火星

火星（英語：Mars；拉丁語：Martis；天文符號(hào)：♂），是距離太陽第四近的行星，也是太陽系中僅次于水星的第二小的行星，為太陽系里四顆類地行星之一。

歐洲古稱火星為“瑪爾斯37”，古羅馬神話中的“戰(zhàn)神”，也被稱為“紅色星球”。古漢語中則因?yàn)樗鼰蔁扇缁穑恢煤土炼葧r(shí)常變動(dòng)而稱之為熒惑。

其橘紅色外表是因?yàn)榈乇肀怀噼F礦（氧化鐵）覆蓋，火星的直徑約為地球的一半，自轉(zhuǎn)軸傾角和自轉(zhuǎn)周期則與地球相近，但公轉(zhuǎn)周期是地球的兩倍?；鹦橇炼茸罡呖蛇_(dá)-2.9等，但在大部分時(shí)間里比木星暗。1

火星大氣以二氧化碳為主（95.3%），既稀薄又寒冷，遍布撞擊坑、峽谷、沙丘和礫石，沒有穩(wěn)定的液態(tài)水。南半球是古老、充滿撞擊坑的高地，北半球則是較年輕的低地平原?；鹦巧献畲蟮幕鹕健獖W林匹斯山和最大的峽谷—水手號(hào)峽谷?；鹦怯袃蓚€(gè)天然衛(wèi)星：火衛(wèi)一和火衛(wèi)二，形狀不規(guī)則，可能是捕獲的小行星。根據(jù)觀測(cè)的證據(jù)，在火星觀察到類似地下水涌出的現(xiàn)象，南極冰冠有部分退縮，雷達(dá)數(shù)據(jù)顯示兩極和中緯度地表下存在大量的水冰。

火星有美國(guó)宇航局和歐洲發(fā)射的四艘在軌環(huán)繞探測(cè)器，分別是奧德賽號(hào)、火星快車號(hào)、火星全球勘測(cè)者和MAVEN火星探測(cè)器。表面還有多個(gè)美國(guó)的火星車，如好奇號(hào)、洞察號(hào)以及結(jié)束任務(wù)的火星探路者號(hào)、鳳凰號(hào)、勇氣號(hào)和機(jī)遇號(hào)等等。7

2021年5月15日，科研團(tuán)隊(duì)根據(jù)“祝融號(hào)”火星車發(fā)回遙測(cè)信號(hào)確認(rèn)，“天問一號(hào)”著陸巡視器成功著陸于預(yù)選著陸區(qū)，中國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)取得圓滿成功。 34

命名

古羅馬人稱火星為“馬爾斯”，是羅馬神話中的“戰(zhàn)神”，古巴比倫人也稱為“紅色星球”，因其為紅色。

在中國(guó)，取其“熒熒如火、亮度與位置變化甚大使人迷惑”之意，命名“熒惑”?！渡袝に吹洹酚涊d：“在璇璣玉衡以齊七政。”孔穎達(dá)疏：“七政，其政有七，于璣衡察之，必在天者，知七政謂日月與五星也。木曰歲星，火曰熒惑星，土曰鎮(zhèn)星，金曰太白星，水曰辰星?！爆F(xiàn)今則取名“火星”。

形成與演化

大約45億年前，當(dāng)太陽系進(jìn)入目前的布局時(shí)，火星是在引力吸引旋轉(zhuǎn)的氣體和塵埃進(jìn)入時(shí)形成的，成為距離太陽第四顆行星。火星的大小約為地球的一半，與其他類地行星一樣，它有一個(gè)中心核心、巖石地幔和固體地殼。60

根據(jù)撞擊坑定年法和地層疊置交錯(cuò)關(guān)系將火星地質(zhì)年代分為四個(gè)階段：前諾亞紀(jì)(Pre-Noachian)、諾亞紀(jì)(Noachian)、西方紀(jì)(Hesperian)和亞馬遜紀(jì)(Amazonian)。前諾亞紀(jì)距今約4.1~4.6億年，撞擊與火山事件使早期地表不復(fù)存在，因而將最早的數(shù)億年歸為前諾亞紀(jì)。該時(shí)期形成了包括北部低地、烏托邦平原等地質(zhì)單元，具有全球性磁層，但當(dāng)時(shí)的大氣性質(zhì)、地表揮發(fā)分組成仍然是未解之謎。61

諾亞紀(jì)

諾亞紀(jì)距今3.7~4.1億年，該時(shí)期以海拉斯盆地的形成為底界，分為早、中、晚諾亞世。諾亞紀(jì)的顯著特征為高頻率的撞擊、侵蝕和廣泛溝谷地貌的形成，也包括塔爾西斯火山省主體部分的聚集以及大量風(fēng)化產(chǎn)物(如層狀硅酸鹽)的形成。諾亞紀(jì)大多數(shù)火山活動(dòng)都集中在塔爾西斯區(qū)域，大型撞擊盆地和北部盆地也可能分布有大量埋藏在較年輕沉積物中的諾亞紀(jì)火山巖。撞擊高地中暴露的大多數(shù)物質(zhì)可能是原生火山巖或受撞擊改造的火山巖，它們主要是富含低鈣輝石的玄武巖，以及不同含量的橄欖石。在諾亞紀(jì)大部分區(qū)域探測(cè)到的原生火成巖礦物(特別是橄欖石)表明當(dāng)時(shí)的風(fēng)化作用十分有限。61

西方紀(jì)

西方紀(jì)距今3.0~3.7億年，大致與地球的太古代早期處于同一時(shí)期。西方紀(jì)的主要特征是火山作用，形成了廣泛的熔巖平原。與諾亞紀(jì)相比，山谷形成率較低，但有大量的外流河道、湖泊或海洋形成。此外，西方紀(jì)侵蝕率極低，形成層狀硅酸鹽的蝕變作用急劇減弱或停止，并在局部區(qū)域富集硫酸鹽礦物?；鹦潜砻娴那治g率、風(fēng)化率和山谷形成率的急劇下降強(qiáng)烈表明西方紀(jì)期間氣候可能由暖濕向干冷轉(zhuǎn)變，地表和氣候條件不利于侵蝕和風(fēng)化作用的發(fā)生。西方紀(jì)的火山作用主要表現(xiàn)在脊?fàn)钇皆鸵恍┑桶軤罨鹕降男纬?，與脊?fàn)钇皆纬上嚓P(guān)的火山噴發(fā)的二氧化硫排放可能導(dǎo)致了顯著的溫室效應(yīng)，造成早期西方紀(jì)火星氣候間歇性變暖，隨后隨著火山作用的減退，二氧化硫迅速從大氣中消失，地表溫度下降。在西半球，熔巖平原主要分布在塔爾西斯火山東部外圍區(qū)域。在東半球，熔巖平原形成了西方平原、大瑟提斯平原和海拉斯盆地大部分的底部區(qū)域。西方紀(jì)廣泛存在的火山活動(dòng)使火星約30%的區(qū)域發(fā)生了地表重塑，同時(shí)這也可能是該時(shí)期硫酸鹽大量沉積的原因。61

亞馬遜紀(jì)

亞馬遜紀(jì)距今約3億年，并一直持續(xù)到現(xiàn)在，其覆蓋了火星地質(zhì)歷史的三分之二。盡管亞馬遜紀(jì)持續(xù)的時(shí)間相當(dāng)長(zhǎng)，但由撞擊作用、構(gòu)造作用和火山活動(dòng)造成的地貌變化較小。此外，還持續(xù)了晚西方紀(jì)極低的侵蝕率和風(fēng)化率特點(diǎn)。與火星早期相比，亞馬遜紀(jì)冰川和風(fēng)的作用對(duì)地表的改造更為明顯。亞馬遜紀(jì)最顯著的特征是冰川的活動(dòng)，且在中高緯度地區(qū)冰川活動(dòng)更為明顯?；鹦擒壍纼A角的變化對(duì)冰川的活動(dòng)與分布會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的影響，當(dāng)傾角較大時(shí)冰川將會(huì)從極區(qū)轉(zhuǎn)移到較低緯度并聚集積累。亞馬遜紀(jì)的火山作用主要集中于塔爾西斯和埃律西昂地區(qū)，火星表面的大型盾形火山最終形成，它們附近會(huì)形成較大面積的熔巖平原，亞馬遜紀(jì)也存在地表水的活動(dòng)，如在塔爾西斯和埃律西昂區(qū)域盾狀火山的附近形成了外流河道。這一時(shí)期最為普遍出現(xiàn)的水流地貌為撞擊坑內(nèi)壁上廣泛發(fā)育的沖溝，它們可能是由地下冰層融化釋放的液態(tài)水形成。61

公轉(zhuǎn)與自轉(zhuǎn)

公轉(zhuǎn)

火星與太陽平均距離為1.52AU（天文單位），近日點(diǎn)1.38AU，遠(yuǎn)地點(diǎn)1.67AU，公轉(zhuǎn)周期為687地球日，1.88地球年（以下稱年），或668.6火星日。平均火星日為24小時(shí)39分35.244秒，或1.027491251地球日。在地球，火星肉眼可見，亮度可達(dá)-2.9，在夜空中只暗于月球、金星和木星（大部分時(shí)間）。

自轉(zhuǎn)

火星自轉(zhuǎn)軸傾角為25.19度，和地球的相近，因此也有四季，只是季節(jié)長(zhǎng)度約為兩倍。由于火星軌道離心率大約為0.093（地球只有0.017），各季節(jié)長(zhǎng)度不一致，又因遠(yuǎn)日點(diǎn)接近北半球夏至，北半球春夏比秋冬各長(zhǎng)約40天。2009年10月26日為北半球春分，2010年5月13日為夏至，北半球處春季。

火星軌道和地球的一樣，受太陽系其他天體影響而不斷變動(dòng)。軌道離心率有兩個(gè)變化周期，分別是9.6萬年和210萬年，于0.002至0.12間變化；而地球的是10萬年和41.3萬年等，于0.005至0.058間變化（米蘭科維奇循環(huán)），火星與地球最短距離正慢慢減小。至于自轉(zhuǎn)軸傾角，火星是25.19度，但可由13度至40度間變化，周期一千多萬年，不像地球的穩(wěn)定處于22.1和24.5度間，是因?yàn)榛鹦菦]有如月球般的巨大衛(wèi)星來維持自轉(zhuǎn)軸。也因沒有大衛(wèi)星的潮汐作用，火星自轉(zhuǎn)周期變化小，而地球的會(huì)被慢慢拉長(zhǎng)，因此現(xiàn)今兩行星的自轉(zhuǎn)周期相近只是暫時(shí)現(xiàn)象。

發(fā)現(xiàn)歷史

極地冰冠

2007年3月，NASA的一項(xiàng)研究表明南極冠的冰假如全部融化，可覆蓋整個(gè)星球。推論有更大量的水凍在厚厚的地下冰層（cryosphere），只有當(dāng)火山活動(dòng)時(shí)才有可能釋放出來。史上最大的一次是在水手谷形成時(shí)，大量水釋出，造成的洪水刻劃出眾多的河谷地形，流入克里斯平原。另一次較小的一次，是在五百萬年前科伯洛斯槽溝（Cerberus Fossae）形成時(shí)，釋出的水在埃律西姆平原（Elysium Planitia）形成冰海，至2019年仍能看見痕跡。

火星上有冰存在的直接證據(jù)在2008年6月20日被美國(guó)宇航局的鳳凰號(hào)發(fā)現(xiàn)，鳳凰號(hào)在火星上挖掘發(fā)現(xiàn)了八粒白色的物體，當(dāng)時(shí)研究人員揣測(cè)這些物體不是鹽（在火星有發(fā)現(xiàn)鹽礦）就是冰，而四天后這些白粒就憑空消失，因此這些白粒一定升華了，鹽不會(huì)有這種現(xiàn)象?；鹦侨蚩睖y(cè)者所照的高分辨率照片顯示出有關(guān)液態(tài)水的歷史。盡管有很多巨大的洪水道和具有樹枝狀支流的河道被發(fā)現(xiàn)，還是沒發(fā)現(xiàn)更小尺度的洪水來源。推測(cè)這些可能已被風(fēng)化侵蝕，意味著這些河道是很古老的。

火星全球勘測(cè)者高解析照片也發(fā)現(xiàn)數(shù)百個(gè)在隕石坑和峽谷邊緣上的溝壑。它們趨向坐落于南方高原、面向赤道的隕石坑壁上。因?yàn)闆]有發(fā)現(xiàn)部分被侵蝕或被隕石坑覆蓋的溝壑，推測(cè)他們應(yīng)非常年輕。有個(gè)特別引人注目的例子：短短6年，溝壑又出現(xiàn)新的白色沉積物。NASA火星探測(cè)計(jì)劃（Mars Exploration Program）的首席科學(xué)家麥克·梅爾（Michael Meyer）表示，只有含大量液態(tài)水才能形成這樣的樣貌。而水是出自降水、地下水或其他來源仍是一個(gè)疑問。不過有人提議，這可能是二氧化碳霜或是地表塵埃移除造成的。11米深。另外，地下的水冰永凍土可由極區(qū)延伸至緯度約60°的地方。

探索生命

2000年，一塊火星隕石在美國(guó)于南極洲發(fā)現(xiàn)，編號(hào)為ALH84001的碳酸鹽隕石。美國(guó)國(guó)家航空航天局聲稱在這塊隕石上發(fā)現(xiàn)了一些類似微體化石結(jié)構(gòu)，有人認(rèn)為這可能是生命存在的證據(jù)，但有人認(rèn)為這只是自然生成的礦物晶體。但直到2004年，爭(zhēng)論的雙方仍然沒有任何一方占據(jù)上風(fēng)。海盜號(hào)（Viking）探測(cè)器曾做實(shí)驗(yàn)檢測(cè)火星土壤中可能存在的微生物。實(shí)驗(yàn)限于維京號(hào)的著陸點(diǎn)并給出了陽性的結(jié)果，但隨后即被許多科學(xué)家所否定。

現(xiàn)存生物活動(dòng)也是火星大氣中存在微量甲烷的解釋之一，但通常人們更認(rèn)同其它與生命無關(guān)的解釋。將來人類若對(duì)外星殖民，由于火星的友善條件（同其他行星相比，火星最像地球），火星很可能是首選目的地。太空存活藻類或幫助人類在火星耕作。國(guó)際空間站實(shí)驗(yàn)幸存的水藻分別是源于挪威斯瓦爾巴群島的球囊藻和來自南極的念珠藻。

2022年9月，據(jù)英國(guó)《新科學(xué)家》雜志網(wǎng)站報(bào)道，美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）的“毅力”號(hào)火星探測(cè)器在火星上發(fā)現(xiàn)了大量有機(jī)分子——被認(rèn)為是生命組成部分的含碳分子，這些物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)或使火星干涸的河流三角洲地區(qū)成為尋找生命的理想之地。NASA和歐洲空間局將在2026年向火星發(fā)射兩臺(tái)航天器，其中一臺(tái)將于2028年在火星著陸39。

2022年9月，中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所聯(lián)合香港大學(xué)李一良教授研究了柴達(dá)木盆地類火星極端環(huán)境中微生物的群落多樣性及其主要適應(yīng)機(jī)制，為深入認(rèn)識(shí)火星早期存在生命的可能性以及火星生命信號(hào)探測(cè)提供了方向指導(dǎo)。

2022年12月，施普林格·自然旗下專業(yè)學(xué)術(shù)期刊《自然-天文學(xué)》最新發(fā)表一篇行星科學(xué)論文稱，火星北部平原底下可能有一個(gè)直徑約4000千米的活躍地幔柱，該地幔柱會(huì)引起火星殼抬升，并將熱巖漿送到火星表面。這個(gè)地幔柱位于火星的埃律西昂平原(Elysium Planitia)，或許解釋了該地區(qū)的火山和地震活動(dòng)。

2022年12月26日，火星的北半球進(jìn)入春季，南半球進(jìn)入秋季，蔓延火星全球的沙塵暴季節(jié)也宣告結(jié)束。開啟了火星第37個(gè)新年。

2023年4月，中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）研究團(tuán)隊(duì)首次在火星橫向風(fēng)成脊表面識(shí)別出小型多邊形裂隙。

2023年6月14日，一個(gè)由多國(guó)行星科學(xué)家組成的研究團(tuán)隊(duì)，從“洞察”號(hào)火星探測(cè)器探測(cè)到的數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)，火星內(nèi)部質(zhì)量存在異常，或許其有一個(gè)全液態(tài)的核心。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在《自然》雜志上。

2024年10月18日消息，發(fā)表于最新一期《通訊·地球與環(huán)境》上的建模研究結(jié)合火星軌道探測(cè)器拍攝的圖片顯示，火星冰層中存在潛在的微生物棲息地，而正是暴露在火星表面的塵埃冰，為光合作用生命的存在創(chuàng)造了必要條件。該研究還認(rèn)為，位于火星中緯度的冰沉積物，將成為尋找火星生命的關(guān)鍵地點(diǎn)。美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)此次計(jì)算了在火星上觀測(cè)到的含塵量，以推斷冰結(jié)構(gòu)中是否存在輻射宜居區(qū)。

位置信息

火星距離地球最近時(shí)約為5500萬公里，最遠(yuǎn)時(shí)距離則超過4億公里。兩者之間的近距離接觸大約每15年出現(xiàn)一次。1988年火星和地球的距離曾經(jīng)達(dá)到約5880萬公里，而在2018年兩者之間的距離達(dá)到5760萬公里。但在2003年的8月27日火星與地球的距離僅為約5576萬公里，是6萬年來最近的一次。不過據(jù)天文學(xué)家推算，在從公元1600年到2400年這800年間，火星與地球的近距離只能排在第三位。根據(jù)推算結(jié)果，到2366年9月2日，兩者之間的距離將為約5571萬公里。而到2287年8月28日，兩者將更為接近，距離為約5569萬公里。一般來說，火星和地球距離近的年份是最適合登陸火星和在地面對(duì)火星觀測(cè)的時(shí)機(jī)。

天文數(shù)據(jù)

• 衛(wèi)星光環(huán)

火星有兩個(gè)天然衛(wèi)星：火衛(wèi)一，和火衛(wèi)二，形狀不規(guī)則，可能是捕獲的小行星?；鹦l(wèi)一（Phobos，英語發(fā)音“FOH bus”中譯：弗鉑斯）呈土豆形狀，一日圍繞火星3圈，距火星平均距離約9378公里。它是火星的兩顆衛(wèi)星中較大也是離火星較近的一顆?；鹦l(wèi)一與火星之間的距離也是太陽系中所有的衛(wèi)星與其主星的距離中最短的，從火星表面算起只有6000千米。它是太陽系中最小的衛(wèi)星之一，也是太陽系中反射率最低的天體之一?；鹦l(wèi)一上有一個(gè)巨大的撞擊坑，叫斯蒂克尼撞擊坑，由于軌道離火星很近，火衛(wèi)一的轉(zhuǎn)動(dòng)快于火星的自轉(zhuǎn)。因此從火星表面看火衛(wèi)一從西邊升起，在4小時(shí)15分鐘或更短的時(shí)間內(nèi)劃過天空在東邊落山。由于軌道周期短以及潮汐力的作用火衛(wèi)一的軌道半徑在逐漸變小，最終它將撞到火星表面，或者破碎形成火星環(huán)。

火衛(wèi)二（Deimos，中譯：戴摩斯）是火星最小的一顆衛(wèi)星，平均半徑為6.2千米（3.9英里），逃逸速度為5.6m/s（20km/h）。它是火星較小和較外側(cè)的已知衛(wèi)星，另一顆是火衛(wèi)一?；鹦l(wèi)二與火星的距離是23460千米（14580英里）以30.3小時(shí)的周期環(huán)繞火星，軌道速度為每秒1.35公里。在希臘神話中Deimos是阿瑞斯（Ares）與阿芙羅狄蒂（Aphrodite）的另一個(gè)兒子。“Deimos”在希臘語中意味著“驚慌”。

火星環(huán)境

溫度

火星的軌道是橢圓形。因此，在接受太陽照射的地方，近日點(diǎn)和遠(yuǎn)日點(diǎn)之間的溫差將近160攝氏度。這對(duì)火星的氣候產(chǎn)生巨大的影響?；鹦巧系钠骄鶞囟却蠹s為218K（開爾文，溫度單位，即從絕對(duì)零度-273.15℃開始的攝氏度）（-55℃，-67℉），但卻具有從冬天的140K（-133℃，-207℉）到夏日白天的將近300K（27℃，80℉）的跨度。盡管火星比地球小得多，但它的表面積卻相當(dāng)于地球表面的陸地面積。35

2008年7月31日，美國(guó)航空航天局科學(xué)家宣布，鳳凰號(hào)火星探測(cè)器在火星上加熱土壤樣本時(shí)鑒別出有水蒸氣產(chǎn)生。

2013年3月初，美國(guó)宇航局“好奇”號(hào)火星車發(fā)現(xiàn)火星巖石中存在含水礦物質(zhì)的可靠證據(jù)，該巖石樣本位于之前“好奇”號(hào)挖掘發(fā)現(xiàn)黏土層的鄰近位置。“好奇”號(hào)科學(xué)小組宣稱，科學(xué)家對(duì)該火星車挖掘的泥巖巖石粉末樣本分析表明，火星遠(yuǎn)古時(shí)期的環(huán)境狀況適宜微生物生存。3月18日（美國(guó)東部時(shí)間），美國(guó)德州月球和行星科學(xué)會(huì)議發(fā)布的一份新聞簡(jiǎn)報(bào)證實(shí)了另一項(xiàng)發(fā)現(xiàn)，表明挖掘地點(diǎn)之外的區(qū)域也存在著含水物質(zhì)。研究人員使用“好奇”號(hào)火星車上的紅外觀測(cè)相機(jī)，以及能夠釋放中子至火星表面的勘測(cè)儀器，他們發(fā)現(xiàn)之前“好奇”號(hào)抵達(dá)的含黏土巖層地點(diǎn)鄰近區(qū)域也存在著更多的水合礦物質(zhì)。35

2013年12月9日，NASA公布“火星好奇號(hào)”機(jī)器人拍攝到火星蓋爾環(huán)形山圖片?？茖W(xué)家表示，好奇號(hào)在附近進(jìn)行勘探并且發(fā)現(xiàn)可能存在水的可能；雖然沒有直接找到水，但科學(xué)儀器表明可能性非常大。

2015年03月06日，科學(xué)家稱火星表面曾非常濕潤(rùn)，含水量超過北冰洋。美國(guó)宇航局行星科學(xué)部門主管吉姆·格林（Jim Green）指出，對(duì)火星大氣開展的一項(xiàng)研究顯示這顆行星的幾乎整個(gè)北半球在歷史上都曾經(jīng)被深度達(dá)到1英里左右的水體所覆蓋。這項(xiàng)研究還發(fā)現(xiàn)火星地表直到大約12億年前還存在著大量的水體。

2015年9月29日，美國(guó)宇航局稱最新證據(jù)表明此前在火星表面一些隕坑坑壁上觀察到的神秘暗色條紋可能與間歇性出現(xiàn)的液態(tài)水體有關(guān)。來自衛(wèi)星的數(shù)據(jù)表明這些坑壁上的暗色條紋可能是含鹽水體沉積過程產(chǎn)生的結(jié)果。尤為關(guān)鍵的一點(diǎn)在于，這種含鹽水體將能夠改變火星表面水體的冰點(diǎn)與沸點(diǎn)，從而使得液態(tài)水體在火星地表的存在成為可能。

2018年7月25日，法新社消息稱，火星上發(fā)現(xiàn)了第一個(gè)液態(tài)水湖。報(bào)道稱，科學(xué)家們?cè)诨鹦巧习l(fā)現(xiàn)了巨大的地下蓄水層，這增加了火星上存在生命的期望。

2019年10月，美國(guó)航天局表示，“好奇”號(hào)火星車在火星蓋爾隕石坑內(nèi)發(fā)現(xiàn)了富含礦物鹽的沉積物，表明坑內(nèi)曾有鹽水湖，顯示出氣候波動(dòng)使火星環(huán)境從曾經(jīng)的溫潤(rùn)、潮濕演化為如今冰凍、干燥的氣候。

湖泊遺跡

環(huán)繞火星的衛(wèi)星證實(shí)了照片上巨大的隕石坑曾經(jīng)是一個(gè)火山湖?；鹦擒囋谝粋€(gè)水流的沉積物成扇形的三角洲著陸而發(fā)現(xiàn)了它。這個(gè)65千米寬的隕石坑雖然已經(jīng)徹底干枯了，但是這種跡象表明古老的火星上曾經(jīng)很濕潤(rùn)。圖片上的三角洲位于火星南部高地的厄伯斯華德隕石坑，看起來像是一個(gè)向右邊凹進(jìn)的半圓。它是在37億年前一次小行星的猛烈撞擊下形成的。

隕坑只有右邊是完整的，其余的被一個(gè)由后來隕石猛烈撞擊形成的更大的霍爾登隕坑所掀起的碎屑覆蓋。在圖片上看，霍爾登隕坑在圖片的左邊。35

火星的河口三角洲顯示火星曾是水世界。狹長(zhǎng)，彎曲的河道，用于湖水的流淌和沉積物的儲(chǔ)存。由于多年的侵蝕作用和行星的碰撞，沉積物掩埋堆積而促使表面干枯。三角洲的特殊性描繪出了一個(gè)曾充滿水的火山湖，清晰有力的證據(jù)顯示火星表面曾有液態(tài)水流淌過。厄伯斯華德隕坑和霍爾登隕坑都曾很自然的被認(rèn)定為美國(guó)宇航局下一個(gè)火星車“好奇號(hào)”的著陸點(diǎn)的候選者。

美國(guó)國(guó)家航空暨太空總署宣布，“好奇號(hào)”火星探測(cè)車在火星發(fā)現(xiàn)了一處早已干涸的遠(yuǎn)古淡水湖，并且找到了碳、氫、氧、硫、氮等關(guān)鍵的生命元素?？茖W(xué)家表示，理論上這個(gè)湖泊曾經(jīng)支持過一些簡(jiǎn)單的微生物存活。

2024年1月消息，一項(xiàng)利用美國(guó)“毅力”號(hào)火星車探測(cè)數(shù)據(jù)開展的新研究發(fā)現(xiàn)，火星赤道以北的耶澤羅隕石坑在遠(yuǎn)古時(shí)期曾存在一個(gè)巨大的湖泊和河流三角洲。隨著時(shí)間推移，隕石坑內(nèi)沉積物的沉積和侵蝕形成今天的地質(zhì)構(gòu)造。

遠(yuǎn)古海洋

火星上可能曾有過海洋，但是在地質(zhì)歷史上僅存在過一瞬間，這一分析讓這顆紅色星球上曾存在生命的觀點(diǎn)受到挫折。這是美國(guó)宇航局（NASA）加州帕薩迪納市噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的Tim Parker提出的一項(xiàng)新理論。在2016年3月他爭(zhēng)論稱，小行星連環(huán)撞擊早期火星可能曾讓水涌到該行星表面，至少暫時(shí)如此。

Parker一直認(rèn)為，海洋曾蔓延至火星北半球一半的面積，有跡象表明火星的表面一度被水覆蓋，如果火星一直像當(dāng)前看到的那樣干燥、被灰塵覆蓋，那么其大量地質(zhì)特征就很難解釋。

這些特征包括由NASA“機(jī)遇”號(hào)漫游者在火星上漫步十多年發(fā)現(xiàn)的多邊形裂縫。在地球上，這些裂縫需要水蒸氣才能形成，因此Parker認(rèn)為它們強(qiáng)烈表明，漫游者行走的地方曾是海洋的邊緣?！埃ā畽C(jī)遇’號(hào)行走過的）超過43公里的火星表面的均勻特征非常容易解釋，那里一度曾是淺海?！彼f。然而，問題在于古火星氣候模型很難匹配讓液體水留在火星表面的狀態(tài)，這需要更厚的大氣層。這些大氣層可能曾很快消失，留下了當(dāng)今的火星。

據(jù)美國(guó)太空網(wǎng)報(bào)道，科學(xué)家們已經(jīng)掌握更多證據(jù)證明在數(shù)十億年前火星表面的大部分地區(qū)曾經(jīng)被廣闊的海洋覆蓋有關(guān)這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)的文章已經(jīng)刊載于7月12日出版的《地球物理學(xué)報(bào)》上。

這些最新的證據(jù)來自正圍繞火星運(yùn)行的強(qiáng)大飛船“火星勘測(cè)軌道器”（MRO）拍攝的圖像。根據(jù)這些圖像科學(xué)家們識(shí)別出一個(gè)巨大的沖積三角洲，這個(gè)三角洲所在的河流最終注入一個(gè)面積幾乎覆蓋1/3火星表面的巨型海洋。

論述這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)的論文作者之一是美國(guó)加州理工學(xué)院地質(zhì)學(xué)助理教授麥克·蘭博（Mike Lamb），他表示：“科學(xué)家們長(zhǎng)期以來一直認(rèn)為火星北半球廣闊的低地平原是一片干涸的古代海洋，但是苦于缺乏確鑿的證據(jù)?！?/p>

此次的研究結(jié)果盡管距離給出直接的證據(jù)仍然有距離，但它的確進(jìn)一步支持了這一理論。研究小組仔細(xì)審視由火星勘測(cè)軌道器搭載的HiRise相機(jī)拍攝的火星北半球低地地區(qū)一小片區(qū)域的高分辨率圖像。該設(shè)備可以識(shí)別火星地表10英寸（約合25厘米）直徑的物體。更加具體而言，科學(xué)家們仔細(xì)觀察了一個(gè)名為“Aeolis Dorsa”的區(qū)域中的一部分，面積約100㎞2，這片地區(qū)距離蓋爾隕石坑約620英里（約合1000公里）。蓋爾隕坑便是美國(guó)好奇號(hào)火星車登陸的地方，它正在這一地區(qū)開展地質(zhì)考察。

這一小塊區(qū)域中分布有很多隆起的脊線，這主要是長(zhǎng)期流水沉積下來的一些較粗礫石堆積形成的。這種脊線在其所在的河流干涸很久之后仍然能夠繼續(xù)存在，從而告訴科學(xué)家們這里曾經(jīng)存在過的水系的情況。HiRise相機(jī)的圖像讓科學(xué)家們得以以極高的分辨率查看這一小塊地區(qū)的地表情況。研究人員發(fā)現(xiàn)這些高起的脊線呈放射狀擴(kuò)散而地形上朝向脊線末端逐漸降低高度，這就像是地球上的河流三角洲——即河流入?？诟浇那闆r。

在此之前在火星上便已經(jīng)發(fā)現(xiàn)過河流三角洲遺跡。但是其中絕大部分都位于隕石坑或其它地質(zhì)學(xué)上封閉的區(qū)域內(nèi)，因此那些案例所提示的是火星過去存在的湖泊，而不是一個(gè)全球性的海洋。但是這次的發(fā)現(xiàn)不同。研究論文的第一作者，加州理工的博士后羅曼·迪比爾斯（Roman DiBiase）表示：“這可能是最具說服力的證據(jù)之一，證明存在一個(gè)注入火星北部廣闊水域的河流三角洲遺跡?！?/p>

但是至于這個(gè)位于火星北半球的巨大水體究竟規(guī)模幾何，仍然是一個(gè)開放性的問題但是它至少曾經(jīng)完全淹沒了Aeolis Dorsa地區(qū)，覆蓋面積至少為3.86萬平方英里（約合10萬平方公里）。甚至很有可能這就是長(zhǎng)期以來科學(xué)家們苦苦尋找證據(jù)的火星全球海洋的證據(jù)有一部分科學(xué)家甚至認(rèn)為這個(gè)海洋有可能覆蓋了火星1/3的面積。

研究組也指出，這一三角洲所在的位置不排除在過去可能曾經(jīng)也是位于一個(gè)隕石坑內(nèi)部，但是后來這個(gè)隕石坑被完全侵蝕殆盡了。如果是這種情況那么就說明火星上的地質(zhì)活動(dòng)要比原先設(shè)想的復(fù)雜得多。

接下來研究人員打算繼續(xù)沿著這一地區(qū)附近的“海岸線”搜尋古代海洋存在的證據(jù)，從而為揭示這顆紅色星球過去更加溫暖潮濕的氣候環(huán)境提供證據(jù)蘭博表示：“在人類和其他人的工作中，包括好奇號(hào)火星車所做的研究都已經(jīng)在火星上發(fā)現(xiàn)了豐富的沉積紀(jì)錄這些沉積紀(jì)錄反映了火星過去環(huán)境的線索，包括降水，地表水體，河流三角洲以及可能存在的海洋”：“火星的古代環(huán)境以及這些環(huán)境下產(chǎn)生的沉積紀(jì)錄，都和地球非常相似。

2015年9月28日，科學(xué)家稱火星上不但只有位于兩極、已經(jīng)凝固成冰的水，更有只會(huì)在和暖季節(jié)時(shí)出現(xiàn)、流動(dòng)的液態(tài)水?？茖W(xué)家指他們的最新發(fā)現(xiàn)，強(qiáng)烈支持在火星表面上，有鹽水于夏季時(shí)分在部分斜坡上流動(dòng)的理論。報(bào)告指，這些又窄又黑、猶如手指的痕跡，只會(huì)在火星最和暖的季節(jié)時(shí)出現(xiàn)，但于其余時(shí)節(jié)就會(huì)消失。出現(xiàn)這種季節(jié)性的情況，是因?yàn)辂}降低了水的凝固點(diǎn)。不過，這次發(fā)現(xiàn)的最重要意義，是因?yàn)樗巧钠鹪?，因此今次發(fā)現(xiàn)火星存有流動(dòng)水，令科學(xué)家下一個(gè)目標(biāo)，就是要在火星上作進(jìn)一步的探索，以調(diào)查火星現(xiàn)時(shí)是否有任何微生物形態(tài)的生命。

2022年10月，美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)的科學(xué)家們?cè)诨鹦巧习l(fā)現(xiàn)了遠(yuǎn)古海洋的痕跡。結(jié)果刊登在《地球物理研究雜志：行星》上。41

水資源

2014年4月19日，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)火星內(nèi)部存在龐大的水資源，酷似巨型“地下水庫”，在某些地方的水資源儲(chǔ)量甚至與地球內(nèi)部相當(dāng)。這個(gè)發(fā)現(xiàn)可能顛覆了之前科學(xué)家對(duì)火星的研究，因?yàn)榭茖W(xué)家曾經(jīng)估計(jì)火星內(nèi)部的水資源相當(dāng)貧乏。專家稱：“人類對(duì)之前的研究感到困惑，因?yàn)楝F(xiàn)階段的發(fā)現(xiàn)意味著以往對(duì)火星內(nèi)部環(huán)境的認(rèn)識(shí)存在錯(cuò)誤，認(rèn)為火星內(nèi)部并不存在如此大量的‘水資源’?！贝送?，火星內(nèi)部的大量“水資源”應(yīng)該如何滲透進(jìn)入火星表面的呢。研究人員認(rèn)為火山是一個(gè)主要通道，可以將內(nèi)部的“水資源”轉(zhuǎn)移到火星表面。科學(xué)家研究了兩顆火星隕石，它們形成于火星的地幔中，其位于火星地殼下方。這些隕石之所以能在大約250萬年前墜落到地球上，是因?yàn)榛鹦窃?jīng)發(fā)生過一次猛烈的撞擊事件。

2024年8月，美國(guó)加州大學(xué)圣迭戈分校斯克里普斯海洋研究所領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)新研究證明，火星除了兩極的冰凍水外，仍然擁有大量液態(tài)水。該研究提供了迄今為止火星海洋的最有力證據(jù)，如果其結(jié)論屬實(shí)，將為進(jìn)一步探索該行星的宜居性以及尋找地外生命奠定基礎(chǔ)。研究成果8月12日發(fā)表在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》上。

水合礦物

美國(guó)宇航局的“好奇”號(hào)火星車發(fā)現(xiàn)更多證據(jù)，證明這顆紅色星球一度有水存在?？茖W(xué)家表示“好奇”號(hào)碾過的一塊火星巖裂開后暴露出內(nèi)部的白色結(jié)構(gòu)，說明含有水合礦物，在有水流過時(shí)形成。

“好奇”號(hào)對(duì)蓋爾隕坑內(nèi)的一個(gè)區(qū)域進(jìn)行了勘察。這個(gè)區(qū)域被稱之為“黃刀灣”?？茖W(xué)家認(rèn)為數(shù)十億年前水曾經(jīng)從這個(gè)隕坑的邊緣往下流淌，形成深度可達(dá)到3英尺（約合90厘米）的溪流。這些新發(fā)現(xiàn)是借助“好奇”號(hào)桅桿相機(jī)的紅外成像能力以及一臺(tái)可以向地面發(fā)射中子，用以探測(cè)氫的儀器得出的。近紅外光之間的亮度差異能夠揭示水合礦物的存在。這些礦物在水的作用下發(fā)生變化。借助于桅桿相機(jī)，在狹窄的紋理內(nèi)發(fā)現(xiàn)了強(qiáng)度提高的水合作用信號(hào)這些紋理穿過這一區(qū)域的很多巖石。這些明亮的紋理含有水合礦物，不同于在周邊巖層中發(fā)現(xiàn)的粘土礦物。

俄羅斯制造的中子動(dòng)態(tài)反照率測(cè)量?jī)x能夠探測(cè)土壤礦物中的水分子中的氫。研究結(jié)果顯示黃刀灣曾經(jīng)擁有的水?dāng)?shù)量超過“好奇”號(hào)此前造訪的其他地區(qū)?！霸邳S刀灣發(fā)現(xiàn)的水存在跡象超過‘好奇’號(hào)勘探過的其他地區(qū)。即使在黃刀灣內(nèi)也發(fā)現(xiàn)了水存在跡象數(shù)量的巨大差異?！?/p>

美國(guó)國(guó)家航空航天局宣布，好奇號(hào)對(duì)一個(gè)巖石樣本分析時(shí)發(fā)現(xiàn)了重要的化學(xué)元素，證明火星一度出現(xiàn)可支持生命存在的環(huán)境。在一個(gè)古代河床的沉積巖中的巖石粉末樣本中，發(fā)現(xiàn)了硫、氮、氫、氧、磷和碳，其中一些是形成生命所需的要素。數(shù)據(jù)顯示，“好奇”號(hào)當(dāng)前勘探的黃刀灣可能是一個(gè)古代河系的盡頭，或者是一個(gè)間歇濕潤(rùn)湖床，能夠?yàn)槲⑸锾峁┗瘜W(xué)能量以及其他必要條件。2018年1月，美國(guó)研究人員傳出了一個(gè)重大好消息，在火星地下，發(fā)現(xiàn)了更容易開采的水源。

2004年，機(jī)遇號(hào)火星車在“奮進(jìn)”隕石坑附近發(fā)現(xiàn)彈珠形藍(lán)色奇異物體，被形象地稱之為“火星藍(lán)莓”?？茖W(xué)家表示：“這些物體的外部似乎易碎，中部則較為柔軟。它們的密度、結(jié)構(gòu)和構(gòu)成均存在差異，分布也不同。這是一個(gè)非常有趣的地質(zhì)學(xué)謎團(tuán)?！币环N理論認(rèn)為火山噴出的巖漿形成了這些小球，而不是在水的作用下形成。在“火星藍(lán)莓”內(nèi)，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)大量赤鐵礦，說明它們?cè)诘叵滤┻^多孔巖過程中形成。水流能夠?qū)е乱幌盗谢瘜W(xué)反應(yīng)，促使鐵礦變成小球。不過，這一理論無法解釋“藍(lán)莓”的尺寸為何較小。研究發(fā)現(xiàn)，“火星藍(lán)莓”只是小隕石在穿過火星大氣層過程中分裂后留下的殘余，無法證明火星古代曾出現(xiàn)流水。隕石撞擊是一種更令人信服的解釋，能夠解釋“火星藍(lán)莓”的外形和構(gòu)成?？茖W(xué)家稱：“這些小球的任何一種物理特性都與凝固模型不匹配，但隕石理論能夠解釋它們的所有特性?！?/p>

在火星赤鐵礦石一致性方面，絕大多數(shù)“火星藍(lán)莓”的直徑都在0.16英寸（約合4毫米）左右，通常不超過0.24英寸（約合6.2毫米）。米斯拉教授指出“火星藍(lán)莓”的尺寸差異可以用隕石撞擊解釋。研究人員發(fā)現(xiàn)一顆直徑1.6英寸（約合4厘米）的隕石能夠產(chǎn)生1000顆直徑0.16英寸（約合4毫米）的小球，分布在面積廣闊的區(qū)域內(nèi)。隕石殘余理論同樣引發(fā)爭(zhēng)議。一些科學(xué)家指出這一理論未能參考一些關(guān)鍵因素。有專家稱：“雖然某些物體會(huì)在穿過火星大氣層過程中熔化，但這些小球并非在一些高溫事件中形成?！备衤迤嬷赋觥皺C(jī)遇”號(hào)對(duì)“火星藍(lán)莓”進(jìn)行的分析顯示這些小球在低溫過程中形成。

中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心空間天氣學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室劉洋研究員團(tuán)隊(duì)，利用祝融號(hào)火星車獲取的短波紅外光譜和導(dǎo)航與地形相機(jī)數(shù)據(jù)，在著陸區(qū)發(fā)現(xiàn)了巖化的板狀硬殼層，通過分析光譜數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，這些類似沉積巖的板狀硬殼層富含含水硫酸鹽等礦物。這標(biāo)志著祝融號(hào)實(shí)現(xiàn)了國(guó)際上首次利用巡視器上的短波紅外光譜儀在火星原位探測(cè)到含水礦物。這一發(fā)現(xiàn)對(duì)理解火星的氣候環(huán)境演化歷史具有重要意義，該成果于5月11日發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊 Science Advances上。

長(zhǎng)期水活動(dòng)

2025年1月15日，從中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)獲悉，該?？蒲袌F(tuán)隊(duì)通過對(duì)火星海拉斯盆地西北部地區(qū)的峽谷網(wǎng)進(jìn)行研究，認(rèn)為該區(qū)域可能經(jīng)歷長(zhǎng)期水活動(dòng)，是尋找宜居環(huán)境和潛在火星生命的理想場(chǎng)所，也是建立火星基地的優(yōu)選區(qū)域。相關(guān)成果發(fā)表于國(guó)際期刊《地球物理研究雜志：行星》(Journal of Geophysical Research: Planets)。

行星特征

大氣層

火星的大氣密度只有地球的大約1%，非常干燥，低溫。在火星的早期，它與地球十分相似。像地球一樣，火星上幾乎所有的二氧化碳都被轉(zhuǎn)化為含碳的巖石。但由于缺少地球的板塊運(yùn)動(dòng)，火星無法使二氧化碳再次循環(huán)到它的大氣中，從而無法產(chǎn)生意義重大的溫室效應(yīng)。因此，即使把它拉到與地球距太陽同等距離的位置，火星表面的溫度仍比地球上的冷得多。

火星的大氣主要是由遺留下的二氧化碳（95.3%）加上