20.11. 火星2号¶
在看一些更具代表性的图片之前,我们为火星建立了一个地质框架:这颗行星距离太阳四分之一,略大于地球直径的一半,位于6793公里(4218英里),大约是月球直径的两倍,质量约为月球质量的1/10。火星的低密度意味着一个小的金属核心,现在是固体,因为缺乏一个独特的磁场。它每24小时37分钟旋转一次(地球时间)。它的表面温度在-140°C到20°C之间。根据地球望远镜观测,我们怀疑火星表面有氧化的富含铁的物质,受到沙尘暴的影响,两极的冰帽在火星一年(687个地球日)内交替膨胀和收缩。风暴意味着至少有一个薄的气体包层。光谱测量显示CO2 也许是氮气。水手/维京人的任务极大地改变了我们对火星景观的概念。考虑两个火星赤道半球的广义地形图,这两个半球是根据任务结果在兰伯特等面积投影上绘制的,如下所示:
出自T.A.Mutch等人,《火星地质》,1976年。经新泽西州普林斯顿大学出版社许可转载。
较低的极地半球包含了被认为有数十亿年历史的陨石坑地形(以及南极洲发现的3.5年前含有有机物的陨石的可能来源),在那里大部分较大的撞击结构得以生存。上半球的大部分地区都有平原地区。( p )许多被认为是火山流( pv )(主要是玄武岩?)火山构造( v )(如盾形火山),其中一些年龄可能不到15亿年。其他分区包括板条箱平原( pc )以及中度坑化的平原( pm )不寻常的或专门的单位由河道沉积物组成。( c )沟槽地形( g )多节丘状地形( hk )磨损的丘状地形( hf )混乱的丘状地形( hc )和山区地形( m )限制在极地的单位是:永久冰( pi )层状矿床( id )(被认为是一层被风吹起的灰尘,夹杂着冰)和蚀刻的平原( ep )与金星一样,没有板块构造的结构迹象。
这些类别中的许多特征也是地标和地貌省份。在左半球,连续三座火山 [top] Pavonis Mons [中心] 和Arsia Mons [底部] )位于塔尔西斯-蒙特山脉群中,左上方的两个大型火山是奥林巴斯-蒙斯(太阳系中最大的火山)和阿尔巴-帕特拉(火山口覆盖的火山)。长而弯曲的特点( c )在左半球的赤道附近是大峡谷,比大峡谷长很多倍,深很多,有相关的峡谷或支流峡谷。在右半球,大面积( p )在南部的一半是赫拉斯普兰提亚,火星上最大的撞击盆地的所在地,切入古老的地形,用熔岩回填。
19-36: The Tharsis region shield volcanoes are huge by Earth standards. What single volcanic structure on Earth comes closest to these in size and morphology? `ANSWER <answers.html#19-36>`__
任务证实火星大气中含有95.3%的一氧化碳。2 ,其余大部分为n2 (2.7%)、氩(1.6%)和小O2 ,一氧化碳和足够的水,如果凝结,以填充一个普通的游泳池。大气压力平均为7毫巴,约占地球气压的0.7%,但在这个薄壳内的风暴可以达到200公里/小时(124英里/小时)以上的速度。尽管今天的火星大气密度很低,但它的高速风可以增加腐蚀性的雕刻,并可以将扬起的灰尘和沙子沉积到广阔的沙丘地带。下面的维京轨道飞行器图像包含横向(拉长或平行)和新月形沙丘,它们位于平原环境中。
第二张图片显示了左侧平行沙丘和右侧的Barchan沙丘。
19-37: Why is it rather surprising that dunes with types similar to those on Earth are so widespread on Mars (hint: consider the atmosphere)? `ANSWER <answers.html#19-37>`__
水手10号和维京号轨道飞行器都收集了许多显示大气循环各个方面的图像,例如火星北极地区上空螺旋状云的图像;也注意到明亮的冰块。
|火星北极区上空螺旋状云的黑白图像,水手10号和维京号轨道飞行器都能看到。|
作为火星在气象上活跃的进一步证据,一场沙尘暴在发生的过程中被捕获:
火星的尘埃和沙粒经常以风的条纹散开。
|-用彩色黑白图像显示的火星表面的灰尘和沙粒随着风的条纹散开。|
极冠的主要成分是一氧化碳。2 但少量的水可能被锁在里面,水也可能在地下浓缩。下一幅图显示了火星冬季,南极冰盖(顶部)和北极冰盖(底部)(可能含有更多的水)接近其最大生长阶段。这个冬天每685个地球日在两极重现一次。在大约一半的时间里,当夏季变暖使冻结的气体蒸发时,单极的极地冰收缩,而另一极则经历了冰的凝结和生长:
仔细观察极冠的两侧,发现了明显的明暗相间的物质带,如南极帽所示:
19-38: Try to devise an explanation for these layers. `ANSWER <answers.html#19-38>`__