從科學(xué)角度來說,火星如同地球的孿生兄弟。這兩顆行星的形成時(shí)間、結(jié)構(gòu)乃至形成初期的環(huán)境都極其相似,但在隨后的幾十億年內(nèi),這對兄弟卻“分道揚(yáng)鑣”——一個(gè)蔚藍(lán)且生機(jī)盎然,另一個(gè)火紅卻荒涼孤寂。
火星探測、火星模擬,有關(guān)火星的消息一次又一次“撩撥”著地球人的神經(jīng)。太陽坐擁八大行星,為何火星最讓人魂?duì)繅艨M?
火星,與羅馬神話中的戰(zhàn)神瑪爾斯(Mars)同名,是太陽系中體積僅次于水星的行星。由于火星表面存在氧化鐵,它的外觀呈現(xiàn)出火烈鳥一般的紅色。
從位置上看,火星與太陽的距離約為1.52個(gè)天文單位(1個(gè)天文單位約為1.5億千米)。由于離太陽較遠(yuǎn),其表面接收的太陽光比較弱,僅為地球表面的43%。
“火星表面積約等于地球大陸的面積,其半徑約為地球半徑的一半,質(zhì)量約為地球質(zhì)量的1/10。從整體密度上看,地球的整體密度為5.5克/立方米,火星的整體密度為3.9克/立方米?!睂<艺f。
盡管存在諸多差異,蔚藍(lán)色的地球和猩紅色的火星依然被視作最相似的行星。
首先,這兩顆行星都有一個(gè)金屬構(gòu)成的內(nèi)核。火星的核心部分主要由鐵和鎳組成,核心周圍是硅酸鹽地幔。除硅和氧外,火星地殼中最豐富的元素是鐵、鎂、鋁、鈣和鉀等。
其次,火星的季節(jié)變換也與地球最為近似。“二者的自轉(zhuǎn)周期及旋轉(zhuǎn)軸相對于黃道面的傾斜非常接近?!睂<艺f,火星公轉(zhuǎn)的周期大約是地球的兩倍,一個(gè)火星日和一個(gè)地球日時(shí)長差不多,但是一個(gè)火星年大約是兩個(gè)地球年,火星的季節(jié)長度大約為地球的兩倍。
和地球一樣,火星也有火山活動(dòng)。火星上的奧林帕斯山是太陽系內(nèi)最大的火山,直徑達(dá)到600多千米,高25千米。與其他行星相比,火星表面存在眾多隕石坑,讓人聯(lián)想到月球的撞擊坑以及地球上的山谷、沙漠和極地冰蓋。根據(jù)這些隕石坑,可以判斷火星表面各區(qū)域形成的時(shí)間。
“火星表面有很多30億年前的撞擊坑,而目前地球上發(fā)現(xiàn)的最古老的隕石坑是22億年前的?!睂<艺f。
自從人類誕生以來,就一直很好奇宇宙中的某個(gè)角落是否有著跟我們一樣的智慧生命存在。
中國人夢想著飛向月宮,現(xiàn)在的科學(xué)研究已經(jīng)確認(rèn)月球上一片荒涼,沒有生命,只有偶爾落下的隕石在月球表面砸出大大小小的坑。
那火星上現(xiàn)在有沒有生命存在?
1877年,火星離地球特別近,意大利天文學(xué)家夏帕雷利用望遠(yuǎn)鏡觀察火星,發(fā)現(xiàn)火星上有一些類似河道的地形。
這種結(jié)構(gòu)被后來美國的研究者洛厄爾認(rèn)為是運(yùn)河?!盎鹦巧嫌羞\(yùn)河”對于當(dāng)時(shí)一直尋找外星人的科學(xué)家來說是一個(gè)非常大的鼓舞。
由于這些河道在望遠(yuǎn)鏡中看起來非常筆直,洛厄爾論斷這些運(yùn)河可能是火星人造的引水工程,把南北極冰山融化的水引到需要的地方,是火星版的“南水北調(diào)”工程。
1938年10月31日,美國的萬圣節(jié)前夕,美國哥倫比亞廣播電臺(tái)播放了一部關(guān)于“火星人入侵”的廣播劇,讓很多聽眾以為火星人真的入侵了地球,甚至開始逃離據(jù)說是火星人登陸點(diǎn)的新澤西州。當(dāng)時(shí)應(yīng)該有不少人相信火星上真的生存著和人類一樣的智慧生物,而且科技水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出地球人。
太陽本身有非常高的溫度,表面的等離子體會(huì)像水蒸氣一樣脫離太陽重力的束縛,形成高速的等離子流。這些粒子和火星相互作用,使得火星的大氣從火星上逃逸,形成像彗尾那樣的粒子流。
地球因?yàn)橛袃?nèi)稟磁場,所以能束縛大多數(shù)粒子,從而保住地球的大氣層和各種生物。而火星的大氣層非常稀薄,只有一個(gè)薄薄的電離層。太陽風(fēng)和火星粒子相互作用是一個(gè)比較復(fù)雜的過程,它怎樣導(dǎo)致火星粒子的逃逸過程,又受哪些因素的影響,現(xiàn)在都是未知的。
當(dāng)然,更讓人類驚喜的是火星上曾有大量液態(tài)水。在46億—37億年前的這段時(shí)間,火星表面溫暖濕潤,那些看起來像是水沖刷出來的地貌形態(tài)也顯示,當(dāng)時(shí)的火星表面存在大量江河湖泊,而且最新的研究還表明,這些江河湖泊通過一個(gè)地下水系統(tǒng)連成一體,也就是說水都是相通的。這些豐富的水資源加上濃密的大氣層,使火星就像今天的地球一樣適合生命生存。
然而火星的模樣早已不復(fù)當(dāng)年。曾經(jīng)溫暖濕潤的火星經(jīng)過億萬年的演化,為什么會(huì)變成今天的一片荒漠?其中一個(gè)非常重要的原因就是來自太陽的太陽風(fēng)。
專家說,隨著火星磁場的消失,導(dǎo)致太陽風(fēng)吹跑了火星的一些大氣,部分水也跟著“丟了”。火星現(xiàn)在十分干燥,很容易出現(xiàn)沙塵暴?!盎鹦巧系纳硥m暴能以160千米/小時(shí)的速度移動(dòng),而且會(huì)演化成全球性沙塵暴事件?!?/p>
2018年,美國“機(jī)遇”號(hào)就是因?yàn)樵诨鹦巧显庥隽巳蛐陨硥m暴,導(dǎo)致太陽能板被遮擋住,進(jìn)入低電量休眠狀態(tài)。2019年2月13日,由于無法跟探測器取得聯(lián)系,NASA(美國國家航空航天局)正式宣布服役15年的“機(jī)遇”號(hào)結(jié)束使命。
為什么火星上容易發(fā)生沙塵暴?專家表示,火星地面有很多沙塵,這是形成沙塵暴的物質(zhì)基礎(chǔ)?;鹦巧系纳硥m是由巖石風(fēng)化而來的。
另外,火星大氣活動(dòng)較活躍?!斑@是沙塵暴形成的動(dòng)力基礎(chǔ),也是沙塵暴能夠長距離輸送的動(dòng)力保證?!睂<医忉尩?,火星大氣變稀薄,導(dǎo)致表面容易升溫也容易散溫。火星表面最低溫度可低至-100 ℃以下,最高溫則可達(dá)30 ℃以上。這種巨大的溫差,造成了空氣的不穩(wěn)定。