火星太阳系八大行星之一,按离太阳由近及远的次序排列为第四颗。在中国古代又称为“荧惑”。

概述

因为它在夜空中看起来是血红色的,所以在西方,以罗马神话中的战神玛尔斯(或希腊神话对应的阿瑞斯)命名它。在古代中国,因为它荧荧如火,位置、亮度时常变动,故称“荧惑”。火星有两颗天然卫星火卫一火卫二,都很小而且形状奇特,可能是被引力捕获的小行星。英文里前缀areo-指的就是火星。

物理特征

火星的直径相当于地球的半径,不过-(表)-面积相当於地球陆地的面积。由左图可见,相较於地球,火星显得小多了,但由於轨迹、亮度不停变换,加上近代至现代以来观察到的多变的表面特徵、地形、大气与气候,身为一个亲近邻居的火星仍不减对人们的吸引力。

观测史

火星的火红色,自古就吸引着人们,而希腊更是称之为战神。此时人们观测火星就和其他天体般,大部分是为了占星,而为了科学目的主要在十七世纪之後,如克卜勒的行星运动定律时就是依据第谷对火星运行的大量而精密的观测资料。

自望远镜发明而有更进一步的观测。第一个将望远镜往天上瞧的伽利略所见的火星只是一个橘红小点,而随着望远镜的发展,观测者开始辨别到一些明暗特徵,而惠更斯依此测出火星自转周期约为24.6小时,他亦为首次纪录南极冠的人。而一开始大家各自观测,意见亦不一致,地名也未统一(例如用绘制者名字命名)。不过後来义大利乔瓦尼·斯加帕雷里(Giovanni Schiaparelli)统合了各家说法而绘制了一个较可信的地图,而地名取自地中海、中东等的地名和圣经等作为来源,而其余则依照旧有的观念:暗区被认为是湖(lacus)海(mare)等水体,如太阳湖(Solis Lacus——Lake of the Sun)、塞壬海(Mare Sirenum——the Sea of Sirens)、最明显暗大三角——大塞地斯(Syrtis Major);而亮区则是陆地,如亚马逊(Amazonis),而这个命名系统也延续下来。

当时,斯加帕雷里和同期观测者一样,观察到了火星表面似乎有一些从暗区延伸出的细线,因为对於暗区是水体的传统,这些细线命名为水道(canali)。而後来观察到暗区会在冬季时缩小、夏季时扩张,有人提出暗区是植物覆盖、而暗区的扩大缩小则是消长所引起的,改变以往认为暗区是水的说法。帕西瓦尔·罗威尔(Percival Lowell)亦观察到,并宣称那些「水道」其实是人工挖掘的「运河」,用来灌溉植物,因为水道应太细不可见,而看到的细线应是灌溉出的大片植物。风靡大众的火星科幻火星人即源于此。不过这些细线大多已证明是不存在的,部分则是峡谷或陨石坑後延伸出的深色沙子。而火星表面颜色的改变则是因为沙被风吹移,或发生火星尘暴

地理

火星和地球一样拥有多样的地形,有高山、平原、峡谷,而由於重力较小等因素,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高地,而两者之间以明显的斜坡分隔;火山地形穿插其中,流水侵蚀而成的众多峡谷亦分布各地,南北极则有以乾冰和水冰组成的极冠,风成沙丘亦广布整个星球。而除此之外,火星更有很多耐人寻味的地形景观。

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,不像地球有火环的构造。火星的火山主要分布於塔尔西斯高原(Tharsis Bulge)、埃律西姆地区和零星分布於南方高原上,例如希腊平原东北的泰瑞纳山(Tyrrhena Patera)。

地形图中,在西半球耸立一个醒目的特徵,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,有21.287公里高,550公里宽。其他四座包括艾斯克雷尔斯山(Ascraeus Mons)、帕弗尼斯山(Pavonis Mons)、阿尔西亚山(Arsia Mons)和亚拔山(Alba Patera)──以体积和1600公里的直径来看是太阳系最大的山。在大火山之间亦散布着零星的小火山。

在火星的另一端还有一个较小的火山群,以14.127公里高的埃律西姆山(Elysium Mons)为主体,北南各有较矮的赫克提斯山(Hecates Tholus)和欧伯山(Albor Tholus)。
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