探索宇宙空間的未解之謎-火星

探索宇宙空間的未解之謎——火星火星是太陽系由內(nèi)往外數(shù)的第四顆行星，屬于類地行星，直徑為地球的一半，自轉(zhuǎn)軸傾角、自轉(zhuǎn)周期相近，公轉(zhuǎn)一周則花兩倍時間。類地行星是以硅酸鹽石作為主要成分的行星。類地行星的結(jié)構(gòu)大致相同：一個主要是鐵的金屬中心，外層則被硅酸鹽地幔所包圍。它們的表面一般都有峽谷、隕石坑、山和火山?；鹦窃谖鞣椒Q為戰(zhàn)神馬爾斯，中國則稱為“熒惑”。橘紅色外表是因?yàn)榈乇淼某噼F礦（氧化鐵）?；鹦腔旧鲜巧衬行?，地表沙丘、爍石遍布，沒有穩(wěn)定的液態(tài)水體。二氧化碳為主的大氣既稀薄又寒冷，沙塵懸浮其中，每年常有塵暴發(fā)生?；鹦莾蓸O皆有水冰與干冰組成的極冠，會隨著季節(jié)消長。

人們對火星的觀測最早可以追溯到古希臘時期，但那時人們觀測火星就和其他天體般，大部分是為了占星，而為了科學(xué)目的主要在十七世紀(jì)之后，如開普勒探索行星運(yùn)動定律時就是依據(jù)了第谷積累的大量而精密的火星運(yùn)行的觀測資料。自從1962年前蘇聯(lián)火星1號探測火星失敗后，人類從未停止對火星探測的腳步。早前，“火星勘測軌道飛行器”和“機(jī)遇”號火星車分別發(fā)現(xiàn)火星表面曾有水以及火星可能有地下水的線索。日前，美國科學(xué)家借助“奧德賽”探測器又在火星上發(fā)現(xiàn)了奇特洞穴。這七個洞穴分布在火星阿爾西亞火山的側(cè)面。洞口寬度在100米到252米之間。由于洞口基本觀測不到洞底，科學(xué)家們只能估算出這些洞至少有80米到130米深。這些洞穴的發(fā)現(xiàn)具有重要意義。首先，如果火星上曾有原始生命形式存在，這些洞穴可能是火星上唯一能為生命提供保護(hù)的天然結(jié)構(gòu)。其次，如果條件適宜，這些洞穴將來可能作為人類登陸火星之后的居住點(diǎn)。自1976年“海盜號”探測器和20年后“全球勘探者”查明火星地形的全貌以來，我們知道火星南北半球表面的地貌有很大差異。北半球幾乎是光滑的平地，環(huán)形山為數(shù)不多，而南半球由許多環(huán)形山覆蓋?；鹦潜卑肭虻钠骄叨燃s比南半球“矮”約３０００米，外殼也相對較薄。地貌上，南北半球分界線呈現(xiàn)為清晰可見的一條巨大曲線。

據(jù)估計，火星上直徑寬于３０公里的深坑數(shù)超過３０００個，其中約９０％分布在南半球。北半球則存在巨型隕石坑伯勒里斯盆地。這個事實(shí)表明，南半球是比北半球更古老的地形。赤道一帶有因大規(guī)?；鹕交顒釉斐傻乃栁魉股絽^(qū)?；鹦悄媳卑肭虻孛膊町惥薮?，成因一直是未解之謎。探測與研究火星具有重要的科學(xué)意義，具體如下：第一，探索火星上的生命存在。這是目前人類他內(nèi)測火星的重要課題之一。探測表明，火星目前的環(huán)境不適合生命的存在。因?yàn)榛鹦潜砻鏇]有誰，氣候極為惡劣，火星大氣的密度不足以使得火星表面有合適的溫度和溫差，其成分也不適合生命的存在。但根據(jù)觀測結(jié)果表明火星上有干枯的河川，有水曾流過的痕跡。遠(yuǎn)古時期，火星可能存在過生命。第二，研究火星表面水的消失過程。火星表面水的消失可能是生命小時的主要原因。關(guān)于火星表面水的消失過程的理論機(jī)制問題，科學(xué)界主要有兩種觀點(diǎn)。一種認(rèn)為火星表面的水以沉積巖的形式存在于火星的地表之下。另一種認(rèn)為水是通過蒸發(fā)和電離，變成帶電粒子沿著火星的磁力線逃逸出了火星的大氣。通過探測火星巖中的剩余磁場，從而研究火星上組成的水離子成分如何在不同歷史時期的不同強(qiáng)度磁場的控制之下進(jìn)行逃逸的過程。第三，研究火星本底磁場的長期演變。這對于研究地球磁場的長期演化具有重要的意義?；鹦沁h(yuǎn)古時期同地球一樣，具有生命存在的條件?；鹦侵跃哂薪裉爝@樣的環(huán)境，關(guān)鍵問題在于其本底磁場的演化?；鹦潜镜状艌龅难莼瑢τ诨鹦堑拇艑雍碗婋x層中栗子的動力學(xué)和逃逸過程起著控制性的作用。第四，研究火星的大氣和氣候的演變過程。這也是探測火星的主要目標(biāo)之一。遠(yuǎn)古氣候和大氣的狀況以及火星大氣和氣候長期演變的原因，也對于研究火星上生命存在與消失問題是非常重要的。第五，掌握火星的地貌和地質(zhì)特征。對火星的表面進(jìn)行直接照相來研究火星的地貌。研究結(jié)果表明，火星地表分布著大峽谷和高山，高差約為12-14公里，有水流過的痕跡。初步探測資料分析表明，火星表面大部分地區(qū)覆蓋著土壤?；鹦菐r石元素成分中，氧元素含量最高，其次是硅，然后依次是鐵、鎂、鈣和硫。但這是否具有火星的全球代表性，任然需要進(jìn)一步的探測來回答。探測火星的巖石成分，除了對研究火星表面水的消失過程、火星本底磁場的長期變化以及火星大氣和氣候的長期演變過程具有重要意義外，還對于研究火星的形成過程、火星地質(zhì)的長期演變過程、火星表面成分的長期演化過程、巖石