描述一下火星

火星小资料

火星的极冠
在天文望远镜中,天文学家还发现火星的两极呈白色,气温都在冰点以下.这些冰域称为极冠.过去科学家认为,极冠是由水结成的冰组成的,近来科学家确认,极冠不是由冰,而是由二氧化碳凝固成的干冰组成的.它的范围随季节有亮区和暗区的变化.火星极区一到冬季,由于气温下降,大气中的二氧化碳开始凝结,使得极冠加大,颜色逐渐变淡,北极可扩大到北纬65°,南极可扩大至南纬57°.一到夏季冰雪融化,极冠的范围也就缩小了,暗区就逐渐扩大和变暗.两极的极冠分别延伸到北纬80°和南纬84°.
火星的亮暗区域引起了天文学家们的争论,争论的焦点便是火星上究竟有没有“火星人”和“运河”是否存在.
火星大冲
火星位于地球轨道之外,它绕日运动的轨道比地球绕日运动的轨道大,因此,火星绕太阳运行一周等于地球的2年.这样每隔2年多地球和火星就要接近一次.如果地球刚好在太阳和火星的中间,也就是火星与太阳的黄经度相差180°时就叫“冲”.火星冲日每隔2年多发生一次.如果火星在过近日点附近时恰好为冲的时候,它将最接近地球,这时称之为“大冲”.火星大冲平均每隔15年或17年才发生一次,而且总是在7月和9月之间.
火星冲日是观测火星的有利时机.这时的天文观测有许多新发现,最著名的发现当推火星的两个卫星.1877年8月火星大冲,美国天文学家霍耳使用当时口径最大的66厘米折射望远镜,观测到火星的两个“小月亮”.上次火星大冲的时间为1986年7月10日.下次的时间为2003年8月27日,视直径为25.1〃,位于宝瓶座,愿朋友们能在火星大冲时欣赏到火星表面那迷人的色彩变化.
火星运河
早在1877年,意大利天文学家夏帕雷利用天文望远镜观测火星时,发现火星上密布着黑色线条,定名为火星上的河渠.然后又根据长期观测结果,绘制成火星图.谁能料到翻译者的一时疏忽,将意大利语“河渠”误译成英语的“运河”,以致“火星运河”一直被沿用至今.
火星上那些“有规则”的“运河网”,实际上并不存在.近年的火星考察发现,火星表面存在着大量长短参差不齐的干涸“河床”,这些奇特的“河床”纵横交错,达几千条之多,形成一个分布广泛的“河网”,其中最长的达1500公里,最宽的达60公里.
根据着陆火星表面的“海盗”号探测器发回的探测资料表明,这些宽阔的“河床”内,只有乱石和沙洲,连一滴水也未曾找到.但河床的结构不能排除它们是火星上古江河留下的痕迹,水分早已被蒸发或者流入乱石和沙洲之下的可能性.
“河渠”被误译成“运河”后,一词之差竟引起了一场科学史上近百年的大误会.开凿运河者必定是高级智慧动物、能开挖如此庞大的火星运河的
“火星人”,自然地成为地球人关注的焦点.一时间天文学家纷纷把天文望远镜对准火星,渴望观测到火星运河和开凿运河的“火星人”.美国天文学家洛威尔甚至变卖了自己的家产,在远离市区的沙漠高地上建立私人天文台,连续观测火星10多年,声称看到了500多条火星运河,并绘制出火星河网图.20世纪40年代,前苏联学者季霍夫还在大学中开设“天体植物学”课程.甚至在1958年,前苏联一位教授作出了惊人之语：火星的两颗卫星是
“火星人”在史前时期为保存他们的文明而发射的“太空博物馆”.
随着空间探测技术的发展,有关“火星运河”和“火星人”的争论自然结束了.在火星表面工作了6年之久的“海盗”号探测器,发回了大量的实地勘察资料,经过分析研究,基本上否定了火星生命的可能性.
两个卫士
环绕火星运转的有两颗卫星,即火卫一和火卫二.这两颗卫星于 1877年火星大冲时,由美国天文学家A·霍尔发现.火卫被发现后,一直受到天文学家们的关注.
“水手9号”就近观测了火星的这两个小月亮,拍摄了它们的特写镜头.原来它们是两块表面坑坑洼洼的大石头,很像两个病马铃薯,属于不规则卫星.它们几乎都在火星的赤道平面上运行.两者的轨道半长径分别为 9380和23500公里,相当于火星半径的2.8和6.9倍,说明它们的轨道接近火星.这两颗卫星环绕火星的公转周期与它们的自转周期同步.与月球始终以一面朝向地球的情况一样.火卫一的大小是：长28公里,宽23公里,高20公里；火卫二是：长16公里,宽12公里,高10公里.由于火卫一环绕火星的公转周期比火星的自转周期短,因此造成一种奇特的现象：从火星表面看来,火卫一每天西升、东落两次.“海盗号”探测器发现两个火卫上均有许多被撞击的陨石坑,甚至在一些老的陨石坑上还叠加有新的陨石坑.最大的陨石坑是火卫一上的斯蒂尼陨石坑,其直径约8公里.
关于火星卫星的起源,有两种学说,一种是俘获说；另一种是吸积说.
这两颗火星卫星是地——月系之外最容易被人登陆的地方.不久的将来,人类的足迹将踏上两颗火星卫星的表面.
火星大尘暴
用天文望远镜观测火星时,有时能看到像黄色云那样的东西,云的形状和大小是变化的,而且往往是由大气低层向高层,由局部向更广阔的区域发展开去,甚至发展到半个乃至整个火星表面,使火星变得昏暗和面目模糊,朦胧一片,什么也看不清楚.这就是所谓的火星大尘暴.
地球上某些地区有时也发生尘暴,飞沙走石,遮天蔽日,只是地球上最大的尘暴也远比不上火星的尘暴.据估计,一次火星大尘暴扬起的尘埃总量可以大到100亿吨以上.
火星大尘暴的时间之长,也远非地球上的尘暴所能相比.1971年8月,是10多年来观测火星的一次最好机会,那年5月底,以探测火星为主要任务的“水手9号”探测器发射成功,开始奔向探测目标.当时,远在好几千万公里之外的火星的气象条件是相当不错的.7月份,探测器才上路一个多月,只走了约1／3的路程,地面观测发现火星面上出现了黄云,表明那里开始刮起了大风,是即将出现大尘暴的迹象,表面变得一天比一天更加昏暗和模糊.11月,“水手 号”到达火星附近时,大尘暴已经发展成为全球性的,从9火星表面直到七八十公里的高空,统统被尘埃笼罩着.火星表面风尘滚滚,什么也看不清楚,更不要说观测细节了.
那时,火星上的风速特别大,大致为每秒180米以上.在地球上,一般把风力极大的台风定为12级,它的风速在每秒35米左右,即使是18级特大台风,风速也只有每秒60多米,与火星上的风速相比,真是天壤之别.
“水手9号”探测器只得在环绕火星飞行的同时,耐心地等待着,一直等了两三个月,这场大尘暴才慢慢平息下来,火星大气重新恢复宁静,表面也变得清晰可见.1971年的这场尘暴是迄今所观测到的最大尘暴,也是在其他行星上从未见过的.
火星大气非常稀薄,密度还不到地球大气的 1％.在这种情况下想要形成一定的风力,而使尘粒移动和上升,风速至少也得有每秒四五十米.
谁能做到这一点呢?
一些人认为是这样的：由于火星上空气稀薄,又很干燥,昼夜的温度差本来就不小.火星绕太阳的公转周期是687天,每隔这么一段时间,火星运行到轨道近日点时,太阳对它的加热作用达到最大,比在远日点时大一半左右.其结果是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的开始.而一旦升在空中,它们就会吸收更多的热量,变得更热,更急剧上升.别处的空气也就以更快的速度跑来补充,形成强劲的地面风.地面风把更多的和更大的尘粒吹起来,形成更大的尘暴.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.
当尘暴把整个火星都笼罩起来后,由于尘粒的阻挡,太阳对低层大气和火星表面的加热作用显著减小,表面附近的温差减小,风必然减弱,尘暴也就开始衰退.风逐渐减小乃至完全平息下来,飘浮在空中的各种不同大小的尘粒,也就逐渐沉降到表面上来.由于大量尘粒的迁移,局部地形会有所改变,但一次尘暴就这样的烟消云散地过去了.
在火星极冠边缘和亚热带高地等处,风比较强的一些地方,区域性的尘暴时有发生.在每个火星年当中,这样的区域性尘暴有可能达到百次左右,一般都要好几个星期才平息.这真可以看作是火星上的一大特征和奇观.
从区域性尘暴发展成为全球性大尘暴,每个火星年中有一二次.使人感兴趣和纳闷的是,尘暴的发源地多数都是在火星的南半球,而特大尘暴的发源地似乎更是局限在几个特定的地区,像海腊斯盆地以西几百公里的诺阿奇斯地区.有人解释为火星北半球地势比较高,南半球就自然成为一个高度逐渐降低的斜面,由于南、北两半球之间存在的温度差,每当北半球高纬度地区形成了一股强风,它就会沿着斜面向南半球劲吹,尘埃就随着强风滚滚而来,风越刮越大,尘埃也越来越多,终于在南半球形成可以席卷全球的大尘暴奇观.
上述解释大体上讲了大尘暴是什么样的,但没有完全讲清楚为什么是这样的,因此不是令人十分满意的.
按说,火星大气的密度那么稀薄,对扬起尘暴、特别是大尘暴,是个不利因素,每秒数十米到上百米的大风怎么会那么容易刮起来呢?不仅风速之大,而且时间之长,都达到了我们几乎无法理解的程度.这究竟是怎么回事呢?
再说,那些与特大尘暴有关的特定区域,究竟是些什么样的地区呢?是由于地形特殊,还是由于其他什么原因,而成为多数尘暴的发源地呢?真正的、具体的原因是什么?
另外,如果说火星运行到轨道近日点时会发生大尘暴,那么,并非每个火星年的同一时候,都发生全球性的大尘暴,而所发生的大尘暴,其发展速度和规模等也不尽相同.可见,尘暴发源地所提供的条件一定是受到了某些因素的影响,这是些什么因素呢?
这些,都需要根据已经掌握的资料,作进一步的分析和论证,科学家期望着今后发射的新的火星探测器和着陆器,能够提供更加能说明问题的数据和证据.人类登上火星,进而在那里建立基地,并不是可望而不可及的事情了.21世纪的某个时候,人类的足迹真的踏上了火星,大尘暴的种种谜团最终会得到揭穿,我们期待着这一天的早日到来.