火星的形成与演化论文有文献

宇宙的爆炸！

火星，因其荧荧如火，亮度经常变化，位置也不固定，我国古人将火星取名为“荧惑”；古巴比伦人称“尼嘎”（刚烈英雄）；古埃及人称“哈·底契” （红色亮星）。在古希腊和古罗马的神话中，火星是宙斯和赫拉的儿子，他司职战争，形象英俊，勇猛顽强，喜欢打仗，是力量与权力的象徵，是好斗与屠杀的战神。古希腊人称火星为“阿瑞斯”（战神）。 火星有两个平均直径十几千米的小卫星，就是以阿瑞斯的两个儿子——福波斯和德瑞斯命名的；古罗马人称火星为“玛尔斯”，是身披盔甲浑身是血的战神，火星的符号是♂。Mars之名和火星符号被国际沿用至今。 1609年，意大利科学家伽利略第一次用望远镜观察火星，开创了人类用科学仪器观测火星之先河。1666年，G.卡西尼 通过望远镜观察火星并确定了其转动周期，计算火星的日长是24小时40分钟。1672年，惠更斯第一次发现在火星的南极有一个白点，可能是极冠，并第一次提出了可能存在地外生命的猜想。1777－1783年，英国天文学家W.赫歇尔用自己发明的望远镜研究了火星，并错误地认为火星上黑暗的地方是海洋，明亮的地方是陆地，还认为所有的星球都居住有生命。他还预言，也许火星居民也享受着与我们类似的环境。 1877年米兰天文台台长亚帕雷利斯基观测火星之后，宣布他看到了火星上的“cannali”，原意是道路却被错译为“运河”，后来演绎出火星上有运河就有开凿和利用运河的火星人和兴盛的农业。19世纪末，开始了火星运河的狂热研究，大量有关 “火星人”、“火星人袭击地球”、“大战火星人”等小说和电影应运而生。1905年，美国的厄尔火星观察台，拍摄到火星38条“运河”的照片。 已知的火星 太阳系的八大行星，按照距离太阳由近及远的次序依次是：水星、金星、地球和火星，由于它们体积较小，密度较大，具有固体的岩石表面，被称为类地行星或内行星；火星之外是木星、土星、天王星和海王星四个巨行星，也叫类木行星。 火星的平均赤道半径为3393千米，仅为地球的53%；火星的质量是地球质量的；火星绕太阳的公转的运行轨道呈椭圆形，周期为687天，即个地球年；火星的自转情况跟地球相似，自转方向跟地球相同，自转周期也就是火星一天的时间为小时；火星的自转轴是倾斜的，倾角为。，因此火星上也有四季变化，但每个季节大约比地球季节要长一倍。 火星与太阳的距离比地球远，平均距离约为 亿千米（地球约亿千米），火星表面的年平均温度为-57。C,表面昼夜温度变化于20℃到一139℃之间，火星比地球寒冷，昼夜温差比地球大。 火星表面的重力加速度是米/秒2，逃逸速度米/秒，而地球分别是米/秒2和米/秒；因此火星的引力场较弱，大气比较稀疏容易逃逸，平均表面气压仅700帕，不到地球海平面气压的1%。火星大气的主要成分是CO2（占），其次是N2（占）。火星由于大气稀薄，风速很大，风在火星表面肆虐，形成了广泛分布的活动沙丘和沙漠。火星上经常发生台风和龙卷风。当风速达到50～100米/秒时，100微米的尘沙被吹到大气中，形成区域性尘暴。每个火星年约发生上百次区域性尘暴，几个区域性尘暴偶然联合起来，把大量尘沙卷到30千米的高空，发展成全球性大尘暴，可持续几个星期。 火星的地形明显地不对称，南半球的地势比北半球高。火星表面的2/3都是古老的、撞击坑非常密集的地形。南半球分布有无数网络状的河谷系统，它们看上去象是被流水切割形成的，太阳系最长、最大的水手大峡谷，长3000多千米，宽600千米、深约8千米；而地球上美国亚利桑那州的“大峡谷”，其长度仅 800千米、宽30千米、深千米。火星给人印象最深刻的面貌是巨大的盾状火山，例如奥林匹克火山就是一个庞然大物，直径达550千米，山峰高千米，是太阳系最高的山峰。火星的北半球似乎曾经是辽阔的大洋盆地，是“河流”汇集的“海洋”。火星是一个寒冷的、干燥的荒漠世界。 寻找生命迹象 自1961年以来，美国和前苏联在火星探测上展开了一场激烈的竞争。 2003年，欧空局开始发射“火星快车”探测火星，迄今为止对火星实施了42次探测，探测方式实现了对火星的飞越、环绕、软着陆、火星车巡视和现场分析样品，突破了一系列关键技术，大大提高了人类对太阳系探测的能力，获得了对火星深入系统的科学认识。火星探测的科学问题主要集中在探测火星生命活动的信息，探测与研究火星的演化，以及与类地行星的比较研究和探讨火星的长期改造与今后大量移民建立人类第二个栖息地的前景，为人类社会的持续发展服务。 火星探测的首要任务是探测火星生命活动的信息。通过大量火星轨道环绕探测器的探测，特别是美国在1975年发射的海盗1号和海盗2号着陆器和2007年发射的凤凰号着陆器，在火星表面开展了一系列生命活动信息的探测与生命科学实验，证明当今火星表面没有任何生命活动的迹象。 正当人们对火星生命的探测怀着绝望之际，却在火星大气层中发现了含有微量的水蒸气和甲烷，又重新点燃了探测火星生命的希望。凡有生命的活动必定会释放甲烷，大气层中的甲烷可能表证火星有最低等生命的活动。地球上广泛分布的天然气藏（主要成分是甲烷），绝大部分也是生物成因；但是，在大庆等地也发现一些天然气藏是由非生物过程形成的。因此，关键问题是要科学判别火星大气中的甲烷是生物成因，还是非生物成因？由于火星大气中甲烷的含量仅有30ppt（1ppt是1万亿分之一），当今火星探测卫星的同位素质谱仪还不具备测定甲烷等化合物碳同位素的技术能力，只能在技术取得突破后才有可能予以回答。 1984年在南极阿连山地区找到了一块火星陨石ALH84001。美国的科学家将陨石切片在电子显微镜下观察，发现陨石中有大量密密麻麻分布的微体生物 “化石”——细菌。微体生物的截面大约只有1%头发丝大小。经测定，ALH 84001的形成年龄为36亿年，表明36亿年前，火星曾繁衍过最低等的生命——细菌。当时，地球发育的生物水平也是最低等的微体生物——细菌。问题引发了更大范围的科学争论：既然火星的生物“化石”现在可以带到地球上来，在更远古的时代，火星的生命物质也可以随陨石带到地球上来，说不定地球的生命是火星生命的后代。当然也完全可以相反，地球的生命物质也可以随地球陨石带到火星上去，火星的生命却是地球生命的后代。也许地球和火星都曾各自发育过生命。由于火星环境恶劣，生命被夭折了，而地球的生命得以演化繁衍。ALH84001经过全世界科学家的精细研究，有一派科学家列举大量事实证明，这些“化石”并不是生命物质的化石，而是自然过程形成的特殊结构，是典型的非生物成因。火星是否曾经有过生命仍然是一个谜。 希望依然存在 火星现在没有任何生命活动的信息。火星过去可能发育过生命，火星的演化历史的确存在过气候适宜于生命产生与生存的环境。大量的探测成果表明，火星表面存在大量的古河道体系和水流动痕迹。生命产生与演化的必要条件之一是必须有水的存在，而火星上曾经有过大量的水体活动，无疑给火星上曾经有过生命物质的观点提供了有利的证据。要确证火星曾经存在过生命，必须找到火星表面的沉积岩并在沉积岩中发现火星的生物化石。 火星现在是不是具备生命存在与繁衍的条件与环境？ 根据海底黑烟囱、极地冰盖下、盐湖淤泥和炎热沙漠等极端环境下各种生命形态的发现与研究，表明火星表面的环境依然具备生命繁衍的条件。由于火星表面是干枯的，没有水体的活动，而大量的事实证明火星的水体埋藏在地下。探测火星地下水的埋藏位置，有可能发现火星的低等生命形态。 火星生命的探测依然是任重而道远！

火星为距太阳第四远，也是太阳系中第七大行星： 公转轨道: 离太阳227,940,000 千米 ( 天文单位) 行星直径: 6,794 千米 质量: 千克 火星(希腊语: 阿瑞斯)被称为战神。这或许是由于它鲜红的颜色而得来的；火星有时被称为“红色行生”。（趣记：在希腊人之前，古罗马人曾把火星人微言轻农耕之神来供奉。而好侵略扩张的希腊人却把火星作为战争的象征）而月份三份的名字也是得自于火星。 火星在史前时代就已经为人类所知。由于它被认为是太阳系中人类最好的住所（除地球外），它受到科幻小说家们的喜爱。但可惜的是那条著名的被Lowell“看见”的“运河”以及其他一些什么的，都只是如Barsoomian公主们一样是虚构的。 第一次对火星的探测是由水手4号飞行器在1965年进行的。人们接连又作了几次尝试，包括1976年的两艘海盗号飞行器（左图）。此后，经过长达20年的间隙，在1997年的七月四日，火星探路者号终于成功地登上火星（右图）。 火星的轨道是显著的椭圆形。因此，在接受太阳照射的地方，近日点和远日点之间的温差将近30摄氏度。这对火星的气候产生巨大的影响。火星上的平均温度大约为218K（-55℃，-67华氏度），但却具有从冬天的140K（-133℃，-207华氏度）到夏日白天的将近300K（27℃，80华氏度）的跨度。尽管火星比地球小得多，但它的表面积却相当于地球表面的陆地面积。 除地球，火星是具有最多各种有趣地形的固态表面行星。其中不乏一些壮观的地形： － 奥林匹斯山脉： 它在地表上的高度有24千米（78000英尺），是太阳系中最大的山脉。它的基座直径超过500千米，并由一座高达6千米（20000英尺）的悬崖环绕着（右图）； － Tharsis: 火星表面的一个巨大凸起，有大约4000千米宽，10千米高； － Valles Marineris: 深2至7千米，长为4000千米的峡谷群（标题下图）； － Hellas Planitia: 处于南半球，6000多米深，直径为2000千米的冲击环形山。 火星的表面有很多年代已久的环形山。但是也有不少形成不久的山谷、山脊、小山及平原。 在火星的南半球，有着与月球上相似的曲型的环状高地（左图）。相反的，它的北半球大多由新近形成的低平的平原组成。这些平原的形成过程十分复杂。南北边界上出现几千米的巨大高度变化。形成南北地势巨大差异以及边界地区高度剧变的原因还不得而知（有人推测这是由于火星外层物增加的一瞬间产生的巨大作用力所形成的）。最近，一些科学家开始怀疑那些陡峭的高山是否在它原先的地方。这个疑点将由“火星全球勘测员”来解决。 火星的内部情况只是依靠它的表面情况资料和有关的大量数据来推断的。一般认为它的核心是半径为1700千米的高密度物质组成；外包一层熔岩，它比地球的地幔更稠些；最外层是一层薄薄的外壳。相对于其他固态行星而言，火星的密度较低，这表明，火星核中的铁（镁和硫化铁）可能含带较多的硫。 如同水星和月球，火星也缺乏活跃的板块运动；没有迹象表明火星发生过能造成像地球般如此多褶皱山系的地壳平移活动。由于没有横向的移动，在地壳下的巨热地带相对于地面处于静止状态。再加之地面的轻微引力，造成了Tharis凸起和巨大的火山。但是，人们却未发现火山最近有过活动的迹象。虽然，火星可能曾发生过很多火山运动，可它看来从未有过任何板块运动。 火星上曾有过洪水，地面上也有一些小河道（右图），十分清楚地证明了许多地方曾受到侵蚀。在过去，火星表面存在过干净的水，甚至可能有过大湖和海洋。但是这些东西看来只存在很短的时间，而且据估计距今也有大约四十亿年了。（Valles Marneris不是由流水通过而形成的。它是由于外壳的伸展和撞击，伴随着Tharsis凸起而生成的）。 在火星的早期，它与地球十分相似。像地球一样，火星上几乎所有的二氧化碳都被转化为含碳的岩石。但由于缺少地球的板块运动，火星无法使二氧化碳再次循环到它的大气中，从而无法产生意义重大的温室效应。因此，即使把它拉到与地球距太阳同等距离的位置，火星表面的温度仍比地球上的冷得多。 火星的那层薄薄的大气主要是由余留下的二氧化碳（％）加上氮气（％）、氩气（％）和微量的氧气（％）和水汽（％）组成的。火星表面的平均大气压强仅为大约7毫巴（比地球上的1％还小），但它随着高度的变化而变化，在盆地的最深处可高达9毫巴，而在Olympus Mons的顶端却只有1毫巴。但是它也足以支持偶尔整月席卷整颗行星的飓风和大风暴。火星那层薄薄的大气层虽然也能制造温室效应，但那些仅能提高其表面5K的温度，比我们所知道的金星和地球的少得多。 火星的两极永久地被固态二氧化碳（干冰）覆盖着。这个冰罩的结构是层叠式的，它是由冰层与变化着的二氧化碳层轮流叠加而成。在北部的夏天，二氧化碳完全升华，留下剩余的冰水层。由于南部的二氧化碳从没有完全消失过，所以我们无法知道在南部的冰层下是否也存在着冰水层（左图）。这种现象的原因还不知道，但或许是由于火星赤道面与其运行轨道之间的夹角的长期变化引起气候的变化造成的。或许在火星表面下较深处也有水存在。这种因季节变化而产生的两极覆盖层的变化使火星的气压改变了25％左右（由海盗号测量出）。 但是最近通过哈博望远镜的观察却表明海盗号当时勘测时的环境并非是典型的情况。火星的大气现在似乎比海盗号勘测出的更冷、更干了（详细情况请看来自STScI站点）。 海盗号尝试过作实验去决定火星上是否有生命，结果是否定的。但乐观派们指出，只有两个小样本是合格的，并且又并非来自最好的地方。以后的火星探索者们将继续更多的实验。 一块小陨石（SNC陨石）被认为是来自于火星的。 1996年8月6日，戴维·朱开(David McKay) 等人宣称，在火星的陨石中首次发现有有机物的构成。那作者甚至说这种构成加上一些其他从陨石中得到的矿物，可以成为火星古微生物的证明。（左图？） 如此惊人的结论，但它却没有使有外星人存在这一结论成立。自以戴维·朱开发表意见后，一些反对者的研究也被发布。但任何结论都应当“言之有理，言之有据”。在没有十分肯定宣布结论之前仍有许多事要做。 在火星的热带地区有很大一片引力微弱的地方。这是由火星全球勘测员在它进入火星轨道时所获得的意外发现。它们可能是早期外壳消失时所遣留下的。这或许对研究火星的内部结构、过去的气压情况，甚至是古生命存在的可能都十分有用。 在夜空中，用肉眼很容易看见火星。由于它离地球十分近，所以显得很明亮。迈克·哈卫的行星寻找图表显示了火星以及其它行星在天空中的位置。越来越多的细节，越来越好的图表将被如星光灿烂这样的天文程序来发现和完成。 火星的卫星 火星有两个小型的近地面卫星。 卫星 距离（千米） 半径(千米) 质量(千克) 发现者 发现日期 火卫一 9000 11 Hall 1877 火卫二 23000 6 Hall 1877