第五章：火星的地理与环境

火星是太阳系中第四颗围绕太阳运转的行星，它与太阳的平均距离大约是1.52个天文单位（AU），即约2.27亿千米。火星的公转周期约为687地球日，相当于1.88地球年，这意味着火星上的季节变化大约是地球的两倍长。火星的直径约为地球的一半，体积约为地球的15%，质量约为地球的11%（火星的直径为6,779千米，而地球的直径为12,742千米；火星的体积约为1.631,18×10 立方千.米，质量约为6.417,1×10 千克）。火星的总表面积约1.44亿平方千米，因火星没有海.洋，所以其总表面积就是陆域面积。地球的总表面积约5.1亿平方千米，其中约71%被水覆盖，陆域面积约1.49亿平方千米。可见，火星的陆域面积和地球的陆域面积相当接近。这使得火星成为在未来探索和开发方面的一个潜在目标，因为它的地表面积与地球的陆地部分相当，但没有海洋覆盖，理论上可完全利用。火星的自转周期为24.6小时，与地球的相似，使得它也有昼夜交替。火星的自转轴倾角为25.19度，与地球相近，因此它也拥有四季的变化。但是，由于火星轨道离心率较大，远日点接近北半球夏至，导致火星季节长度不均，北半球春夏季因此比秋冬季长约40天。火星的表面地形复杂多变，北半球相对平坦，被认为是过去的海洋盆地，而南半球则布满了陨石坑和褶皱的高地，显示出古老的地质特征。火星上的最高点是奥林帕斯山，高约21.3千米（MOLA精确测量值），从基底算起约26千米，是太阳系中已知的最大火山。而水手号峡谷则是火星上另一个显著的地形特征，这是一系列深入地表的巨大峡谷，长度超过4,000千米。火星的大气主要由二氧化碳组成，占比约95.3%，剩余的主要由氮气、氩气和微量的氧气和水组成。火星大气层非常稀薄，表面平均气压约为636帕（0.636.kPa），大约是地球表面气压的0.6%。这样的大气层导致火星表面温度很低，平均温度约为-63℃，但在夏季白天，赤道附近的温度可以达到20℃以上。火星的两极被水冰和干冰覆盖，这些冰冠随着季节变化而收缩和膨胀。火星的表面广泛分布着沙丘和砾石，每年常有尘暴发生，这些尘暴有时会覆盖整个星球。