熊鷹+玲子

這是美國宇航局公布的由火星探測器“機(jī)遇號”在火星表面拍攝的高清廣角圖片。

眾所周知，地球的天空是藍(lán)色的，月球的天空是黑色的，那么火星的天空是什么顏色呢？有人猜測，會不會和那里的地表一樣都是紅色？

然而，從海盜號與探路者號火星探測器發(fā)回來的照片來看，并非如此。實(shí)際上，火星的天空通常呈現(xiàn)黃褐色，在清晨和黃昏的時(shí)候則稍微帶有一些粉紅色。

為什么會這樣呢？其實(shí)，這和我們看到藍(lán)色的地球天空是一樣的道理。首先我們要明白，事物之所以會顯現(xiàn)出各種各樣的顏色，是因?yàn)殛柟庹丈湓谄浔砻嫠隆０咨年柟馐怯啥喾N顏色混合而成，例如赤、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫。太陽光照射下來時(shí)需要先穿過包裹在地球表面的厚厚大氣層，大氣中有著許許多多漂浮著的微小顆粒，其中既有氮?dú)夂脱鯕膺@樣的氣體分子，也有我們?nèi)庋劭床灰姷墓腆w顆粒懸浮物。

英國物理學(xué)家瑞利發(fā)現(xiàn)，半徑比光或其他電磁輻射的波長小很多的微小顆粒會對入射光束進(jìn)行散射，散射光的強(qiáng)度與入射光波長的4次方成反比，這種散射效應(yīng)在氣體中最為顯著。簡單來講，波長較短的藍(lán)光比波長較長的紅光更易散射。因此，當(dāng)太陽光穿過地球大氣層時(shí)，散射效應(yīng)最明顯的藍(lán)光就會發(fā)散開來，使我們看到了藍(lán)色的天空。

現(xiàn)在，讓我們把目光放回到紅色星球火星上來。由于火星上氣壓較低，因此非常容易產(chǎn)生塵暴，這就導(dǎo)致大量的塵埃長期漂浮在稀薄的大氣中，并對火星大氣的顏色起主導(dǎo)作用。根據(jù)海盜1號的探測，這些塵埃中大部分是褐鐵礦，此外還有大約1%的磁鐵礦。其大小不等，從小于可見光波長（0.4-0.7微米）到數(shù)十微米大的都有。

總體來看，小于可見光波長的氣體微粒與塵埃并不是特別多，因此瑞利效應(yīng)在火星大氣中并不明顯。較大直徑的顆粒則適用于米氏散射理論，即其會對不同波長的光線作均勻散射，使得天空呈現(xiàn)出類似地球上云朵一樣的白色來。不過由于這些塵埃粒子還會吸收藍(lán)光，其最終結(jié)果就是形成了類似于黃褐色的火星天空。在清晨和黃昏時(shí)段，則由于太陽光從地平線照射過來的路徑比較長，紅色部分的散射效應(yīng)會占據(jù)主導(dǎo)地位，從而使得這個(gè)時(shí)候火星上的天空看上去是粉紅色或紅色。這與我們在傍晚往往看到橙色的地球天空是同樣的道理。

值得一提的是，在火星上部分大氣塵埃含量較少的區(qū)域，那里的天空和地球上一樣呈現(xiàn)出藍(lán)色，并被稱為“藍(lán)霾”。假設(shè)火星上沒有那么多塵暴的話，由于其稀薄的大氣，則會形成類似于地球上高緯度地區(qū)那種深藍(lán)色的天空。

之前人們一直認(rèn)為火星就是紅色的，但是科學(xué)家的解答顯然修正了人們對火星認(rèn)識方面的一些誤區(qū)。隨著研究的深入，我們還會了解更多關(guān)于火星的知識。