火星为距太阳第四远，也是太阳系中第七大行星：

公转轨道: 离太阳227,940,000 千米 (1.52 天文单位) 行星直径: 6,794 千米 质量: 6.4219e23 千克

火星是一颗红色的行星，它缓慢地在众星之间穿行，时而顺行，时而又 逆行，亮度常有变化，最暗的时候视星等约为+1.5等，最亮的时候比天狼星 还亮得多，令人迷惑，所以，中国古代称为“荧惑”。火星(希腊语: 阿瑞斯)被称为战神。这或许是由于它鲜红的颜色而得来的；火星有时被称为“红色行生”。（趣记：在希腊人之前，古罗马人曾把火星人微言轻农耕之神来供奉。而好侵略扩张的希腊人却把火星作为战争的象征）而月份三份的名字也是得自于火星。

火星在史前时代就已经为人类所知。由于它被认为是太阳系中人类最好的住所（除地球外），它受到科幻小说家们的喜爱。但可惜的是那条著名的被Lowell“看见”的“运河”以及其他一些什么的，都只是如Barsoomian公主们一样是虚构的。

第一次对火星的探测是由水手4号飞行器在1965年进行的。人们接连又作了几次尝试，包括1976年的两艘海盗号飞行器（左图）。此后，经过长达20年的间隙，在1997年的七月四日，火星探路者号终于成功地登上火星（右图）。

火星的轨道是显著的椭圆形。因此，在接受太阳照射的地方，近日点和远日点之间的温差将近30摄氏度。这对火星的气候产生巨大的影响。火星上的平均温度大约为218K（-55℃，-67华氏度），但却具有从冬天的140K（-133℃，-207华氏度）到夏日白天的将近300K（27℃，80华氏度）的跨度。尽管火星比地球小得多，但它的表面积却相当于地球表面的陆地面积。

除地球，火星是具有最多各种有趣地形的固态表面行星。其中不乏一些壮观的地形： － 奥林匹斯山脉： 它在地表上的高度有24千米（78000英尺），是太阳系中最大的山脉。它的基座直径超过500千米，并由一座高达6千米（20000英尺）的悬崖环绕着（右图）；

－ Tharsis: 火星表面的一个巨大凸起，有大约4000千米宽，10千米高；
－ Valles Marineris: 深2至7千米，长为4000千米的峡谷群（标题图）；
－ Hellas Planitia: 处于南半球，6000多米深，直径为2000千米的冲击环形山。
火星的表面有很多年代已久的环形山。但是也有不少形成不久的山谷、山脊、小山及平原。

在火星的南半球，有着与月球上相似的曲型的环状高地（左图）。相反的，它的北半球大多由新近形成的低平的平原组成。这些平原的形成过程十分复杂。南北边界上出现几千米的巨大高度变化。形成南北地势巨大差异以及边界地区高度剧变的原因还不得而知（有人推测这是由于火星外层物增加的一瞬间产生的巨大作用力所形成的）。最近，一些科学家开始怀疑那些陡峭的高山是否在它原先的地方。这个疑点将由“火星全球勘测员”来解决。

火星的内部情况只是依靠它的表面情况资料和有关的大量数据来推断的。一般认为它的核心是半径为1700千米的高密度物质组成；外包一层熔岩，它比地球的地幔更稠些；最外层是一层薄薄的外壳。相对于其他固态行星而言，火星的密度较低，这表明，火星核中的铁（镁和硫化铁）可能含带较多的硫。

如同水星和月球，火星也缺乏活跃的板块运动；没有迹象表明火星发生过能造成像地球般如此多褶皱山系的地壳平移活动。由于没有横向的移动，在地壳下的巨热地带相对于地面处于静止状态。再加之地面的轻微引力，造成了Tharis凸起和巨大的火山。但是，人们却未发现火山最近有过活动的迹象。虽然，火星可能曾发生过很多火山运动，可它看来从未有过任何板块运动。

火星上曾有过洪水，地面上也有一些小河道（右图），十分清楚地证明了许多地方曾受到侵蚀。在过去，火星表面存在过干净的水，甚至可能有过大湖和海洋。但是这些东西看来只存在很短的时间，而且据估计距今也有大约四十亿年了。（Valles Marneris不是由流水通过而形成的。它是由于外壳的伸展和撞击，伴随着Tharsis凸起而生成的）。

在火星的早期，它与地球十分相似。像地球一样，火星上几乎所有的二氧化碳都被转化为含碳的岩石。但由于缺少地球的板块运动，火星无法使二氧化碳再次循环到它的大气中，从而无法产生意义重大的温室效应。因此，即使把它拉到与地球距太阳同等距离的位置，火星表面的温度仍比地球上的冷得多。

火星的那层薄薄的大气主要是由余留下的二氧化碳（95.3％）加上氮气（2.7％）、氩气（1.6％）和微量的氧气（0.15％）和水汽（0.03％）组成的。火星表面的平均大气压强仅为大约7毫巴（比地球上的1％还小），但它随着高度的变化而变化，在盆地的最深处可高达9毫巴，而在Olympus Mons的顶端却只有1毫巴。但是它也足以支持偶尔整月席卷整颗行星的飓风和大风暴。火星那层薄薄的大气层虽然也能制造温室效应，但那些仅能提高其表面5K的温度，比我们所知道的金星和地球的少得多。

火星的两极永久地被固态二氧化碳（干冰）覆盖着。这个冰罩的结构是层叠式的，它是由冰层与变化着的二氧化碳层轮流叠加而成。在北部的夏天，二氧化碳完全升华，留下剩余的冰水层。由于南部的二氧化碳从没有完全消失过，所以我们无法知道在南部的冰层下是否也存在着冰水层（左图）。这种现象的原因还不知道，但或许是由于火星赤道面与其运行轨道之间的夹角的长期变化引起气候的变化造成的。或许在火星表面下较深处也有水存在。这种因季节变化而产生的两极覆盖层的变化使火星的气压改变了25％左右（由海盗号测量出）。

但是最近通过哈博望远镜的观察却表明海盗号当时勘测时的环境并非是典型的情况。火星的大气现在似乎比海盗号勘测出的更冷、更干了（详细情况请看来自STScI站点）。

海盗号尝试过作实验去决定火星上是否有生命，结果是否定的。但乐观派们指出，只有两个小样本是合格的，并且又并非来自最好的地方。以后的火星探索者们将继续更多的实验。

一块小陨石（SNC陨石）被认为是来自于火星的。

1996年8月6日，戴维·朱开(David McKay) 等人宣称，在火星的陨石中首次发现有有机物的构成。那作者甚至说这种构成加上一些其他从陨石中得到的矿物，可以成为火星古微生物的证明。（左图？） 如此惊人的结论，但它却没有使有外星人存在这一结论成立。自以戴维·朱开发表意见后，一些反对者的研究也被发布。但任何结论都应当“言之有理，言之有据”。在没有十分肯定宣布结论之前仍有许多事要做。

在火星的热带地区有很大一片引力微弱的地方。这是由火星全球勘测员在它进入火星轨道时所获得的意外发现。它们可能是早期外壳消失时所遣留下的。这或许对研究火星的内部结构、过去的气压情况，甚至是古生命存在的可能都十分有用。

在夜空中，用肉眼很容易看见火星。由于它离地球十分近，所以显得很明亮。迈克·哈卫的行星寻找图表显示了火星以及其它行星在天空中的位置。越来越多的细节，越来越好的图表将被如星光灿烂这样的天文程序来发现和完成。

火星小资料
1火星的极冠
在天文望远镜中，天文学家还发现火星的两极呈白色，气温都在冰点以下。这些冰域称为极冠。过去科学家认为，极冠是由水结成的冰组成的，近来科学家确认，极冠不是由冰，而是由二氧化碳凝固成的干冰组成的。它的范围随季节有亮区和暗区的变化。火星极区一到冬季，由于气温下降，大气中的二氧化碳开始凝结，使得极冠加大，颜色逐渐变淡，北极可扩大到北纬65°，南极可扩大至南纬57°。一到夏季冰雪融化，极冠的范围也就缩小了，暗区就逐渐扩大和变暗。两极的极冠分别延伸到北纬80°和南纬84°。火星的亮暗区域引起了天文学家们的争论，争论的焦点便是火星上究竟有没有“火星人”和“运河”是否存在。
火星大冲
火星位于地球轨道之外，它绕日运动的轨道比地球绕日运动的轨道大，因此，火星绕太阳运行一周等于地球的2年。这样每隔2年多地球和火星就要接近一次。如果地球刚好在太阳和火星的中间，也就是火星与太阳的黄经度相差180°时就叫“冲”。火星冲日每隔2年多发生一次。如果火星在过近日点附近时恰好为冲的时候，它将最接近地球，这时称之为“大冲”。火星大冲平均每隔15年或17年才发生一次，而且总是在7月和9月之间。
火星冲日是观测火星的有利时机。这时的天文观测有许多新发现，最著名的发现当推火星的两个卫星。1877年8月火星大冲，美国天文学家霍耳使用当时口径最大的66厘米折射望远镜，观测到火星的两个“小月亮”。上次的时间为2003年8月27日，视直径为25.1″.
1火星运河
早在1877 年，意大利天文学家夏帕雷利用天文望远镜观测火星时，发现火星上密布着黑色线条，定名为火星上的河渠。然后又根据长期观测结果，
绘制成火星图。谁能料到翻译者的一时疏忽，将意大利语“河渠”误译成英语的“运河”，以致“火星运河”一直被沿用至今。
火星上那些“有规则”的“运河网”，实际上并不存在。近年的火星考察发现，火星表面存在着大量长短参差不齐的干涸“河床”，这些奇特的“河床”纵横交错，达几千条之多，形成一个分布广泛的“河网”，其中最长的达1500 公里，最宽的达60 公里。
根据着陆火星表面的“海盗”号探测器发回的探测资料表明，这些宽阔的“河床”内，只有乱石和沙洲，连一滴水也未曾找到。但河床的结构不能排除它们是火星上古江河留下的痕迹，水分早已被蒸发或者流入乱石和沙洲之下的可能性。 “河渠”被误译成“运河”后，一词之差竟引起了一场科学史上近百年的大误会。开凿运河者必定是高级智慧动物、能开挖如此庞大的火星运河的“火星人”，自然地成为地球人关注的焦点。一时间天文学家纷纷把天文望远镜对准火星，渴望观测到火星运河和开凿运河的“火星人”。美国天文学家洛威尔甚至变卖了自己的家产，在远离市区的沙漠高地上建立私人天文台，连续观测火星10 多年，声称看到了500 多条火星运河，并绘制出火星河网图。20 世纪40 年代，前苏联学者季霍夫还在大学中开设“天体植物学”课程。甚至在1958 年，前苏联一位教授作出了惊人之语：火星的两颗卫星是“火星人”在史前时期为保存他们的文明而发射的“太空博物馆”。 随着空间探测技术的发展，有关“火星运河”和“火星人”的争论自然结束了。在火星表面工作了6 年之久的“海盗”号探测器，发回了大量的实地勘察资料，经过分析研究，基本上否定了火星生命的可能性。
3火星大尘暴
用天文望远镜观测火星时，有时能看到像黄色云那样的东西，云的形状和大小是变化的，而且往往是由大气低层向高层，由局部向更广阔的区域发展开去，甚至发展到半个乃至整个火星表面，使火星变得昏暗和面目模糊，朦胧一片，什么也看不清楚。这就是所谓的火星大尘暴。
地球上某些地区有时也发生尘暴，飞沙走石，遮天蔽日，只是地球上最大的尘暴也远比不上火星的尘暴。据估计，一次火星大尘暴扬起的尘埃总量可以大到100亿吨以上。火星大尘暴的时间之长，也远非地球上的尘暴所能相比。1971年8月，是10多年来观测火星的一次最好机会，那年5月底，以探测火星为主要任务的“水手9号”探测器发射成功，开始奔向探测目标。当时，远在好几千万公里之外的火星的气象条件是相当不错的。7月份，探测器才上路一个多月，只走了约1／3的路程，地面观测发现火星面上出现了黄云，表明那里开始刮起了大风，是即将出现大尘暴的迹象，表面变得一天比一天更加昏暗和模糊。11 月，“水手 9 号”到达火星附近时，大尘暴已经发展成为全球性的，从火星表面直到七八十公里的高空，统统被尘埃笼罩着。火星表面风尘滚滚，什么也看不清楚，更不要说观测细节了。 那时，火星上的风速特别大，大致为每秒180米以上。在地球上，一般把风力极大的台风定为12级，它的风速在每秒35米左右，即使是18级特大 台风，风速也只有每秒60多米，与火星上的风速相比，真是天壤之别。“水手9号”探测器只得在环绕火星飞行的同时，耐心地等待着，一直 等了两三个月，这场大尘暴才慢慢平息下来，火星大气重新恢复宁静，表面也变得清晰可见。1971年的这场尘暴是迄今所观测到的最大尘暴，也是在其他行星上从未见过的。
火星大气非常稀薄，密度还不到地球大气的1％。在这种情况下想要形成一定的风力，而使尘粒移动和上升，风速至少也得有每秒四五十米。 谁能做到这一点呢？
一些人认为是这样的：由于火星上空气稀薄，又很干燥，昼夜的温度差本来就不小。火星绕太阳的公转周期是687天，每隔这么一段时间，火星运行到轨道近日点时，太阳对它的加热作用达到最大，比在远日点时大一半左右。其结果是空气得到更多的热量，温差变化更大，空气更不稳定，热空气上升导致扬起尘埃的开始。而一旦升在空中，它们就会吸收更多的热量，变得更热，更急剧上升。别处的空气也就以更快的速度跑来补充，形成强劲的地面风。地面风把更多的和更大的尘粒吹起来，形成更大的尘暴。尘暴就这样由小变大，向四面八方蔓延开去，形成罕见的大尘暴。
当尘暴把整个火星都笼罩起来后，由于尘粒的阻挡，太阳对低层大气和火星表面的加热作用显著减小，表面附近的温差减小，风必然减弱，尘暴也就开始衰退。风逐渐减小乃至完全平息下来，飘浮在空中的各种不同大小的尘粒，也就逐渐沉降到表面上来。由于大量尘粒的迁移，局部地形会有所改变，但一次尘暴就这样的烟消云散地过去了。在火星极冠边缘和亚热带高地等处，风比较强的一些地方，区域性的尘 暴时有发生。在每个火星年当中，这样的区域性尘暴有可能达到百次左右，一般都要好几个星期才平息。这真可以看作是火星上的一大特征和奇观。 从区域性尘暴发展成为全球性大尘暴，每个火星年中有一二次。使人感兴趣和纳闷的是，尘暴的发源地多数都是在火星的南半球，而特大尘暴的发源地似乎更是局限在几个特定的地区，像海腊斯盆地以西几百公里的诺阿奇斯地区。有人解释为火星北半球地势比较高，南半球就自然成为一个高度逐渐降低的斜面，由于南、北两半球之间存在的温度差，每当北半球高纬度地区形成了一股强风，它就会沿着斜面向南半球劲吹，尘埃就随着强风滚滚而来，风越刮越大，尘埃也越来越多，终于在南半球形成可以席卷全球的大尘暴奇观。上述解释大体上讲了大尘暴是什么样的，但没有完全讲清楚为什么是这样的，因此不是令人十分满意的。按说，火星大气的密度那么稀薄，对扬起尘暴、特别是大尘暴，是个不
利因素，每秒数十米到上百米的大风怎么会那么容易刮起来呢？不仅风速之大，而且时间之长，都达到了我们几乎无法理解的程度。这究竟是怎么回事呢？再说，那些与特大尘暴有关的特定区域，究竟是些什么样的地区呢？是由于地形特殊，还是由于其他什么原因，而成为多数尘暴的发源地呢？真正的、具体的原因是什么？
另外，如果说火星运行到轨道近日点时会发生大尘暴，那么，并非每个火星年的同一时候，都发生全球性的大尘暴，而所发生的大尘暴，其发展速度和规模等也不尽相同。可见，尘暴发源地所提供的条件一定是受到了某些因素的影响，这是些什么因素呢？
这些，都需要根据已经掌握的资料，作进一步的分析和论证，科学家期望着今后发射的新的火星探测器和着陆器，能够提供更加能说明问题的数据和证据。人类登上火星，进而在那里建立基地，并不是可望而不可及的事情了。21 世纪的某个时候，人类的足迹真的踏上了火星，大尘暴的种种谜团最终会得到揭穿，我们期待着这一天的早日到来。