火星的巖石地貌

□ 謝磊 聞新

火星的大氣層是否發(fā)生過變化？

40億年前，火星的大氣層比現(xiàn)在厚。從火星的地貌判斷，那些類似河床的遺跡（如右圖所示）證明火星上曾有河流。2004年，美國(guó)航宇局發(fā)射了兩個(gè)火星漫游車“勇氣”號(hào)和“機(jī)遇”號(hào)。這兩個(gè)“雙胞胎”火星車分別著陸火星，并在火星表面旅行和拍照，勘測(cè)了大量的火星巖石和土壤化學(xué)成分, 找到了火星大氣層變化的證據(jù)。

根據(jù)探測(cè)數(shù)據(jù)，40億年前，火星上曾有液體水存在。液體水的存在，表明火星在遠(yuǎn)古時(shí)代擁有比現(xiàn)在更厚的大氣層。這層厚厚的大氣曾把熱量保留在火星表面，致使火星表面足夠的溫暖，讓水維持液體狀態(tài)。

火星上干涸的河床

火星上最大的峽谷有多大？

火星上的“水手谷”如同一道巨大的“傷疤”

“水手谷”是火星上一個(gè)巨大的峽谷群，在火星赤道附近綿延4000多千米。1971年，美國(guó)發(fā)射的探測(cè)器“水手”9號(hào)首次發(fā)現(xiàn)了它。

相比“水手谷”，地球上那些所謂的大峽谷是如此渺小。 構(gòu)成“水手谷”的峽谷群，最寬處100千米，最深處10千米。在“水手谷”中心有三條大峽谷，形成了一個(gè)600千米寬的巨大缺口。而地球大裂谷平均只有1.6千米深，綿延也不過446千米，最寬處也只有29千米。

科學(xué)家們認(rèn)為：在幾十億年前，火星地殼由于表面張力過大引起分裂，形成了“水手谷”。40億年前，“水手谷”可能還有水在流淌。

火星上最大的火山有多高？

太陽系中最大的火山的來自火星。在火星赤道上一個(gè)名叫塔西斯高地的地方，有4座大火山，其中最大的是奧林匹斯火山。

奧林匹斯火山高約25千米，半徑約600千米，比地球上最高的珠穆朗瑪峰還要高出兩倍多。早期天文學(xué)家認(rèn)為奧林匹斯山山頂?shù)陌咨镔|(zhì)是白雪?，F(xiàn)在科學(xué)家們確認(rèn)，白色物質(zhì)不是白雪，而是云朵。

目前，科學(xué)家還不能確定這些大火山最近一次爆發(fā)的時(shí)間，也許有一億多年未曾爆發(fā)過了。而火星上的其他小火山，從巖漿流上看，在大約200萬年前曾噴發(fā)過?？茖W(xué)家預(yù)測(cè)，在將來某個(gè)時(shí)刻，火星上的那四座大火山的巖漿會(huì)再次噴射出來。

太陽系里最高的火山——奧林匹斯山峰

火星上最大的隕石坑有多大？

火星有整個(gè)太陽系中最大的隕石坑——赫拉斯盆地，它差不多和美國(guó)的加勒比海一樣大。赫拉斯盆地半徑約2300千米、深約9千米，相比之下，地球上最大隕石坑半徑約為300千米。

火星上的隕石坑要比我們發(fā)現(xiàn)的其他星球上的隕石坑（包括月球上的）都要平坦和光滑，這是因?yàn)樵虑蛏蠜]有風(fēng)和氣候變化等，而火星上有風(fēng)和大氣侵蝕著這些隕石坑。許多火星隕石坑周圍的巖石是從隕石坑中濺出來的，因?yàn)楫?dāng)隕石撞擊火星形成隕石坑時(shí)產(chǎn)生大量的熱，這些熱使火星地下的冰融化，濕潤(rùn)的泥土被濺出到隕石坑周圍。

火星上有河流嗎？

1971年，美國(guó)的“水手”9號(hào)探測(cè)器從火星傳回了火星干涸河床的圖片，這些圖片首次證明火星上曾有水流淌過。不過，這些河流流淌在40億年之前。

從圖像上看，一些干河道有2000多千米長(zhǎng)，100多千米寬。科學(xué)家們認(rèn)為這些河道可能是在火星發(fā)洪水時(shí)形成的。無論是在火星

表面，或是在火星的內(nèi)部，大量的水流進(jìn)溪流，然后所有的這些水沖刷著火星表面，最終形成了這些河道。

空間探測(cè)器同時(shí)還發(fā)現(xiàn)其他一些關(guān)于火星曾經(jīng)存在液態(tài)水的跡象。從隕石坑壁上的小溝槽看，在過去的幾百萬年里水已經(jīng)從火星表面逃逸出去了。還有一些證據(jù)顯示火星上曾經(jīng)還有過大型的湖泊和海洋。

火星上的河床

火星兩極是由什么物質(zhì)組成的？

火星兩極

火星南北兩極的極冠是由固態(tài)二氧化碳和水冰構(gòu)成的，表面一層是固態(tài)二氧化碳，地下一層是水冰?；鹦潜睒O冠的水冰更多，而火星南極冠固態(tài)二氧化碳更多。

在火星冬季，大氣中的氣態(tài)二氧化碳凝華，覆蓋冰的表面。在火星春夏，這些固態(tài)二氧化碳又升華進(jìn)入大氣中。這個(gè)過程導(dǎo)致火星兩極冠總是發(fā)生季節(jié)變化。

在火星的冬季，南極冠可以蔓延半個(gè)火星南半球。在夏季，這些極冠幾乎全部消失。然而，北極冠的大小變化卻沒有南極冠那么明顯，因?yàn)闊o論是在冬季還是夏季，火星北半球總是比南半球寒冷得多。

在北半球，沙丘環(huán)繞著極冠，這些層狀物質(zhì)看上去就像塵土和冰，一階一階地環(huán)繞著極冠。

火星有四季變化嗎？

當(dāng)行星自轉(zhuǎn)軸傾斜時(shí)，行星表面上的光照量在一年里會(huì)不斷變化。例如，就地球而言，北半球處在夏季時(shí)，南半球卻是冬季。

像地球一樣，火星在一年期間也有春夏秋冬四季更替?；鹦亲赞D(zhuǎn)軸傾角大約為25度，與地球接近，因此也有四季。但火星上每個(gè)季節(jié)都是地球的兩倍長(zhǎng)，這是因?yàn)榛鹦枪D(zhuǎn)周期是地球兩倍

火星的一年四季

目前火星上還有多少水？

火星兩極的巨大冰蓋下埋藏著大量水冰

火星目前還有很多水，不過絕大部分都被冰凍在火星兩極的內(nèi)部，以冰凍的土壤形式存在，也稱為“永久凍土”。

假如火星上的水冰全部融化，火星表面將會(huì)形成一片淺海?？茖W(xué)家們估計(jì)這片淺海平均深度可達(dá)90米，這些水大部分是來自北極的冰蓋。

2001年升空的“火星奧德賽號(hào)”探測(cè)器載有可以探測(cè)火星地下水的儀器，用于探測(cè)藏火星土壤一米深處的水冰。因?yàn)榛鹦巧钐幍臏囟雀哂诒c(diǎn)，科學(xué)家認(rèn)為有大量未知的液態(tài)水可能存在于火星深處。

下期預(yù)告

下期主題為“移民火星”，主要圍繞著人類會(huì)不會(huì)移民火星、地球上的火星碎片、探測(cè)火星的使命、火星有幾個(gè)自然衛(wèi)星、火星和地球曾經(jīng)是否一樣、人類對(duì)火星的遐想等問題進(jìn)行介紹。