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1、天文知识 火星,新泰市金斗中学 张光彩,火星 概述,火星（Mars）是太阳系 八大行星之一，是太阳系由内往外数的第四颗行星，属于类地行星，直径约为地球的一半，自转轴倾角、自转周期均与地球相近，公转一周约为地球公转时间的两倍。在西方称为“战神玛尔斯”，中国则称为“荧惑”。橘红色外表是因为地表的赤铁矿（氧化铁）。火星基本上是沙漠行星，地表沙丘、砾石遍布，没有稳定的液态水体。二氧化碳为主的大气既稀薄又寒冷，沙尘悬浮其中，每年常有尘暴发生。火星两极皆有水冰与干冰组成的极冠，会随着季节消长。火星有两个天然卫星：火卫一和火卫二，形状不规则，可能是捕获的小行星。在地球，火星肉眼可见，亮度可达-2.9，只比金
2、星、月球和太阳暗，但在大部分时间里比木星亮。2015年9月2日，美国宇航局公布火星勘测轨道飞行器拍摄的火星地表，并用颜色编码的形式展示出来。2015年9月28日，美国航天局宣布，在火星表面发现液态水。,火星参数,火星 别名荧惑星 质量6.42191023kg 直径6794km 表面温度63 自转周期24.6229h 距地距离最近5500万公里，最远4亿公里 卫星2颗 星平均密度3.94g/cm 轨道倾角1.850 61(对太阳赤道5.65) 逃逸速度5.02km/s 视星等最大：-2.91， 公转周期687个地球日 半长轴2.2793664亿公里 升交点经度49.578 54 距离太阳2279
3、4万千米,火星介绍,火星是太阳系由内往外数的第四颗行星 火星半径约是地球的一半，体积为15%，质量为11%，表面积相当于地球陆地面积，密度则比其他三颗类地行星（地球、金星、水星）还要小很多。 以半径、质量、表面重力来说，火星约介于地球和月球中间：火星半径约为月球的两倍、地球的一半;质量约为月球九倍、地球的19，表面重力约为月球的2.5倍、地球的25。,火星基本上是沙漠行星，地表沙丘、砾石遍布，没有稳定的液态水体，以二氧化碳为主的大气既稀薄又寒冷，沙尘悬浮其中，每年常有尘暴发生与地球相比，地质活动不活跃，地表地貌大部份于远古较活跃的时期形成有密布的陨石坑、火山与峡谷，包括太阳系最高的山：奥林帕斯
4、山和最大的峡谷：水手号峡谷另一个独特的地形特征是南北半球的明显差别：南方是古老、充满陨石坑的高地，北方则是较年轻的平原火星两极皆有主要以水和冰组成的极冠，而且上面覆盖的干冰会随季节消长。,火星表面的景象，勇气号拍摄,火星环境,温度：火星的轨道是椭圆形。因此，在接受太阳照射的地方，近日点和远日点之间的温差近160摄氏度。这对火星的气候产生巨大的影响。火星上的平均温度大约为-55，但却具有从冬天的-133，到夏日白天的近27的跨度。尽管火星比地球小得多，但它的表面积却相当于地球表面的陆地面积。 大气 ：火星火星的大气密度只有地球的大约1%，非常干燥，温度低，表面平均温度零下55，水和二氧化碳易冻结
5、。在火星的早期，它与地球十分相似。像地球一样，火星上几乎所有的二氧化碳都被转化为含碳的岩石。但由于缺少地球的板块运动，火星无法使二氧化碳再次循环到它的大气中，从而无法产生意义重大的温室效应。因此，即使把它拉到与地球距太阳同等距离的位置，火星表面的温度仍比地球上的冷得多。,NASA揭秘“地球的兄弟”火星为何变得如此荒凉(图),2015年11月06日，科学界使用美国航空暨太空总署(NASA)的火星宇宙飞船MAVEN，已纪录到太阳风暴把火星大气刮走事件，此为重大线索，凭以解释何以一度像是地球的火星，会变成寒冷、干燥的沙漠星球。科学家表示，火星跟地球不一样的地方，在没有全球电磁场来保护其大气层，因此碰
6、到太阳风暴发作，刮来超紫外辐射及高能气体、磁粒子之际，十分脆弱。,火星的那层薄薄的大气主要是由遗留下的二氧化碳（95.3%）加上氮气（2.7%）、氩气（1.6%）和微量的氧气（0.15%）和水汽（0.03%）组成的。火星表面的平均大气压强仅为大约7毫巴（比地球上的1%还小），但它随着高度的变化而变化，在盆地的最深处可高达9毫巴，而在奥林匹斯山脉的顶端却只有1毫巴。但是它也足以支持偶尔整月席卷整颗行星的飓风和大风暴。火星那层薄薄的大气层虽然也能制造温室效应，但那些仅能提高其表面5的温度，比我们所知道的金星和地球的少得多。 火星的两极永久地被固态二氧化碳（干冰）覆盖着。这个冰罩的结构是层叠式的，它
7、是由冰层与变化着的二氧化碳层轮流叠加而成。在北部的夏天，二氧化碳完全升华，留下剩余的冰水层。由于南部的二氧化碳从没有完全消失过，所以我们无法知道在南部的冰层下是否也存在着冰水层。或许在火星表面下较深处也有水存在。这种因季节变化而产生的两极覆盖层的变化使火星的气压改变了25%左右。但是通过哈勃望远镜的观察却表明海盗号当时勘测时的环境并非是典型的情况。,火星 地理地貌,火星地表火星和地球一样拥有多样的地形，有高山、平原和峡谷，火星基本上是沙漠行星，地表沙丘、砾石遍布。由于重力较小等因素，地形尺寸与地球相比亦有不同的地方。南北半球的地形有着强烈的对比：北方是被熔岩填平的低原，南方则是充满陨石坑的古老
8、高地，而两者之间以明显的斜坡分隔；火山地形穿插其中，众多峡谷亦分布各地，南北极则有以干冰和水冰组成的极冠，风成沙丘亦广布整个星球。而随着卫星拍摄的越来越多，更多次发现很多耐人寻味的地形景观。,火星表面,高原火山,火星的火山和地球的不太一样，除了重力较小使山能长的很高之外，缺乏明显的板块运动，使火山分布是以热点为主。高原火山火星地形图中，在西半球耸立一个醒目的特征，中央即为塔尔西斯高原，高约14公里，宽过6500公里，伴随着盛行火山作用的遗迹，包含五座大盾状火山，包括太阳系最高的奥林帕斯山，奥林帕斯山脉在地表上的高度有27千米，是太阳系中最大的山脉。它的基座直径超过600千米，中心的火山口直径超
9、过80千米，并由一座高达6千米的悬崖环绕着。其他四座包括艾斯克雷尔斯山、帕弗尼斯山、阿尔西亚山和亚拔山以体积和1600公里的直径来看是太阳系最大的山。,奥林帕斯山,地质结构,火星的内部情况只是依靠它的表面情况资料和有关的大量数据来推断的。一般认为它的核心是半径为1700千米的高密度物质组成；外包一层熔岩，它比地球的地幔更稠些；最外层是一层薄薄的外壳。相对于其他固态行星而言，火星的密度较低，这表明，火星核中的铁（镁和硫化铁）可能含带较多的硫。如同水星和月球，火星也缺乏活跃的板块运动；没有迹象表明火星发生过能造成像地球般如此多褶皱山系的地壳平移活动。由于没有横向的移动，在地壳下的巨热地带相对于地面
10、处于静止状态。再加之地面的轻微应力，造成了凸起和巨大的火山。但是，人们却未发现火山有过活动的迹象。虽然，火星可能曾发生过很多火山运动，可它看来从未有过任何板块运动。,火星陨坑,欧洲航天局（ESA）公布了火星奥尔库斯陨坑的最新照片，这是一个狭长形陨坑地形，位于火星赤道附近，看上去如同火星表面的一道“伤疤”。 奥尔库斯陨坑位于火星东半球的埃律西昂火山和奥林匹斯火山之间，科学家认为该陨坑形成的最佳解释是该区域遭受了一次小行星倾斜碰撞，一颗小行星以非常小的角度划过火星表面。 火星的陨石坑这个陨坑长约380公里，宽约140公里，陨坑边缘突起高度比周边平原高1600米以上。陨坑底部比周边平原低大约800米
11、。,火星四季变化,火星的自转轴也是倾斜的，而且倾斜的角度几乎与地球自转轴倾斜的角度相同。既然这样，火星就应该像地球那样有冬去春回，寒来暑往。主要体现在两极冰盖大小的变化，夏季冰盖就缩小，冬天就扩大。我们知道，地球上一年时间的长度是365.2422天，除了月球亦步亦趋地跟着地球绕太阳旋转，年的长度相同外，在太阳系的其他天体上，年的长度是有差异的。在类地行星中，火星上的一年最为漫长，有687个地球日。既然火星自转轴与地球自转轴倾斜的程度几乎相同，按说火星上的季节变化方式应与地球相同。但由于火星上每个季节的时间比地球上长一倍，再加上火星比地球离太阳远，所以火星上的每个季节都比地球上相同的季节要寒冷。
12、另外，由于火星绕太阳公转的椭圆轨道比地球椭圆轨道要扁，导致火星南北半球的四季差异比地球上更为显著。由于同样的原因，火星上四季长度的差异也比地球上四季长度的差异更大。地球上各个季节长度的差异最多不超过5%，而火星上北半球的春季竟比秋季长1/3左右。,星球运动 自转与公转,火星与太阳平均距离为1.52AU，公转周期为687地球日，1.88地球年，或668.6火星日。平均火星日为24小时39分35.244秒，或1.027491251地球日。 火星自转轴倾角为25.19度，和地球的相近，因此也有四季，只是季节长度约为两倍。由于火星轨道离心率大为0.093（地球只有0.017），使各季节长度不一致，又因
13、远日点接近北半球夏至，北半球春夏比秋冬各长约40天2009年10月26日为北半球春分，2010年5月13日为夏至，北半球处春季。火星轨道和地球的一样，受太阳系其他天体影响而不断变动。轨道离心率有两个变化周期，分别是9万6千年和2.1百万年，于0.002至0.12间变化；而地球的是十万年和41.3万年等，于0.005至0.058间变化（见米兰科维奇循环）目前火星与地球最短距离正慢慢减小。至于自转轴倾角，火星是25.19度，但可由13度至40度间变化周期一千多万年，不像地球的稳定处于22.1和24.5度间，是因为火星没有如月球般的巨大卫星来维持自转轴。也因没有大卫星的潮汐作用，火星自转周期变化小，
14、不像地球的会被慢慢拉长，因此现今两行星的自转周期相近只是暂时现象。,火星的卫星,火星有两个天然卫星：火卫一和火卫二，形状不规则，可能是捕获的小行星。 火卫一离火星中心9370千米，公转周期为7小时59分，比火星自转快得多，所以从火星上看来，它是西升东落的。火卫二离火星23500千米，周期30小时18分，它们的形状都很不规则，火卫一的大小为13.5千米10.8千米9.4千米，质量估计为 1.381014千克。表面参差不平，布满了大大小小的陨石坑，火卫一上甚至有一直径达8千米的环形山和环形山组成的山链，还有最深达 500米的沟纹。它们的轨道并不稳定，火卫一有加速现象，轨道不断降低，而火卫二却在慢慢
15、远离火星。,火星的两个卫星,火卫二,火卫二（英语：Deimos ，中译：戴摩斯）是火星最小的一颗卫星，平均半径为6.2千米（3.9英里），逃逸速度为5.6 m/s (20 km/h)它是火星较小和较外侧的已知卫星，另一颗是火卫一 （弗伯斯） 火卫二与火星的距离是23,460千米（14,580英里）以30.3小时的周期环绕火星，轨道速度为每秒1.35公里。,发现液态水,相关图片2015年9月28日，美国航天局宣布，在火星表面发现了有液态水活动的“强有力”证据。 这一发现来自美国宇航局的火星侦察轨道器（MRO），MRO所拍摄的怪异黑色条纹已经被证实是由火星上的液态水形成。此前，火星上的水一直被认为
16、是以固态冰的形式存在，这证实了火星上有液态水的,火星上有水,火星上有液态水,链接视频火NASA宣布在火星上发现液态水_.flv星发现液态水,探索火星生命,2000年，一块火星陨石是美国于南极洲发现，编号为ALH84001的 碳酸盐陨石。美国国家航空航天局声称在这块陨石上发现了一些类似微体化石结构，有人认为这可能是生命存在的证据，但有人认为这只是自然生成的矿物晶体。但直到2004年，争论的双方仍然没有任何一方占据上风。火星曾适合生命存在 火星上是否存在适合生命存在的物质，一直是人类试图揭开的谜底。对于这个疑问，“好奇”号火星车在火星探索7个月后，科学家给出肯定的答案。美国航天局宣布，“好奇”号火星车对火星基岩样品的分析显示，火星古代环境确曾适合生命存在。2015年6月18日，科学家经过对火星陨石样本的检测，发现火星表面大气甲烷浓度较高的地区或有微生物存在。,火星生命,火星探测,探测火星的理由： 1火星是地球上人类可以探索的距离较近的
