火星適合人類生存嗎

【專家解說】：火星是太陽系九大行星之一，按離太陽由近到遠(yuǎn)的順序，火星排在地球的后面，列為第四。它的平均直徑為6790公里，約為地球直徑的一半。它的密度也比地球小，為3.933克/立方厘米(地球?yàn)?.52克/立方厘米)?；鹦桥c太陽的平均距離為228000000公里，環(huán)繞太陽一圈約相當(dāng)于地球上的687天?；鹦巧系囊惶煜喈?dāng)于地球上的24小時37分22.6秒，比地球的一天稍長一點(diǎn)兒?；鹦怯袃蓚€小衛(wèi)星:火衛(wèi)一和火衛(wèi)二?；鹦堑淖赞D(zhuǎn)軸同地球一樣，也是傾斜的，同時因?yàn)樗簿哂写髿?，所以也和地球一樣有四季?jié)變化。火星表面的平均大氣溫度為零下23攝氏度。火星沒有可檢測出的磁場，連同它密度小的情況，可以認(rèn)定它沒有大型的金屬內(nèi)核。火星有稀薄的大氣，其表面的大氣壓為7.5毫巴，相當(dāng)于地球上30~40公里高度處的大氣壓?；鹦谴髿獾闹饕煞?約95%)是二氧化碳，有約 3%的氮，1~2%的氬，合起來約為0.1%的一氧化碳和氧,還有極少量的臭氧和氫，水汽的數(shù)量很少，隨季節(jié)和位置而變化，平均約為大氣總量的0.01%。如果火星大氣中的水全部凝聚，也只能形成0.01%毫米厚的水膜覆蓋整個火星表面。和地球上相似,火星大氣中也飄浮著云,但和地球上不同的是,火星大氣中云的主要成分是二氧化碳和水。火星極區(qū)的冬季，大氣溫度低于二氧化碳的凝固點(diǎn)，因而形成覆蓋極區(qū)的濃霧狀的干冰云。經(jīng)測定，極區(qū)的云中也有冰的成分。中緯度地區(qū)的冬季，溫度也在冰點(diǎn)以下，水汽凝結(jié)，形成冰云。 由于火星軌道的偏心率較大，火星的近日距和遠(yuǎn)日距相差4200萬公里。這就造成了火星同地球的距離有較大變化?；鹦桥c地球的距離同發(fā)生沖日的月份有關(guān)。最小距離是在 8月底，在這前后發(fā)生的沖叫作近日點(diǎn)沖或大沖，此時火星同地球的距離只有 5,600萬公里左右。火星在軌道上運(yùn)行一圈約687天，地球平均要經(jīng)過780天(最少764天，最多806天左右)才與火星相沖一次。這樣，相沖的點(diǎn)約16年在軌道上轉(zhuǎn)一圈。這就是說，火星大沖大約每15年或17年發(fā)生一次。上一次火星大沖發(fā)生在1986年 7月10日。今年火星沖日發(fā)生在北京時間8月29日2時，火星與地球距離最近的時刻是8月27日18時。屆時火星距離地球55758005公里，是5萬多年以來最近的一次。 火 星 的 地 貌 在望遠(yuǎn)鏡中，火星呈現(xiàn)為一個明亮而模糊的微紅色圓面。最引人注目的是，覆蓋在兩極地區(qū)的白色極冠，其大小隨火星季節(jié)而變化。在較大的望遠(yuǎn)鏡中，還可以觀測到線度至少幾百公里的明亮或黑暗區(qū)域:明亮而呈桔黃色的區(qū)域稱為“大陸”，幾乎占火星總面積的六分之五;黑暗區(qū)域稱為“海洋”，其顏色常隨季節(jié)變化。 火星南北半球之間有著令人驚異的不同。就火星的地質(zhì)史來說,南半部比較古老,表面崎嶇而密布環(huán)形山。這些環(huán)形山估計(jì)多半是在火星歷史的早期(可能是最初的十億年)形成的;北半部則以大的火山熔巖平原為特征，這些熔巖平原很象月球上的“?！?，其中還有一些死火山。北半部地勢普遍比南半部低，環(huán)形山也比南半部少得多?；鹦潜砻娴母叩筒顒e一般在 5~10公里左右?；鹦堑纳衬糠直患t色的硅酸鹽、赤鐵礦等鐵的氧化物以及其他金屬的化合物所覆蓋，因而顯出明亮的橙紅色。這些覆蓋物均為較年輕的物質(zhì)，可能源于火山或風(fēng)化。 火星表面上的地理特征，主要有:環(huán)形山和火山。 和月面相比，火星上環(huán)形山的數(shù)量要少得多，環(huán)形山邊緣坡度平緩(坡度都小于10°),不象月面環(huán)形山能投射出尖尖的影子，這表明環(huán)形山曾受到嚴(yán)重的侵蝕。環(huán)形山可以分為兩種:火山成因的環(huán)形山和隕石撞擊而成的環(huán)形山。以地球表面的標(biāo)準(zhǔn)來看，火星表面的許多表面結(jié)構(gòu)都算是巨型的。如火星上巨大的盾形火山比地球上的大得多。地球上夏威夷的冒納羅亞和莫納克亞兩座火山加在一起直徑約200公里，高出洋底9公里，而火星上最大的奧林匹斯火山直徑約為550公里，高出周圍地面27公里之多。還有類似這樣的大型火山，位于長達(dá)2000公里的塔西斯高地，這一地區(qū)比周圍的北半球平原高出10公里?；鹦堑亩苄位鹕皆谛螤詈徒Y(jié)構(gòu)上酷似夏威夷的盾形火山。這些破火山口一度曾是熔巖的出口。熔巖沿著火山側(cè)面流下，形成從中心向四面延伸的呈輻射狀的地形。許多直徑 100公里左右的處于不同保存狀態(tài)的火山,它們分散在火星表面,大部分在北半球。至于由隕石撞擊形成的環(huán)形山，最大的是海納斯盆地，寬達(dá)1,600公里，深至少4公里。南半球有些地區(qū)環(huán)形山密度同月球上明亮的高地環(huán)形山區(qū)差不多，推測它們形成的年代也差不多，為40~45億年。這些地區(qū)仍保留著古老的地表。北半球的大多數(shù)地區(qū)由于熔巖流的不斷覆蓋，古老的地表已不復(fù)存在。平原上的少數(shù)環(huán)形山是平原形成以后受隕石撞擊的記錄。 火星表面上最引人注目的特征是位于赤道地區(qū)的巨大的峽谷。最大的一個是位于赤道以南的水手谷，它實(shí)際上是一系列峽谷，在赤道地區(qū)延伸 4000多公里，比周圍地面低6公里。峽谷壁通常十分陡峭,有明顯的邊界,并顯示出陷落和山崩活動的跡象。一些錯綜復(fù)雜的較小的峽谷可能是地下冰融解和蒸發(fā)期間形成的，也可能是由風(fēng)或水的侵蝕造成。較大峽谷的成因至今還不知道。 現(xiàn)在的火星是一個荒涼的世界，表面不存在液態(tài)水，但在火星表面有一些寬闊而彎曲的河床。這些河床與轟動一時的“運(yùn)河”完全是兩回事。這些干涸的河床，最長的約1,500公里,寬達(dá)60公里或更多。主要的大河床分布在赤道地區(qū)。衛(wèi)星圖片顯示，大河床和它的支流系統(tǒng)結(jié)合，形成脈絡(luò)分明的水道系統(tǒng)。同時具有呈淚滴狀的島、沙洲和辮形花紋。支流幾乎全都朝著下坡方向流去。這些河床同地球和月球上的熔巖河床不同，肯定是由比熔巖流更少粘滯性的液體造成的。這種液體估計(jì)就是水。今天的火星表面溫度很低，大部分水作為地下冰保存下來，還有一部分被禁錮在永久的極冠之中。極稀薄的大氣，使得冰在溫度足夠高時只能直接升華為水汽。自由流動的水看來是無法存在的。有人認(rèn)為，在火星歷史的早期，頻繁的火山活動排出大量氨和甲烷等火山氣體，這種濃厚的原始大氣會產(chǎn)生很強(qiáng)的溫室效應(yīng)，從而使火星表面溫暖起來，造成有水在河里流動的條件。后來火山活動減少，火山氣體逐漸分解，其中的輕元素原子逃逸到星際空間，重元素原子同其他成分結(jié)合，火星大氣變得稀薄、干燥、寒冷，火星表面就成為現(xiàn)在所看到的樣子。也有人認(rèn)為，在火星歷史的早期，自轉(zhuǎn)軸的傾斜度比現(xiàn)在更大，因而兩極的極冠融化，大量二氧化碳進(jìn)入大氣，大量的水蒸發(fā)并凝成雨滴在赤道地區(qū)落下,形成河流。至于有些大的河床,估計(jì)是火山活動和地?zé)崛诨说叵卤?，出現(xiàn)大量的水沖刷火星表面而形成的。除此以外，還有許多明顯為水沖刷的溝壑似乎也證明火星至少以前有過水。 火 星 的 氣 候 火星表面的平均溫度比地球低30攝氏度以上?；鹦窍”《稍锏拇髿馐顾砻娴臅円箿夭畛３３^100攝氏度,遠(yuǎn)大于地球上晝夜溫差的幅度?；鹦堑某嗟栏浇?，最高溫度可達(dá)20攝氏度左右(約在午后一小時)。到了夜間，由于火星大氣保暖作用很差，表面溫度很快下降，最低溫度(在黎明前)在零下80攝氏度以下?；鹦莾蓸O地區(qū)溫度更低，在漫長的極夜最低溫度能降到零下139攝氏度。 在一些大的盾形火山附近，常常能觀測到延伸幾百公里的云。估計(jì)這是由于火星大氣中的氣流遇到高聳的環(huán)形山地形時被攪亂、上升，在膨脹時變冷所形成的凝固云。這種云都出現(xiàn)在大氣中水蒸氣增多的夏季。塵暴是火星大氣中獨(dú)有的現(xiàn)象，其形狀就像一種黃色的“云”。它是由火星低層大氣中卷著塵粒的風(fēng)構(gòu)成的。大的塵暴在地面上用較大的望遠(yuǎn)鏡就能觀測到。局部的塵暴在火星上經(jīng)常出現(xiàn)。因?yàn)榛鹦谴髿饷芏炔坏降厍虻?%,風(fēng)速必須大于每秒40~50米才能使表面上的塵粒移動，但一經(jīng)吹動之后，即使風(fēng)速較小，也能將塵粒帶到高空。典型的塵暴中絕大部分塵粒估計(jì)直徑約為10微米。最小的塵粒會被風(fēng)帶到50公里高空。大的塵暴多半發(fā)生在南半球的春末，當(dāng)火星靠近近日點(diǎn)的時候。塵暴的發(fā)源地處在太陽直射的緯度線上，經(jīng)常發(fā)生在海納斯盆地以西幾百公里的諾阿奇斯地區(qū)。中心塵云在最初幾天慢慢擴(kuò)展,然后很快蔓延開來,幾星期內(nèi)就完全覆蓋南半球。特別大的塵暴還能擴(kuò)展到北半球，進(jìn)而掩蓋整個行星。塵暴的起因看來與太陽的加熱作用有關(guān)?；鹦沁^近日點(diǎn)時，太陽的加熱作用大,引起大氣溫度的不穩(wěn)定,從而產(chǎn)生最初揚(yáng)起灰塵的擾動。然而，一旦塵粒到了空中，吸收了更多的太陽能,這種充滿塵粒的空氣就會比周圍大氣更熱,因而急速上升。別處的空氣又撲去填補(bǔ)它原來的位置，造成更強(qiáng)的地面風(fēng)，形成更大的塵暴。塵暴范圍和強(qiáng)度越來越大。當(dāng)塵暴最終分布到整個火星范圍時，火星上溫差減小，風(fēng)逐漸平息，塵粒就慢慢地從大氣里沉降下來。沉降過程至少要幾個星期，塵暴激烈時可持續(xù)幾個月之久。幾乎每個火星年都要發(fā)生一次這種大規(guī)模的塵暴?；鹦巧线€常有一種沙塵卷風(fēng)。 火 星 探 索 人類很久以前就認(rèn)識了火星，許多人甚至相信火星上有河流和森林。這不僅是因?yàn)榛鹦蔷嚯x地球近，還辦為它那主宰季節(jié)變化的自轉(zhuǎn)軸傾角與地球非常接近，雖然那里一年相當(dāng)于地球的兩年，但一天的時間與地球差不多。過去人們通過簡單的望遠(yuǎn)鏡，發(fā)現(xiàn)火星上有許多縱橫交錯的陰影，覺得那是智慧生物開鑿的運(yùn)河。于是，火星的神秘增加了，人類對它的期望也與日俱增。 1962年11月起，前蘇聯(lián)發(fā)射了“火星號”系列探測器，1964~1977年美國發(fā)射了“水手號”和“海盜號”兩個系列共八個探測器。1976年7月和9月“海盜”1號、2號先后在火星表面成功軟著陸，實(shí)現(xiàn)了人類對火星的親密接觸。上述探測器進(jìn)行了多方面的探測活動，特別是進(jìn)行了生物探測實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，火星上大概不存在生命。人類的探測活動揭示了火星的真面目，那是一個如月球般荒涼、遍布隕石坑的世界。 盡管如此，火星地表與地球的相似仍然使人們愿意相信火星曾經(jīng)擁有過生命。主要的理由就是火星上有存在水的跡象，而水是生命之源。即使火星不曾有過生命，只要那里有水，人類就覺得倍感親切。必竟在太陽系中，地球除了火星可以商量，再沒有一個有可能幫她哺育生命的伙伴了。為此人類還要不懈地努力，爭取在火星上耕耘出一片綠洲。也許會有一天，人類坐在火星上遙望夜空中的地球。 2003年可謂是火星年。美國向火星發(fā)射了兩臺探測車，歐洲空間局發(fā)射了一臺登陸器，日本發(fā)射了一臺探測器。這些探測器將于明年1月抵達(dá)火星。加上目前仍在火星軌道上工作的美國“火星環(huán)球勘測者”號和“奧德賽”號探測器，將形成6個探測器共探火星的壯舉。這些探測器的主要任務(wù)是，研究火星地質(zhì)歷史、調(diào)查水在火星上的作用、判斷火星過去的環(huán)境是否適合生命生存。相信，人類對火星的認(rèn)識會更加全面、準(zhǔn)確