专业知识 火星的基本资料

火星的基本资料
火星(Mars),是离太阳第四近的行星,为四颗类地行星之一。在英语中火星被称为玛尔斯(Mars,意思是战神),古汉语中则因为它荧荧如火,位置、亮度时常变动让人无法捉摸而称之为荧惑。火星在视觉上呈现为橘红是由其地表所广泛分布的氧化铁造成的。无论是质量还是体积,在太阳系的八大行星中,火星比水星略大,为第二小的行星。火星的直径约为地球的一半,自转轴倾角、自转周期则与地球相当,但绕太阳公转一周则需花费约两倍于地球的时间。
在1965年水手4号首次飞掠火星之前,很多人猜测火星上有液态水,因为望远镜观测到的明暗特征犹如陆地和海洋,而一些细长条纹则被认为是灌溉用的运河。虽然之后证实细线并不存在,可能只是错视,但火星已经证实有液态水,甚至生命。火星快车号和火星侦察轨道器的雷达数据显示两极和中纬度地表下存2013年9月26日,火星探测车好奇号发现火星土壤含有丰富水分,大约为1.5至3重量百分比,显示火星有足够的水资源供给未来移民使用。2015年9月证实火星有间歇流动的液态水(液态盐水)。
单元音火星目前有四艘在轨运行的探测船,分别是火星奥德赛号、火星快车号和火星侦察轨道器以
及刚抵达的MAVEN轨道器,数量是太阳系内除了地球以外最多的。地表还有很多火星车和着陆器,包括两台火星探测漫游者:精神号和机会号,和最近结束任务的凤凰号。根据观测的证据,火星以前可能覆盖大面积的水。亦观察到最近十年内类似地下水涌出的现象。火星全球勘测者则观察到南极冠有部份退缩。
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。在地球,火星肉眼可见,亮度可达-2.9,只比金星、月球和太阳暗,但在大部分时间里比木星暗。
火星的物理特征
广州大学城论坛火星直径约是地球的一半,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、地球的九分之一,表面重力约为月球的2.5倍、地球的2.5分之一。
火星的自转与公转
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(以下称年),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,目前北半球处春季。
火星轨道和地球的一样,受太阳系其他行星影响而不断变动。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,火星目前是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,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。与地球相比,地质活动不活跃。
火星地表地貌大部份于远古较活跃的时期形成,充满撞击坑,有密布的陨石坑、火山与峡谷,包括太阳系最高的山:奥林帕斯山和最大的峡谷:水手号峡谷。另一个独特的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,北方则是较平坦的平原,两极皆有主要以水冰组成的极冠,而上覆的干冰会随季节消长。
基于撞击坑密度的撞击坑计数法可判别出地表年龄:撞击坑大而密集处较老,反之则年轻,进而将地质年代分为四个阶段:前诺亚纪、诺亚纪、赫斯珀利亚纪和亚马逊纪。前诺亚纪没有留下实质地表,此时地形南北差异形成,有全球性磁层;诺亚纪有大量陨石撞击,火山活动旺盛,可能有温暖潮湿的大气、河川和海洋,侵蚀旺盛,但到末期这些活动已减弱很多;赫斯珀利亚纪,火山活动仍然继续;亚马逊纪则是大气稀薄干燥,以冰为主要活动,如极冠、冰冻层、冰河,并有周期性变迁,沟壑也是这时期形成,火山活动趋缓并集中在塔尔西斯与埃律西昂。
由于火星比地球小,相对表面积与体积成反比而较大,因此火星核心的冷却得比地球快,地质活动趋缓,磁场和板块运动消逝,大气变薄使液态水无法稳定存在。
吴少芳>2011江苏高考数学试卷现今火星风成地形遍布,如吹蚀、磨蚀等风蚀作用,和沙尘遇地形阻碍而填积、侵积等风积作用。(名词解释:)前者形成如广泛分布于梅杜莎槽沟层的风蚀脊,后者则如大瑟提斯高原上撞击坑下风处的沙尘堆积,和撞击坑中常见的沙丘。
2012年8月,加利福尼亚大学洛杉矶分校的教授尹安在分析了100张来自火星勘测轨道飞行器的卫星图片后发现,火星有类似地球主要板块划分的构造特点。
火星的地理信息
引擎火星地形图,中央为东经180度。低到高顺序为蓝、绿、黄、红到最高的白。
火星和地球一样拥有多样的地形,有高山、平原和峡谷。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,南方则是充满撞击坑的古老高地,而两者之间以明显的斜坡分隔;火山地形穿插其中,众多峡谷分布各地,南北极有以水冰与干冰组成的极冠,而风成沙丘广布整个星球。随着卫星拍摄的越来越多,更发现很多耐人寻味的地形景观。
机械工程师考试大纲20世纪早期地面以无线电波测量火星地形。1976年海盗号进行的地形测量,发现了峡谷和南北半球的巨大差异,而衍生出北方平原本是海洋的假说。火星全球勘测者自1999年起以
雷射进行更精确的地形测量,得出目前使用的全球地形图,以火星大地水准面(Areoid)为基准,最高点在奥林帕斯山,高21,229公尺;最低点在希腊平原,低于基准8,200公尺。现在很多探测器如火星勘察卫星、火星快车号和火星探测漫游者运用航照图的地形判别方法,以视差法来测量区域地形,并制成高分辨率立体照片。
火星的经度坐标采用东经0至360度,不是地球的东西经各180度。
来自火星奥德赛号上热辐射成像系统(THEMIS)的影像显示阿尔西亚山北坡有七个可能的深洞,照片中光线无法抵达底部,推测底部可能更深、更宽,可能免受微陨星、紫外线、太阳闪焰和其他高能粒子的侵害,可能是未来寻液态水或生命痕迹的可行地点。但后来火星勘察卫星的更高分辨率HiRISE影像部分推翻了之前猜测,认为只是光线角度造成深不见底的样子。

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