有哪些关于火星的介绍?
火星基本上是一个沙漠星球,表面布满沙丘和砾石,没有稳定的液态水体(2065 438+2005年9月28日,美国国家航空航天局宣布火星上有少量的水。据法新社2018年7月25日报道,欧洲航天局(ESA)的研究人员表示,在火星上发现了第一个液态地下水湖。以二氧化碳为主的大气稀薄寒冷,沙尘悬浮其中,每年经常发生沙尘暴。火星两极由水冰和干冰组成的极冠会随着季节的变化而起伏。
与地球相比,火星的地质活动相对不活跃,大部分地表地貌形成于远古时代,有密集的陨石坑、火山和峡谷,包括太阳系最高的山峰奥林匹斯山和最大的峡谷水手峡谷。另一个地形特征是南北半球的明显差异:南部是布满陨石坑的古老高地,而北部是较年轻的平原。
火星有两颗天然卫星:火卫一和火卫二,形状不规则,可能是孤立的矮行星。在地球上,火星肉眼可见,最高亮度达到-2.9等。在八大行星中,它比木星和金星更暗。2015年9月28日,美国国家航空航天局宣布火星上存在流水。?
2018年7月25日,法新社报道,火星上发现第一个液态水。
火星是太阳系从内到外的第四颗行星。
火星的直径约为地球的一半,体积为15%,质量为11%。它的表面积相当于地球的陆地面积,但密度远小于其他三颗类地行星(地球、金星和水星)。就半径、质量和表面重力而言,火星大约位于地球和月球的中间。火星直径
八大行星火星(2张照片)
大约是月球的两倍,地球的一半;其质量约为月球的9倍,地球的1/9,其表面重力约为月球的2.5倍,地球的2/5。
火星是太阳系从内到外的第四颗行星,属于类地行星。它的直径约为地球的一半,以相似的自转周期从轴向倾斜做一次公转需要两倍的时间。在西方被称为火星神话星,战神,而中国被称为荧光星,因为它亮如火,位置和亮度经常变化。它橙红色的外观是因为表面覆盖着赤铁矿(氧化铁),前缀areo-在英文中是Mars。火星曾被认为是太阳系中最有可能存在外星生命的星球。
火星景观(6张照片)
火星基本上是一个沙漠星球,地表遍布沙丘和砾石,没有稳定的液态水体。以二氧化碳为主的大气稀薄寒冷,沙尘悬浮其中,每年经常发生沙尘暴。与地球相比,地质活动不活跃,大部分地表地貌在远古时期形成了密集的陨石坑、火山和峡谷,包括太阳系最高的山峰奥林匹斯山和最大的峡谷水手峡谷。另一个独特的地形特征是南北半球的明显差异:南部是布满陨石坑的古老高地,而北部是年轻的平原。火星的两极都有主要由水和冰组成的极冠,覆盖在其上的干冰会随着季节的变化而起伏。
从火星到地球的距离
火星北极(4张照片)
最短距离约5500万公里,最长距离超过4亿公里。它们之间的密切接触大约每15年发生一次。在1988年,火星与地球的距离一度达到约5880万公里,但在2018年,两者之间的距离将达到5760万公里。但在2003年8月27日,火星与地球的距离只有约5576万公里,是6万年来最晚的一次。
但根据天文学家的计算,在1600到2400这800年间,火星与地球的距离只能排第三。根据计算结果,到2366年9月2日,两者之间的距离约为55710000公里。到2287年8月28日,两者会更近,距离约5569万公里。
一般来说,火星靠近地球的那一年是登陆火星并在地面观测的最佳时间。
火星文化
火星在西方被称为战神,也许是因为它的颜色鲜红,所以火星有时被称为“红色星球”。(在希腊人之前,古埃及人曾经崇拜马尔斯为农神。后来古希腊人把火星当作阿瑞斯,古罗马人则继承了希腊神话,称之为“火星神话”。在北欧神话中,火星是战争之神提尔。而三月的名字也来源于火星。)
火星在中国古代被称为“荧光星”,因为火星呈红色,荧光如火,在五行中象征火,其亮度经常变化;而且在空中运动,有时由西向东,有时由东向西,情况复杂混乱,所以中国古代称之为“迎迎”,意思是“迎迎火光,留下混乱”。?[3]?
星体运动
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旋转和公转
火星与太阳的平均距离为1.52AU(天文单位),公转周期为687个地球日,1.88个地球年(以下简称年),或668.6个火星日。火星日平均为24小时39分35.244秒,即1.05,438+0个地球日。
火星离轴倾角25.19度,和地球差不多,所以有四季,但是四季的长度是两倍左右。由于火星轨道的偏心率约为0.093(地球仅为0.017),每个季节的长度不一致,又由于远日点靠近北半球的夏季至日,北半球的春夏比秋冬长40天左右。2009年6月26日是北半球的春分,2065年5月65日438+00是夏季至日,北半球有春天。
火星的轨道和地球的轨道一样,在太阳系其他天体的影响下不断变化。轨道偏心率有两个周期,分别为9.6万年和2.1万年,范围为0.002-0.12。另一方面,地球的年数是10万年和465,438+0.3万年,从0.005年到0.058年不等(见米兰科维奇周期),火星到地球的最短距离在逐渐减小。至于轴倾角,火星是25.19度,但它可以在1000多万年内从13度变化到40度,不像地球的稳定性在22.1到24.5度之间,因为火星没有像月球那样巨大的卫星来维持它的旋转轴。因为没有大型卫星的潮汐作用,火星的自转周期变化不大,不像地球会慢慢拉长。因此,两颗行星自转周期的相似只是暂时现象。
火星有两颗天然卫星:火卫一和火卫二,形状不规则,可能是被捕获的小行星。在地球上,火星肉眼可见,亮度可达-2.9,仅比金星、月球和太阳暗,但大部分时间比木星暗。
火星的卫星。
火卫一(英文发音“FOH巴士”中文翻译:Phobos)呈土豆状,一天绕火星三圈,平均距离火星约9378公里。它是火星两颗卫星中较大的一颗,也是离火星较近的一颗。火卫一与火星的距离也是太阳系所有卫星及其主星中最短的,距离火星表面只有6000公里。它是太阳系中最小的卫星之一,也是太阳系中反射率最低的天体之一。火卫一上有一个巨大的撞击坑,叫做斯蒂克尼撞击坑。因为轨道离火星很近,火卫一的自转速度比火星快。因此,火卫一从火星表面向西升起,在4小时,15分钟或更短时间内穿过天空并在东方落下。因为轨道周期短,加上引潮力,火卫一的轨道半径越来越小,最终会撞上火星表面或者破成环。
戴莫斯是火星最小的卫星,平均半径为6.2公里(3.9英里),逃逸速度为5.6米/秒(20公里/小时)。它是火星的较小和较外层的已知卫星,另一个是火卫一。火卫一与火星的距离为23460公里(14580英里),它绕火星运行的周期为30.3小时,轨道速度为每秒1.35公里。
在希腊神话中,火卫一是阿瑞斯(马尔斯)和阿芙罗狄蒂(维纳斯)的另一个儿子。“deimos”在希腊语中是“恐慌”的意思
地形学
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火星和地球一样,有各种各样的地形,包括山脉、平原和峡谷。火星基本上是
火星的真实地表景观
这个世界是一个沙漠星球,地表遍布沙丘和砾石。由于重力小等因素,地形大小与地球不同。南北半球的地形形成了鲜明的对比:北部是充满熔岩的低平原,南部是布满陨石坑的古老高地,两者被明显的斜坡隔开;火山地形穿插其中,许多峡谷也分布在世界各地。南北极有由干冰(固体二氧化碳)和水冰组成的极冠,风成沙丘也广泛分布于地球各处。
地貌恢复
在2013 1年初,一位名叫凯文·吉尔的软件工程师运用他的知识,向美国国家航空航天局学习。
凯文·吉尔制作的火星地貌复原图(2张)
获得的火星地形数据成功还原了一个“真实”的火星。
令人惊讶的是,凯文·吉尔(Kevin Gill)制作的火星原貌看起来像是克隆版的地球,其表面覆盖着大量的海洋、山脉和沙漠。凯文·吉尔说,他在制作这些火星地貌复原图时,严格遵循了美国国家航空航天局火星轨道器任务提供的地形数据,还考虑了一些地理纬度和大气环境对气候和地表特征的影响。
比如火星上的奥林匹斯山和其他圆形火山,因为海拔高,并没有像平原地区一样被许多绿色植被覆盖,而凯文·吉尔在制作火星赤道附近的地表时,借鉴了撒哈拉沙漠和澳大利亚中部沙漠的地形纹理。
同样的技术也用于制作火星的高纬度、低纬度和极地的地貌,其中高纬度的纹理材料来自地球上的苔原和冰川地貌,火星极地的纹理材料来自俄罗斯北部,火星热带和亚热带的纹理材料来自地球上的南美和非洲的雨林。
不过凯文·吉尔也承认,他只是出于兴趣才制作了这些火星表面复原图,这本身并不是很科学,但他本人希望能引起更多人对这颗红色星球的兴趣。
高原火山
火星上的火山和地球上的不同,除了山因为重力低可以长得很高。
奥林匹斯山
缺乏明显的板块运动,使得火山的分布以热点为主,不像地球有火环的结构。火星火山主要分布在胡塔特的西西高原、极乐世界地区和南部高原零星分布,如希腊平原东北部的Tyrrhena Patera。
在火星的地形图中,一个醒目的特征矗立在西半球,中心是塔尔西斯高原,高约14公里,宽6500多公里。伴随着大众火山活动的遗迹,还有五座大型盾形火山,包括太阳系最高的奥林匹斯山,高27公里,宽600公里。另外四座包括克雷尔斯山、帕弗尼斯山、木槿山和阿巴山——就体积和直径而言,它们是太阳系中最大的山,有65,438+0,600公里。克雷尔斯山高约18225米,曾被误认为是火星上最高的山。帕弗尼斯山也超过14公里高,木槿山约17.7公里高,陨石坑直径约116公里。阿坝山在塔尔西斯高原的最北部,基底宽度为1600。大火山之间也有零星的小火山。
火星地形
在火星的另一端,有一个更小的火山群,以海拔14.127 km的艾鲁西姆山为主体,南北有更矮的赫克蒂斯山和奥伯山。
奥林匹斯山
它距离地球表面27公里(88,600英尺),是太阳系中最大的山脉。它的底座直径超过600公里,中心的火山口直径超过80公里,周围是高达6公里(20000英尺)的悬崖(右图)。
塔尔西斯:火星表面的一个巨大凸起,宽约4000公里,高10公里。
水手谷(Valles Marineris):深度2至7公里,长度4000公里的峡谷群(标题如下)。
Hellas Planitia:南半球深度超过6000米,直径2000公里的撞击坑。
火星表面有许多古老的环形山。但是也有许多新形成的山谷、山脊、丘陵和平原。陨石坑的成因有很多种,比如陨石撞击坑、陨石坑等。
复原的火星地表景观
在火星南半球,有一个类似月球上的弯曲环形高地(左图)。相反,它的北半球大部分由新形成的低层平原组成。这些平原的形成过程非常复杂。南北边界有数公里的巨大高度变化。南北巨大差异和边境地区高度剧变的原因目前还不得而知(有人推测这是由于火星外天体增多的瞬间产生的巨大作用力)。一些科学家开始怀疑那些陡峭的山脉是否在它们原来的地方。这个疑问将由“火星环球探测者”来解答。
地质结构
火星的真实照片(蓝色的太阳是大气尘埃散射造成的)
火星的内部情况仅仅是通过它的表面信息和大量相关数据推断出来的。一般认为其核心由半径为1700 km的高密度物质组成;包裹着一层熔岩,比地球的地幔还厚;最外层是一层薄壳。与其他固体行星相比,火星的密度较低,这表明火星核心的铁(镁和硫化铁)可能含有更多的硫。像水星和月球一样,火星缺乏活跃的板块运动;没有迹象表明火星上发生过地壳平移活动,可以造成像地球这么多褶皱的山脉。因为没有横向运动,地壳下的巨型热区相对于地面是静止的。再加上地面轻微的压力,造成了塔里斯隆起和巨大的火山。然而,人们还没有发现任何火山活动的迹象。虽然火星可能有过许多火山运动,但似乎从未有过任何板块运动。
峡谷;裂口
说到火星的峡谷,可能会认为是水造成的,其实不止如此。除了水,还有火山活动形成的。由水引起的,可能是洪水短时间冲刷,稳定流水侵蚀,也可能是冰川侵蚀;但是,火山活动喷出的熔岩流也会造成熔岩通道。再比如地壳张力造成的,比如水手峡谷。
坑
欧洲航天局(ESA)发布了火星上Orcus Patera的最新照片,这是一张
火星奥喀斯环形山长约380公里,宽140公里。
一个狭窄的陨石坑地形,位于火星赤道附近,看起来像火星表面的一个“伤疤”。
奥喀斯环形山位于火星东半球的极乐世界和奥林匹斯山之间。科学家认为,这个陨石坑形成的最佳解释是该地区遭受了小行星斜向碰撞,一颗小行星以非常小的角度穿过了火星表面。
这个陨石坑长约380公里,宽140公里,陨石坑边缘突起的高度比周围的平原高出1600多米。陨石坑的底部比周围的平原低约800米。
“patera”通常用来形容隧道很深、形状复杂或不规则的火星陨石坑。虽然奥喀斯环形山是以它命名的,但科学家们不知道它的真正起源。
或者说奥尔库斯环形山原本是一个很大的圆形碰撞环形山,随着地质构造的变化和多年的挤压而变形;或者这个陨石坑是由一系列不同的小行星碰撞造成的。奥尔库斯陨石坑存在地质构造力的证据来自于大量的“地堑”,陨石坑边缘有类似峡谷裂缝的构造。这些“地堑”最大宽度为2.5公里,方向为东西向,仅存在于火山口边缘及周边。
陨石坑底部中心附近的黑影呈凹形,可能是在风的过程中形成的,一些较小的碰撞事件溅起的暗物质被风在凹形内重新分布。
火山坑
2065438年5月21日,科学家在火星表面发现巨型火山遗迹。这个陨石坑长40公里,宽30公里,深1750米。专家认为,它可能是30亿年前火山喷发形成的,规模可与地球上的黄石火山相媲美。
欧洲航天局(ESA)火星快车上的高分辨率立体相机于2014 165438+10月26日拍摄照片,聚焦火星北部阿拉伯Terra的Siloe Patera区域。
这些类似陨石坑的区域是在火星北部高地发现的。科学家认为,30多亿年前火星上可能发生过一次大规模的火山爆发,火山灰和岩浆从地下涌出,留下了许多痕迹。
Siloe Patera地区由两个巨大的嵌套火山口组成。外面的陨石坑长40公里,宽30公里,最深处为1750米。欧洲航天局称,科学家认为西罗亚·帕特拉(Siloe Patera)和阿拉伯高地的许多地方都是环形山,即火山崩塌的中心,这些火山可能是超级火山。?[4]?
火星环境
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温度
火星的轨道是椭圆形的。所以,太阳照到的地方,近日点和远日点的温差将近160摄氏度。这对火星的气候影响很大。火星上的平均温度约为218K(开尔文,度-日,即从绝对零度-273.15℃(-55℃,-67℉),但距离冬季却有140k(-133℃,-2000℃)。虽然火星比地球小很多,但它的表面积相当于地球表面的陆地面积。
大气
火星的大气密度只有地球的1%左右,非常干燥,温度低,表面一般。
发动
气温零下55℃,水和二氧化碳容易结冰。在火星早期,它和地球非常相似。和地球一样,火星上几乎所有的二氧化碳都转化成了碳质岩石。然而,由于缺乏地球的板块运动,火星无法将二氧化碳再次回收到其大气层中,因此无法产生显著的温室效应。因此,即使被拉到与地球距离太阳相同的距离,火星表面的温度仍然比地球冷得多。
火星稀薄的大气主要由二氧化碳(95.3%)、氮气(2.7%)、氩气(1.6%)和微量氧气(0.15%)以及水蒸气(0.03%)组成。火星表面的平均大气压只有大约7毫巴(低于地球上的65,438+0%),但它随高度而变化,在盆地最深处高达9毫巴,在奥林匹斯山山顶只有65,438+0毫巴。但这也足以支撑偶尔席卷整个地球的飓风和大风暴。虽然火星稀薄的大气也会造成温室效应,但那些只能使地表温度升高5℃的,比我们所知道的金星和地球要少得多。
火星的两极被固态二氧化碳(干冰)永久覆盖。这个冰盖的结构是层状的,是由冰层交替重叠和二氧化碳层变化形成的。北方的夏天,二氧化碳完全升华,剩下的是冰水层。由于南方的二氧化碳从未完全消失,我们无法得知南方(左图)的冰层下是否有冰层。这种现象的原因不明,但可能是火星赤道面与其轨道之间的角度长期变化导致气候变化。也许在火星表面下更深处有水。这种由季节变化引起的极地覆盖的变化使火星的压力改变了约25%。(维京测量)。然而,通过哈勃望远镜的观测表明,维京当时的环境并不典型。火星的大气似乎比海盗号探测到的更冷更干燥。
水
冰的存在
四季变化
1781年,天文学史上著名的天文学家威廉·赫歇尔根据火星上的标记随火星自转而运动的方式推断出火星的自转轴也是倾斜的,倾斜的角度与地球自转轴几乎相同。
火星(2张照片)
在这种情况下,火星应该和地球一样,有冬到春,有冷到夏。
主要反映极地冰盖大小的变化,夏季冰盖缩小,冬季冰盖扩大。
地球上一年的长度是365.2422天。除了月球跟着地球一步一步绕着太阳转,年的长度是一样的,在太阳系的其他天体上,年的长度是不一样的。类地行星中(水星、金星、火星称为类地行星,自转缓慢,没有或很少卫星),火星上的一年最长,有687个地球日。由于火星的自转轴与地球的自转轴几乎相同,推测火星上的季节变化应该与地球相同。但由于火星上每个季节的时间是地球上的两倍,而且火星离太阳的距离比地球上更远,所以火星上的每个季节都比地球上的同一个季节更冷。此外,由于火星绕太阳的椭圆轨道比地球更扁,火星南北半球的四季差异比地球上更显著。出于同样的原因,火星上四季的长度差异比地球上的要大。地球上每个季节的长度相差不超过5%,但火星北半球的春天比秋天长1/3左右。