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火星表面:美麗的峽谷它經(jīng)歷了什么？
世界上數(shù)不勝數(shù)的大小峽谷，是構(gòu)成地球這個(gè)美麗星球不可缺少的一部分。1994年，我國(guó)的雅魯藏布江大峽谷被證實(shí)為地球上最大的峽谷，平均深度為5000多米，長(zhǎng)度達(dá)504.9千米，放眼望去壯觀無(wú)比。然而，如此雄偉的峽谷在太陽(yáng)系第一大峽谷面前卻相形見(jiàn)絀。
太陽(yáng)系的最大峽谷是位于火星塔爾西斯高原東部的“水手峽谷”，這是一條可能會(huì)顛覆你世界觀的大峽谷。水手峽谷總長(zhǎng)度超過(guò)4500公里(相當(dāng)于紐約到洛杉磯的距離)，最寬處達(dá)600多公里，深度約為8公里，十分驚人，被譽(yù)為太陽(yáng)系的“峽谷之王”可謂名副其實(shí)。
這條峽谷由人類(lèi)第一艘火星探測(cè)器“水手9號(hào)”發(fā)現(xiàn)并拍攝，水手9號(hào)還記錄下了該峽谷的長(zhǎng)度、寬度、深度等數(shù)據(jù)，貢獻(xiàn)很大，所以人類(lèi)將其命名為“水手峽谷”。水手峽谷之巨大，讓我們?cè)谟^望火星的時(shí)候能夠清晰地看見(jiàn)它的身影，它猶如一條巨大的傷疤橫亙?cè)诨鹦潜砻?，成為火星最為顯著的地理標(biāo)志。
受限于人類(lèi)目前的科學(xué)技術(shù)水平，想要到達(dá)火星表面以近距離的觀賞水手峽谷這一令人震撼的壯觀景象十分困難，但我們可以想象得到，這么一條足以跨越美國(guó)的巨大峽谷橫亙?cè)诿娣e比地球還要小的星球表面，是怎樣一幅令人震撼、令人興奮的畫(huà)面。
為了弄清楚水手峽谷的來(lái)歷，科學(xué)家們付出了很大的努力。據(jù)推測(cè)，水手峽谷形成于大約35億年前的地質(zhì)斷層。西部地區(qū)塔希斯巨型火山的不斷增長(zhǎng)，使得融化的巖漿從地殼涌入塔希斯山，于是整個(gè)地區(qū)開(kāi)始抬升，周邊的地殼巖石也不斷被拉伸，直到斷裂形成斷層和裂紋。
另外，科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)水手峽谷存在明顯的洪水侵蝕痕跡，這意味著數(shù)十億年前的火星很可能有著大量的液態(tài)水。后來(lái)，伴隨著火星氣候的巨大變化，火星上的水消失得無(wú)影無(wú)蹤，而這條被侵蝕出的巨大峽谷卻保留了下來(lái)?？梢哉f(shuō)，是火星上曾經(jīng)存在的液態(tài)水和地質(zhì)活動(dòng)，共同造就了這條巨大的峽谷。
由于不能近距離地勘測(cè)峽谷內(nèi)部的情況，我們無(wú)法得知峽谷內(nèi)的沉積物到底隱藏著怎樣的秘密。遠(yuǎn)古時(shí)候的火星是否誕生過(guò)生命?是否存在過(guò)一個(gè)已湮滅的文明?也許在數(shù)十年或者數(shù)百年以后當(dāng)人類(lèi)真正實(shí)現(xiàn)火星移民的那一刻開(kāi)始，這顆紅色的沙漠星球會(huì)向地球文明展現(xiàn)它曾經(jīng)的輝煌，而我們這一代人也有那么一絲機(jī)會(huì)可以看到。
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火星表面:一條”龍“的景象是什么?
在我們太陽(yáng)系內(nèi)，有八大行星環(huán)繞太陽(yáng)運(yùn)行，由于各大行星離太陽(yáng)的距離不同，所以公轉(zhuǎn)周期也不相同。離太陽(yáng)較近的行星公轉(zhuǎn)周期相對(duì)較短，離太陽(yáng)較遠(yuǎn)的行星公轉(zhuǎn)周期相對(duì)較長(zhǎng)。雖然公轉(zhuǎn)周期不同，兩顆行星還是會(huì)在特定的時(shí)間距離達(dá)到最近。如火星大約每隔26個(gè)月就會(huì)出現(xiàn)火星沖日現(xiàn)象，與我們地球達(dá)到最近，這也是我們探索火星的發(fā)射窗口。在這個(gè)時(shí)間段發(fā)射探測(cè)器前往火星，技術(shù)難度相對(duì)較低，飛行時(shí)間也會(huì)最短。
離上一次火星沖日現(xiàn)象已經(jīng)過(guò)去20多個(gè)月，新的火星沖日現(xiàn)象即將在2020年夏季到來(lái)，也就是說(shuō)，我們即將迎來(lái)了新的火星發(fā)射升空。按照目前的計(jì)劃，在今年夏季將會(huì)有多個(gè)呼吸探測(cè)器發(fā)射升空，其中包括我們國(guó)家的火星探測(cè)器和美國(guó)的火星探測(cè)器。
和其他國(guó)家探索火星相比，我們國(guó)家在今年的火星探索中會(huì)更有特色。因?yàn)檫@是我們首次探索火星，將會(huì)首次登陸到火星表面。在這一次探索火星項(xiàng)目中，我們國(guó)家將會(huì)一次完成環(huán)繞火星、登陸火星、巡視火星。從這一點(diǎn)來(lái)看，雖然我們探索火星的起步晚，但是起點(diǎn)高。要知道，nasa等航天機(jī)構(gòu)探索火星也是一步一步來(lái)，先是發(fā)射火星探測(cè)器環(huán)繞火星，再發(fā)射火星著陸器，而我們是在第一次探索任務(wù)中，就直接完成這幾大步驟。
這也說(shuō)明我們國(guó)家在深空探索、登陸外星球方面的技術(shù)已經(jīng)比較成熟。雖然我們尚未踏足到5500萬(wàn)公里外的火星，但是在嫦娥系列探測(cè)器探索、登陸月球的任務(wù)中，我們已經(jīng)掌握了登陸外星球的技術(shù)。所以，在即將展開(kāi)的登陸火星項(xiàng)目中，我們有信心完成這樣的探索任務(wù)。在我們“踏足”到火星之前，先欣賞一下其它探測(cè)器發(fā)回的火星照片。
nasa探測(cè)器拍攝到“龍”的畫(huà)面
據(jù)2020年4月14日的一則科學(xué)報(bào)告，美國(guó)航天局nasa公布了火星偵察軌道器所搭載的hirise相機(jī)拍攝到的火星照片，從照片中，我們可以看到一個(gè)很奇妙的景象，在火星表面居然出現(xiàn)了像“龍”的景象。當(dāng)然，指的是火星的一些地質(zhì)結(jié)構(gòu)在太空中看起來(lái)像“龍”，并不是說(shuō)火星存在龍這種動(dòng)物。
當(dāng)時(shí)火星偵察軌道器與火星的距離并不是很遠(yuǎn)，大約為160英里(相當(dāng)于257公里)，也算是近距離飛掠了火星，看到了這一幕。對(duì)于這個(gè)“龍”的形成原因，研究人員認(rèn)為，可能是一個(gè)峽谷，古老的湖水流淌留下的痕跡。這也說(shuō)明了一點(diǎn)，這個(gè)發(fā)現(xiàn)可能進(jìn)一步證實(shí)遠(yuǎn)古時(shí)代的火星，確實(shí)是存在液態(tài)水的。
火星還是比較活躍的
歐洲航天局(esa)的火星快車(chē)號(hào)軌道探測(cè)器在環(huán)繞火星時(shí)，也拍攝到很多火星的照片，如此前就拍攝到火星表面出現(xiàn)了一些很深的裂縫。從拍攝到的畫(huà)面中，我們可以看到長(zhǎng)長(zhǎng)的、深深的裂縫。據(jù)科學(xué)報(bào)告的資料顯示，這些裂縫是火星的科柏洛斯槽溝系統(tǒng)的一部分，形成時(shí)間并不是很久，大約是1000萬(wàn)年前才形成的。這說(shuō)明了火星的地質(zhì)還是比較活躍。nasa的洞察號(hào)探測(cè)器也發(fā)現(xiàn)火星出現(xiàn)了比較頻繁的火星地震。
對(duì)于火星出現(xiàn)裂縫、地震的情況，是好消息還是壞消息，確實(shí)是難以評(píng)判。出現(xiàn)地震，說(shuō)明火星還活躍，這是好消息。不過(guò)，由于未來(lái)我們?nèi)?..
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火星表面：火星大氣層，火星竟然有極光現(xiàn)象？
火星，是離太陽(yáng)第四近的行星，為太陽(yáng)系中四顆類(lèi)地行星之一。西方稱火星為瑪爾斯，是羅馬神話中的戰(zhàn)神;古漢語(yǔ)中則因?yàn)樗鼰蔁扇缁?，位置、亮度時(shí)常變動(dòng)讓人無(wú)法捉摸而稱之為熒惑?；鹦窃谔?yáng)系的八大行星中，第二小的行星，其質(zhì)量、體積僅比水星略大。
本圖拍攝于1976年6月，由海盜1火星探測(cè)器操作。圖片展示了火星表面稀薄的大氣層和塵土遍布的紅色地表?！獔D片來(lái)源： (美國(guó))國(guó)家航空和航天局的海盜1火星探測(cè)器拍攝
基于火星與我們的星球具有諸多共性，它也經(jīng)常被稱為“孿生地球”。它們都是類(lèi)地行星、都有極地冰冠;以及兩者一度在各自的地表都有活性大氣和液態(tài)水。而在其他方面，兩者則有很大區(qū)別。尤其在各自的大氣和氣候方面，火星可以說(shuō)是與地球截然不同。
舉個(gè)例子!每當(dāng)談到火星的天氣，預(yù)測(cè)內(nèi)容通常是都極富戲劇性。不但火星的天氣(martian weather)日日不同，有時(shí)就連每個(gè)小時(shí)間都變化各異。對(duì)于一個(gè)表面氣體密度只有地球大氣1%的星球來(lái)說(shuō)，這看起來(lái)有點(diǎn)不同尋常。但是當(dāng)極端天氣和氣象現(xiàn)象來(lái)臨時(shí)，火星卻實(shí)實(shí)在在地掌握著主動(dòng)權(quán)。
火星的大氣層
火星的大氣層非常稀薄，包括96% 的二氧化碳、 1.93%的氬和1.89%的氮，附帶些微的氧和水?？諝庵胁紳M了灰塵，包括直徑1.5微米的顆粒。正是這些顆粒將火星表面的天空染成了黃褐色。火星的氣壓在0.4 到0.87 kpa之間，這個(gè)數(shù)值范圍相當(dāng)于地球海平面測(cè)量值的1% 。
本圖闡明了甲烷進(jìn)入和脫離火星大氣層的可能途徑?！獔D片來(lái)源：(美國(guó))國(guó)家航空和航天局nasa/jpl-caltech/sam-gsfc/univ. of michigan
正是因?yàn)榛鹦谴髿鈱尤绱讼”?，且距離太陽(yáng)更遠(yuǎn)，所以它的地表溫度比我們?cè)诘厍蛏纤荏w驗(yàn)到溫度的更低。該星球的平均溫度只有-46 °c (-51 °f),冬季時(shí)兩極地區(qū)的溫度低達(dá) -143 °c (-225.4 °f) ，而夏季正午時(shí)分赤道的溫度則高達(dá) 35 °c (95 °f)。
由于兩極地區(qū)的溫度極低，空氣中25-30%的二氧化碳凝固成了干冰沉積在地面上。火星極冠地區(qū)以水為主，北極區(qū)域的干冰層冬季厚度可達(dá)一米;而南極則常年覆蓋著厚達(dá)八米的干冰層。
火星的大氣層里，還探測(cè)到了微量的甲烷和氮。對(duì)于前者甲烷，發(fā)表于2014年12月16日的《好奇號(hào)火星探測(cè)器監(jiān)測(cè)到的“巔峰成果”》里給出的預(yù)估濃度為30ppb。此次監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)是非常局部的，而且甲烷的來(lái)源一直是個(gè)謎。 同樣的，氨的來(lái)源也無(wú)法確定。雖然火山活動(dòng)可能是原因之一，但這也只是一種提議。
氣象現(xiàn)象：
火星那劇烈的沙塵暴氣候也非常有名，范圍涵蓋了從小龍卷風(fēng)到全球性沙塵現(xiàn)象。以后者為例，這種氣候現(xiàn)象其實(shí)就是粉塵被吹到大氣當(dāng)中，經(jīng)由太陽(yáng)光照射而導(dǎo)致溫度升高。較溫?zé)岬姆蹓m混合空氣上升而且風(fēng)力越來(lái)越強(qiáng)，然后形成了范圍寬達(dá)數(shù)千公里的沙塵暴，而且每次這種氣候現(xiàn)象都能持續(xù)數(shù)月。當(dāng)達(dá)到這...
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