互联网 qkzz.net
全刊杂志网:首页 > 旅游民俗 > 文章正文
刊社推荐

火星是尚未长大的行星胚胎


□ 张邦维

  在太阳系巾,火星是离地球最近的类地行星,从古至今,人类对它的探测超过了对所有其他行星的观测和研究,真可谓前仆后继、锲而不舍。时至今天,可以说我们对于火星已有了相当多的了解。

  前仆后继的火星探测史

  我们的祖先很早就用肉眼观测到了火星,并称它为“荧惑”。“荧”即像萤火虫那样发光,忽亮忽暗。“惑”即使人迷惑,因为火星在天空中的运动,有时从西向东,有时又从东向西。这也道出了我们的祖先已经初步掌握了火星的运动规律。北宋著名史学家司马光在《资治通鉴》第十五卷巾写道:汉景帝前二年(即公元前155年)八月,“荧惑逆行守北辰,月出北辰间,岁星逆行天庭中”。即火星逆行靠近了北极星,月亮反常地经过了北极星的天区;术星在太微星座逆行。这是2100多年前,我们的先人对火星及其运动的明确记载。

  世界上的其他文明古国也有观测火星的早期纪录。例如,古埃及人注意到火星好似天空中的红色小圆盘,而且发现火星的奇特运动,当它夜晚跨越天空时,走的是与其他天体相反的路线;古巴比伦人称火星为“死亡之星”;希腊人和罗马人发现火星先是F东向西运行,然后会在星空巾停止不动一段时间,接着继续东西运行。‘这与之前我们祖先的观测很相像。“Mars”这个火星的名字是由古罗马人取的,它是古罗马战神的名字,并不是一个友善的名字。

  对火星进行肉眼观测并积累了系统数据的是16世纪的丹麦天文学家第谷。他连续20年记录的火星观测数据,为他的学生开普勒在他去世后创立行星运动三大定律提供了可靠的资料。

  17世纪初,意大利天文学家伽利略发明望远镜之后,天文学家用望远镜观测火星,成果不断出现。例如,1659年荷兰天文学家惠更斯观测后估算火星有自转的现象;1666年意大利天文学家卡西尼也观测到这种现象并正式发表出来;1672年惠更斯明确地绘出了火星南极的极冠;1777年英国天文学家赫歇尔发现火星的白转轴与公转轨道面有近30。的倾斜角;1809年法国天文学家弗洛热尔格观测到火星上有黄色云系,后经证实为火星地表的尘暴现象;1888年意大利天文学家希亚帕霄里根据各家的观测和说法绘制了火星地图,其命名系统一直延续至今。

  后来,从人类刚刚有能力挣脱地球引力飞向太空,因而开创了所谓太空探测时代开始,人类就使用空间探测器对火星进行探测。1960年10月10日,苏联最先发射了火星1A号探测器,但是失败了。此后,主要是苏联和后来的俄罗斯以及美国,几乎是不停顿地向火星发射探测器和火星着陆装置。至上世纪末,日本和欧洲空间局也加入到发射火星探测器的行列巾,中国也即将加入进来。迄今为止,人类发射的火星探测器和着陆装置共失败26次,成功12次。必须指出的是,失败的20多次中,苏联和俄罗斯占了绝大多数,美国只是少数;反之亦然。半个世纪来,苏联及俄罗斯向火星发射的大量探测器和着陆装置中,,比较成功的是上世纪70年代发射的“火星号”系列探测器,其他的都失败了。其中,“火星2号”1971年11月抵达火星,虽然着陆器直接在火星上坠毁,但是轨道舱一直观察火星及其环境状况到1972年。1973年7月至8月间,“火星4号”虽然因发动机故障没能进入火星轨道,但在距火星表面2200千米处飞过,传回了部分照片和数据。“火星5号”成功进入火星轨道,拍摄了照片并传同数据,总共丁作时间为10天。据俄罗斯专家分析,失败的原因主要是技术、经济以及管理等多种因素,值得我们引以为戒。

  当然,人类对于火星的了解还很不够,可以预见,人类未来对于火星的探测,包括先在火星上建造火星基地,然后再发射载人火星登陆飞船,都会在将来一一实现。

  揭开火星红脸之谜

  自古人们就知道火星呈红色,美国航空航天局(NASA)哈勃太空望远镜2001年6月26日拍摄的火星图像清楚地显示了火星红红的脸庞。当时,火星正处于自1988年以来最靠近地球的6800万千米处,哈勃太空望远镜能够看清楚火星上16千米的细节,照片的颜色展示了火星的真实色彩。照片上还可以清楚地看到发生在火星北极冠和南半球的巨大的季候性沙尘暴。

  1996年12月4日NASA发射了“火星探路者”号探测器,由登陆器与探测车组成,于1997年7月4日在火星表面的克里斯平原和阿瑞斯峡谷的交界附近着陆。登陆器发回的火星地貌照片更是清楚地展示了火星表面的红色岩石。

  如何解释火星呈红色的成因?多少年来人们一直猜测是火星表面含有氧化铁(Fe0,即铁锈)所致,有些科普著作中因而推测火星表面覆盖了一层铁锈。这明显与实际拍摄的火星表面地貌不相符。我们知道地球表面也富含氧化铁,那为什么地球并不是红色的呢?火星红色之谜并没有解开。

  破解火星呈红色这个谜题的是德国拜罗伊特大学的一组天文学家。努比和他的同事在2004年5月6日出版的《自然》杂志上详细阐述了他们的研究成果。虽然火星和地球的表面都含有氧化铁,但是火星的氧化铁含量约为18%,而地球的是80/0,前者是后者的两倍多。那又为什么地球表面的氧化铁如此之少呢?这是由这两大行星形成阶段的温度差别所致。根据他们提出的理论模型,科学家推断,大约在40亿年前,新形成的地球和临近的类地行星,都遭受大量流星的剧烈撞击,这就有可能使这些行星表面的岩浆层熔化。地球的直径大约是火星的2倍,质量约是火星的10倍,所以地球岩浆底部的压强比火星的大得多。这种高压可使地球上的岩浆温度上升到高于32000C,使得地球表面岩浆中的氧化铁被抽出而转化成液态铁和氧气。大量的液态铁通过岩浆层再下降到熔融的地心中,从而形成了相当大的液态铁地球核心。而地幔中所剩的氧化铁从原有的18%下降到8%。

分享:
 
摘自:大自然 2011年第05期  
更多关于“火星是尚未长大的行星胚胎”的相关文章
    分享:
     
    精彩图文
    关键字
    支持中国杂志产业发展,请购买、订阅纸质杂志,欢迎杂志社提供过刊、样刊及电子版。
    关于我们 | 网站声明 | 刊社管理 | 网站地图 | 联系方式 | 中图分类法 | RSS 2.0订阅 | EMS快递查询
    全刊杂志赏析网 2016