火星

外观

火星是一个陆地行星，由岩石构成。那里的地面是红色的，因为岩石和灰尘中含有氧化铁（铁锈）。该星球的大气层非常稀薄。它主要是二氧化碳，还有一些氩气和氮气以及包括氧气在内的少量其他气体。火星上的温度比地球上要低，因为它离太阳更远，有更少的空气来保持热量。南北两极有水冰和冷冻的二氧化碳。现在火星表面没有任何液态水，但表面上的径流迹象可能是由水造成的。

地球地壳的平均厚度约为50公里（31英里），最大厚度为125公里（78英里）。

月亮

火星有两颗小卫星，叫做火卫一和火卫二。

火星探路者拍摄的到处是岩石的表面

自然地理学

旋转

火星的一天被称为sol，比地球的一天稍长。火星的自转时间为24小时37分钟。它在一个倾斜的轴上旋转，就像地球一样，所以它有四个不同的季节。在太阳系的所有行星中，火星的季节是最像地球的，因为它们的轴线倾斜度相似。火星季节的长度几乎是地球的两倍，因为火星与太阳的距离更大，导致火星年几乎是两个地球年的长度。

火星表面的温度从最低的约-143℃（-225°F）（在冬季的极地）到最高的35℃（95°F）（在赤道夏季）不等。温差大的主要原因是大气层稀薄，不能储存大量的太阳热量。这颗行星离太阳的距离也是地球的1.52倍，导致太阳光量只有地球的43%。

水

2015年的一份报告说，火星表面的黑暗条纹是受水的影响。

由于火星的大气压力低，液态水不可能存在于火星表面（没有足够的空气来容纳它），除了在最低海拔地区有短暂的时间。两个极地冰盖似乎主要由冰冻的水构成。南极冰盖中的冰量，如果融化，将足以覆盖整个地球表面11米深。一个永久冻土地幔从极地延伸到约60°的纬度。

由无人驾驶任务收集的地质证据表明，火星的表面曾经有很多液态水。2005年，雷达数据显示，在两极和中纬度地区存在大量的水冰。2007年3月，火星探测器 "精神号 "对含有水分子的化合物进行了采样。2008年7月，凤凰号登陆器在火星浅层土壤中发现了水冰。在火星上看到的地貌强烈地表明，液态水在某个时期存在于这个星球的表面。大面积的地面被刮擦和侵蚀。

极冠

火星有两个永久性的极地冰盖。在一个极地的冬季，它处于持续的黑暗中，使表面变冷，导致25-30%的大气沉积成CO ₂冰（干冰）的板块。当两极再次暴露在阳光下时，冰冻的CO₂ 升华（变成蒸汽），产生巨大的风，以每小时400公里的速度扫过两极。每个季节，这都会移动大量的尘埃和水蒸气，产生类似地球的霜冻和大型卷云和沙尘暴。2004年，"机遇 "号探测器拍摄到了水冰云。

两极的极冠主要由水冰组成。

气氛

火星的大气层非常稀薄，几乎没有氧气（大部分是二氧化碳）。因为有大气层，不管它有多薄，当太阳升起和落下时，天空确实会改变颜色。火星大气层中的灰尘使火星的夕阳有些发蓝。火星的大气层太薄，无法保护火星不受流星的伤害，这就是为什么火星上有那么多陨石坑。

陨石坑

在行星形成之后，所有行星都经历了 "晚期重击"。大约60%的火星表面显示了那个时代的撞击记录。剩下的大部分表面可能是躺在那些事件造成的巨大的撞击盆地上。有证据表明，在火星的北半球有一个巨大的撞击盆地，跨度为10,600乘以8,500公里（6,600乘以5,300英里），或大约比目前发现的最大撞击盆地大四倍。这一理论表明，火星在大约40亿年前被一个冥王星大小的物体撞击过。这一事件被认为是造成火星半球之间差异的原因。它造就了覆盖该星球40%面积的光滑的伯勒里斯盆地。

有些陨石撞击火星的力量很大，有几块火星碎片飞到了太空中--甚至飞到了地球上!地球上的岩石有时会被发现，其中的化学物质与火星岩石中的化学物质完全一样。这些岩石看起来也像在大气层中快速坠落，因此有理由认为它们来自火星。

地理环境

火星上有太阳系中已知的最高山峰--奥林匹斯山。奥林匹斯山大约有17英里（或27公里）高。这比地球上最高的山峰珠穆朗玛峰的高度高出三倍多。它也是水师峡谷的所在地，这是太阳系中第三大裂谷系统（峡谷），长4000公里。

机遇号 拍摄的显微照片显示灰色赤铁矿的凝结物，表明过去存在液态水

对火星的观察

我们观察和记录火星的记录始于公元前二千年的古埃及天文学家。

巴比伦的天文学家对火星的位置进行了详细的观察，他们开发了使用数学的方法来预测火星的未来位置。古希腊哲学家和天文学家开发了一个以地球为中心（"地心说"）的太阳系模型，而不是太阳。他们用这个模型来解释行星的运动。印度和伊斯兰的天文学家估计了火星的大小以及它与地球的距离。中国天文学家也做了类似的工作。

在16世纪，尼古拉斯-哥白尼提出了一个太阳系的模型，在这个模型中，行星遵循着围绕太阳的圆形轨道运行。这个 "日心 "模型是现代天文学的开始。约翰内斯-开普勒（Johannes Kepler）对其进行了修订，他给出了火星的椭圆轨道，更符合我们观测到的数据。

第一次用望远镜观察火星是由伽利略-伽利莱在1610年进行的。在一个世纪内，天文学家发现了火星上明显的反照率特征（亮度的变化），包括暗斑和极地冰盖。他们能够找到该行星的日（自转周期）和轴倾角。

19世纪初开发的更好的望远镜使得永久的火星反照率特征能够被详细地绘制出来。第一张粗略的火星地图于1840年出版，随后从1877年开始有了更好的地图。天文学家错误地认为他们在火星大气中探测到了水的光谱标志，火星上有生命的想法在公众中开始流行。

自19世纪70年代以来，人们观察到火星上的黄云，这是被风吹起的沙子或灰尘。在20世纪20年代，测量了火星表面的温度范围；它在-85到7^o C之间。发现火星的大气是干旱的，只有微量的氧气和水。1947年，杰拉德-库珀表明，稀薄的火星大气含有大量的二氧化碳；大约是地球大气中发现的数量的两倍。1960年，国际天文学联盟制定了第一个火星表面特征的标准命名。

自20世纪60年代以来，多个机器人航天器和漫游车被派去从轨道和表面探索火星。这颗行星一直处于地面和天基仪器的观察之下，涉及广泛的电磁波谱（可见光、红外线和其他）。在地球上发现了来自火星的陨石，使得实验室能够对火星上的化学条件进行检查。

火星 "运河

在1877年的反对派中，意大利天文学家乔瓦尼-希亚帕雷利使用22厘米（8.7英寸）的望远镜帮助绘制了第一张详细的火星地图。引起人们注意的是，这些地图上有他称之为canali的特征。这些特征后来被证明是一种视觉错觉（不是真实的）。这些canali据说是火星表面的长直线，他把地球上的著名河流命名为这些线。他的术语canali在英语中被普遍误译为运河，并被认为是由智能生物制造的。

其他天文学家认为他们也能看到运河，特别是美国天文学家珀西瓦尔-洛厄尔，他绘制了火星上人工运河网络的地图。

虽然这些结果被广泛接受，但也有争论。希腊天文学家Eugène M. Antoniadi和英国自然学家Alfred Russel Wallace都反对这个观点；Wallace非常直言不讳。随着更大更好的望远镜被使用，观察到的长而直的卡纳里越来越少。1909年，Flammarion用84厘米（33英寸）的望远镜进行观测时，观察到了不规则的图案，但没有看到canali。

法国天文学家Trouvelot在1877年绘制的火星彩图

火星上的生命

由于火星是太阳系中离地球最近的行星之一，许多人都想知道火星上是否有任何形式的生命。今天我们知道，那种生命，如果有的话，将是一些简单的细菌型生物体。

陨石

美国国家航空航天局（NASA）拥有34块火星陨石的目录，也就是最初来自火星的陨石。这些资产是非常有价值的，因为它们是现有的唯一的火星物理样本。

美国宇航局约翰逊航天中心的研究表明，至少有三块陨石含有火星上过去生命的可能证据，其形式是类似于细菌化石的微观结构（所谓的生物形态）。尽管收集到的科学证据是可靠的，而且岩石的描述也是正确的，但是是什么让这些岩石看起来像它们一样并不清楚。迄今为止，科学家们仍在努力达成共识，即这是否真的是火星上简单生命的证据。

在过去的几十年里，科学家们一致认为，当使用在地球上发现的来自其他星球的陨石（或带回地球的岩石）时，需要各种东西才能确定有生命。这些东西包括

1. 岩石是否来自地球上适合生命存在的时间和地点？
2. 样品是否含有细菌细胞的证据（是否显示某种化石，即使是非常微小的化石）？
3. 有任何生物矿物质的证据吗？(通常由生物造成的矿物)
4. 是否有任何关于生命的典型同位素的证据？
5. 这些特征是陨石的一部分，而不是来自地球的污染？

要想让人们对地质样本中的过去生命达成一致，必须满足大部分或所有这些条件。这还没有发生，但调查仍在进行中。对三块火星陨石中发现的生物形态的重新检查正在进行中。

水的意义

液态水是生命和新陈代谢的必要条件，因此如果火星上有水，生命进化的机会就会提高。维京号轨道飞行器在许多地区发现了可能的河谷、侵蚀的证据，在南半球还发现了分支的溪流。从那时起，漫游车和轨道车也进行了仔细的观察，最终证明水曾一度出现在火星表面，并且仍然以冰的形式存在于极地冰盖和地下。

今天

到目前为止，科学家还没有在火星上发现生命，无论是活的还是死的。一些空间探测器已经前往火星进行研究。一些探测器绕着火星运行，一些则在火星上着陆。有一些火星表面的照片是由这些探测器传回地球的。有些人对派遣宇航员访问火星感兴趣。他们可以做一个更好的搜索，但让宇航员去那里将是困难和昂贵的。宇航员将在太空中呆很多年，而且由于太阳的辐射，可能会非常危险。到目前为止，我们只派出了无人探测器。

最近前往该星球的探测器是火星科学实验室。它于2012年8月6日降落在火星盖尔陨石坑的Aeolis Palus上。它带来了一个名为 "好奇心 "的移动探索器。它是有史以来最先进的太空探测器。好奇号挖出了火星土壤，并在其实验室中进行研究。它已经发现了硫、氯和水分子。

大众文化

一些著名的故事都是关于这个想法的。作家们用 "火星人 "这个名字来称呼来自火星的智能生物。1898年，H.G.威尔斯写了《世界大战》，这是一部关于火星人攻击地球的著名小说。1938年，奥森-威尔斯在美国播放了这个故事的广播版本，许多人认为这是真实发生的，非常害怕。从1912年开始，埃德加-赖斯-巴勒斯写了几部关于火星冒险的小说。