探索宇宙空间的未解之谜

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1、探索宇宙空间的未解之谜——火星火星是太阳系由内往外数的第四颗行星，属于类地行星，直径为地球的一半，自转轴倾角、自转周期相近，公转一周则花两倍时间。类地行星是以硅酸盐石作为主要成分的行星。类地行星的结构大致相同：一个主要是铁的金属中心，外层则被硅酸盐地幔所包围。它们的表面一般都有峡谷、陨石坑、山和火山。火星在西方称为战神马尔斯，中国则称为“荧惑”。橘红色外表是因为地表的赤铁矿（氧化铁）。火星基本上是沙漠行星，地表沙丘、烁石遍布，没有稳定的液态水体。二氧化碳为主的大气既稀薄又寒冷，沙尘悬浮其中，每年常有尘暴发生。火星两极皆有水冰与干冰组成的极冠，会随着季节消长。人们对火星的观测最早

2、可以追溯到古希腊时期，但那时人们观测火星就和其他天体般，大部分是为了占星，而为了科学目的主要在十七世纪之后，如开普勒探索行星运动定律时就是依据了第谷积累的大量而精密的火星运行的观测资料。自从1962年前苏联火星1号探测火星失败后，人类从未停止对火星探测的脚步。早前，“火星勘测轨道飞行器”和“机遇”号火星车分别发现火星表面曾有水以及火星可能有地下水的线索。日前，美国科学家借助“奥德赛”探测器又在火星上发现了奇特洞穴。这七个洞穴分布在火星阿尔西亚火山的侧面。洞口宽度在100米到252米之间。由于洞口基本观测不到洞底，科学家们只能估算出这些洞至少有80米到130米深。　　这些洞穴的发

3、现具有重要意义。首先，如果火星上曾有原始生命形式存在，这些洞穴可能是火星上唯一能为生命提供保护的天然结构。其次，如果条件适宜，这些洞穴将来可能作为人类登陆火星之后的居住点。自1976年“海盗号”探测器和20年后“全球勘探者”查明火星地形的全貌以来，我们知道火星南北半球表面的地貌有很大差异。北半球几乎是光滑的平地，环形山为数不多，而南半球由许多环形山覆盖。火星北半球的平均高度约比南半球“矮”约３０００米，外壳也相对较薄。地貌上，南北半球分界线呈现为清晰可见的一条巨大曲线。据估计，火星上直径宽于３０公里的深坑数超过３０００个，其中约９０％分布在南半球。北半球则存在巨型陨石坑伯勒里斯

4、盆地。这个事实表明，南半球是比北半球更古老的地形。赤道一带有因大规模火山活动造成的塔尔西斯山区。火星南北半球地貌差异巨大，成因一直是未解之谜。探测与研究火星具有重要的科学意义，具体如下：第一，探索火星上的生命存在。这是目前人类他内测火星的重要课题之一。探测表明，火星目前的环境不适合生命的存在。因为火星表面没有谁，气候极为恶劣，火星大气的密度不足以使得火星表面有合适的温度和温差，其成分也不适合生命的存在。但根据观测结果表明火星上有干枯的河川，有水曾流过的痕迹。远古时期，火星可能存在过生命。第二，研究火星表面水的消失过程。火星表面水的消失可能是生命小时的主要原因。关于火星表面水的消

5、失过程的理论机制问题，科学界主要有两种观点。一种认为火星表面的水以沉积岩的形式存在于火星的地表之下。另一种认为水是通过蒸发和电离，变成带电粒子沿着火星的磁力线逃逸出了火星的大气。通过探测火星岩中的剩余磁场，从而研究火星上组成的水离子成分如何在不同历史时期的不同强度磁场的控制之下进行逃逸的过程。第三，研究火星本底磁场的长期演变。这对于研究地球磁场的长期演化具有重要的意义。火星远古时期同地球一样，具有生命存在的条件。火星之所以具有今天这样的环境，关键问题在于其本底磁场的演化。火星本底磁场的演化，对于火星的磁层和电离层中栗子的动力学和逃逸过程起着控制性的作用。第四，研究火星的大气和气

6、候的演变过程。这也是探测火星的主要目标之一。远古气候和大气的状况以及火星大气和气候长期演变的原因，也对于研究火星上生命存在与消失问题是非常重要的。第五，掌握火星的地貌和地质特征。对火星的表面进行直接照相来研究火星的地貌。研究结果表明，火星地表分布着大峡谷和高山，高差约为12-14公里，有水流过的痕迹。初步探测资料分析表明，火星表面大部分地区覆盖着土壤。火星岩石元素成分中，氧元素含量最高，其次是硅，然后依次是铁、镁、钙和硫。但这是否具有火星的全球代表性，任然需要进一步的探测来回答。探测火星的岩石成分，除了对研究火星表面水的消失过程、火星本底磁场的长期变化以及火星大气和气候的长期演

7、变过程具有重要意义外，还对于研究火星的形成过程、火星地质的长期演变过程、火星表面成分的长期演化过程、岩石和空气的相互作用、岩石的水的相互作用过程以及火星地貌的长期变化，都具有重要的科学意义。参考文献《火星的未解之谜》——《奇闻怪事》——2009年第5期《火星探测的科学意义》——史建魁、刘振兴