火星离我们地球可近了,平均才1.4亿英里!火箭要是抓准了时机,说不定不到一年就能飞到那边去呢。
自1965年以来,人类已经成功发射了20多个不同的任务,有轨道飞行器、着陆器还有漫游者,就是为了研究火星上那尘土飞扬的地形。依靠探测任务结果,从火星的地下秘密到气象现象,我们对这位邻居的了解越来越多啦!
仔细研究了火星探测报告,想知道有哪些惊人的发现引起了最大的轰动吗。
美国国家航空航天局的好奇号漫游车在向夏普山底部眺望时,拍摄到了这幅干燥、尘土飞扬的景象。NASA/JPL-Caltech/MSSS
在探测火星初期,科学家们曾认为这颗行星可能拥有繁茂的生态系统和丰富的生命。通过望远镜观察,他们发现了火星表面的运河状特征,误认为是智能物种建造的人工结构。然而,1965年水手4号探测器飞越火星,拍摄了贫瘠表面的照片,证明这些解释是错误的。
经过多项任务探测,我们了解到火星上没有液态水,其表面布满了陨石坑、强风刮伤的痕迹、缓慢移动的沙丘以及深谷和火山。其中,奥林巴斯火山是太阳系中最高、最大的火山,高度是珠穆朗玛峰的2.5倍,高13.6英里。虽然火星表面非常干燥,但科学家们发现水以冰、大气蒸汽和嵌在矿物分子结构中的原子的形式存在。
与地球相比,火星的环境相对安静,不太可能像地球一样孕育生命。
如图所示,火星上的沙尘暴可以环绕地球并携带粒子,其速度可达每小时60英里。马克·加里克(Mark Garlick)/科普图片库(Science Photo Library),通过盖蒂图片
当水手4号在飞越火星时,它透过那薄弱的气体外壳捕获到了各种信息。首先,火星的大气压力只有地球的0.7%,这颗行星由于其较小的重力和缺乏磁场,因此无法维持厚厚的气体外壳。大气层是如此稀薄,以至于它无法有效地吸收太阳热量以维持地表一整天的温暖。因此,火星的平均温度为零下80华氏度。
考虑到这种极端的寒冷和低气压,火星显然无法维持液态水的存在。如果你在地球上放置一桶液态水,大部分液体会迅速蒸发成为气体;剩下的将屈服于火星的严寒,冻结成冰。
尽管如此,火星的大气层仍然足够厚,可以维持沙尘暴。这些频繁的沙尘暴是这颗红色星球的常年特征。1971年,轨道飞行器“水手9号”发现整个行星被尘埃覆盖,库里在它第一次到达之后说:“沙尘暴肆虐,因为它们可以环绕全球,持续数月。它们太大了。坦率地说,在那里会很可怕。”在这些暴风雪中,尘埃颗粒以最高时速60英里飞行。这些颗粒由氧化铁组成,化学成分与铁锈相同。这些颗粒赋予火星其标志性的红色色调。
然而,由于大气层如此稀薄,整体而言,风无法将人从脚下扫过。
微粒会粘附在太阳能电池板上,降低其效率。经过14.5年的生产,2018年,美国国家航空航天局(NASA)的“机遇号”(Opportunity)探测器在全球沙尘暴中陷入沉寂,这遮住了太阳,阻碍了太阳能发电。
科学家根据火星勘测轨道器拍摄的多幅图像重建了杰泽尔陨石坑的一个有趣地点。这里的地貌看起来像是从河流中渗出的泥土,这表明过去可能有流水。自2021年以来,毅力漫游者一直在探索这一地区。NASA/JPL-Caltech/USGS
自1971年水手九号对火星的访问开始,科学家们已收集大量证据,证实液态水曾在地球上流动。火星的地形特征,如河流径流通道、雕刻的沟壑、被侵蚀的撞击坑和泥泞的裂缝,都显示出过去存在液态水的迹象。此外,2005年,欧洲航天局的火星快车轨道器发现水合矿物-岩石的晶体结构中含有氢原子和氧原子的明显混合物,这种混合物只能在液态水存在的条件下形成。
自2012年“好奇号”火星车登陆火星并在加尔陨石坑内徘徊以来,它发现了表明液态水曾在此处聚集的证据。2014年的沉积露头照片显示成层结构,科学家们认为这些是由河流涌向三角洲的淤泥堆积物。
尽管火星上的液态水可能已持续了数百万年,但它几乎在20亿至30亿年前就已经消失。然而,它的存在和持续意味着那时的火星拥有更厚的大气层和更温暖的温度,所有这些都指向一个适合生命居住的古老环境。
当南极冰盖融化并在表面形成凹坑时,它会呈现出瑞士奶酪的外观。NASA/JPL-Caltech/亚利桑那大学
在17世纪,科学家通过望远镜观察到火星两极似乎呈现出亮点的特征,与一颗相对较暗的行星形成鲜明对比。然而,直到1969年,人类才首次使用“水手7号”拍摄到了火星两极的特写照片。这些年轻的冰帽位于这颗红色星球的两极尽头,据估计它们仅在火星生命周期的最后500万年内形成。
火星勘测轨道器和火星快车轨道器揭示了极地冰层的组成,包括凝固的二氧化碳、冷冻水和被风吹走的灰尘。这些冰层在每年的季节里会增长和收缩。这些层就像树轮一样,科学家可以通过研究这些地质记录来了解火星季节性气候的变化。
冰帽可能会经历完全消失并重新形成的过程,这种周期可以跨越数十万年。科学家认为这种情况的发生是由于火星经历了行星升温和降温的阶段,这种升温和降温的程度远远超出了围绕太阳的一个环。模拟研究表明,木星的不平缓引力拖曳导致火星轴线摆动倾斜15度甚至更极端地达到35度(相比之下,地球的轴向倾斜仅为23度,与数百万年来的平均水平相差不到3度)。在更大的倾斜角度下,较小的行星在两极经历更多的加热,这可能会使其冰盖完全融化。
5.火星的地壳上有镶嵌的局部磁场
另一个世界的极光在火星表面附近和行星周围游荡,没有像地球上通常那样将极光限制在两极的全球磁场。科罗拉多大学
MAVEN和火星全球测量卫星从火星地面的高处证实,火星上没有像地球那样的行星磁偶极子。然而,地图显示,整个地壳上都有局部磁场。磁性镶嵌物来自火星表面的火山岩,这些火山岩携带着火星残余磁场的痕迹。行星的磁屏蔽来自球体内部的搅动。由旋转的铁和镍组成的铁芯中的熔体产生电流,电流反过来为行星大小的电磁铁提供动力。
这颗45亿年前的火星岩石大约在13000年前降落在南极洲。美国国家航空航天局
在地球上科学藏匿的数千颗陨石中,有一小部分从人群中脱颖而出。科学家们不知道它们来自哪里,但在1976年维京登陆车抵达火星并对环境进行采样后,对火星大气的成分分析证实,这些奇怪的岩石是火星陨石。
有一天,样品回收着陆器(右下)和火箭(右上)可能会协同工作,将Perseverance探测器收集的岩石带回地球。NASA/JPL-Caltech公司
2013年,岩石中发现了好奇所有关键化学成分需要维持生命,大约2013年2018它甚至检测到岩石中的有机物。大多数科学家认为火星现在已经没有生命了,尽管有少数人认为生命可能在地下掩护,火星是否有生命是最大的谜团,
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