的變化而變化。同樣，火星的天空中也有白云，只是它比地球上的云稀薄了許多。當使用望遠鏡觀察火星時，你會看到飄蕩在火星表面的纖細的云。

鐵銹紅色的火星

火星的結構

火星的外部包裹著一層粗厚的巖石外殼，在這層外殼之下是熾熱的地幔，它的溫度極高，以至于其中的部分巖石都有可能熔化。在地幔以下，也就是火星的中央，是一個巨大的金屬核心。火星的核心主要由鐵構成，當然它也含有其他化學元素。

1996年11月7日，美國向火星發射了攜帶有觀測和記錄設備的“火星環球觀測者”探測器。這使美國航宇局得以探究有關火星表面及其內部的很多奧秘。探測器傳回的資料顯示，火星的核有可能像地球一樣部分處于熔融狀態。地核內部的液態金屬是導電的，它使地球擁有磁場，但令科學家困惑的是火星本身好像沒有磁場。

火星的結構

火星的大氣層

火星被一層密度只相當于地球大氣密度百分之一的大氣層所包裹。一般的行星大氣層在行星表面產生的壓強很大。但在火星表面的氣壓比地球上高空的氣壓還小。

火星大氣的主要成分是二氧化碳。美國的“水手4”號和“海盜”號探測器發現火星大氣中還有少量其他化學物質的存在。

由干冰（固態二氧化碳）和固態水組成的云經常出現在火星的天空上。由著陸在火星上的探測器拍攝的照片顯示，火星的天空經常是淺桃紅色的，這是因為含有紅色微粒的火星塵土被火星上的風吹到了火星大氣層中。

火星大氣層

火星上的氣候是怎樣呢？

火星是一個比地球冷得多的星球。其表面的平均溫度約為-60℃。在火星兩極的冬天，溫度可低至-125℃。在赤道附近，溫度約為20℃。

當火星上溫度最低時，火星大氣中的水將結冰。然后，形成霜、霧等。在火星的兩極有時會下鱗片狀的由干冰構成的雪。因為火星上太冷以至于液態水很難存在，所以火星上不會下雨。

在火星表面會有速度約每小時10千米的風吹過。但是曾有探測器記錄到火星表面刮起過速度達每小時90千米的狂風。酷似龍卷風的火星旋風會吹起紅色的火星沙塵，甚至把整個火星表面覆蓋上一層毯子似的沙塵。

火星天氣良好（圖左）和發生全球性沙塵暴（圖右）

火星有多大呢？

無論是質量還是體積，與太陽系其他行星相比，火星算是一個相當小的行星。火星只比水星略大,而比金星、地球、木星、土星、天王星和海王星都要小。火星的赤道直徑為6794千米，而地球的赤道直徑為12756千米。火星的質量和密度也比地球小。

火星上的引力大約只有地球上的38%，如果你在地球上體重是100磅，那么你在火星上的重量大約是38磅，同時，你在火星上能比在地球上跳得高得多。

地球與火星的比較

火星的表面

火星有一個可以支撐你站立在上面的堅固表面。不過有趣的是火星南北半球的表面是截然不同的。

火星的北半球看起來很像地球上一些沙漠的平原。這些平原起源于很久以前流水及火山巖漿的沖刷。而火星的南半球有很多山脈，環形山也很多。多數環形山形成于幾十億年前的隕石對火星表面的撞擊。

火星上有很多火山，其中某些火山還是太陽系中最大的幾座火山。就像地球上夏威夷群島的“盾狀火山”一樣，這些火山都非常寬，擁有非常長的斜坡。同時，火星還擁有太陽系中最長最深的峽谷。

火星的表面常覆蓋著蜿蜒曲折的河道。它們看起來像是干涸的河床。而在火星的南北極，則像地球一樣常年覆蓋著白皚皚的冰蓋。

火星表面真實情況

火星的公轉和自轉

太陽的引力促使火星以每秒24千米的速度環繞太陽運動。這一速度比地球每秒30千米的公轉速度慢。因為火星的軌道半徑比地球的大，所以火星上的一年相當于地球上的687天，這也是火星繞日公轉一周所用的時間。

火星的軌道是橢圓形的，火星近日點距離太陽約2.07億千米，遠日點距離太陽約2.49億千米。火星繞其自轉軸自轉一圈約24小時37分鐘。

火星的運行軌道

下期預告

2008年，美國航宇局“火星偵察軌道探測器”發現了碳酸鹽痕跡，與在隕石中已經發現的痕跡類似。在下期名為“火星的巖石地貌”的文章中將一一為您解讀：火星大峽谷、火星的火山口、火星的季節、火星的河床……