火星上的水(1450字)
火星像一颗红宝石似的徘徊于繁星皓月间。它虽然比地球更远离太阳,所接收的太阳热量至多仅为地球一半。但其自转周期(24时37分),黄赤交角(23°59′)等与地球酷似,使火星世界同样具有昼夜交替和四季循环。所以,对火星世界的山清水秀、生机盎然人们曾寄予厚望。天文观测和宇宙航行器探索,现已无可置疑地表明,火星满目荒凉,赤地千里,环境极为恶劣。轰动一时的火星“运河”纯属子虚乌有,“火星人”也仅是人们的幻想。然而,作为生命存在必备条件的水在火星上数量之可观,虽不可与地球同日而语,却为类地行星中绝无仅有。
1963年,美国的塞浦拉德等曾测定出,火星大气光谱中约有1/1000的微弱水蒸气带存在。宇宙探测器发现,火星大气含水量悬殊极大,从0至100微米降水量均有分布,但平均含量在0.03%左右。这简直比我们最干燥的沙漠大气还干燥100倍。据估算,火星大气含水总共约13立方公里左右,不过相当地球上一个大湖泊的蓄水而已,只够在火星表面产生一层约0.01毫米的液体薄膜。
平均仅有6.1毫巴气压的稀薄大气,使火星水大约在0℃就会沸腾。因此,水在火星赤道(17°-27°)会很快沸腾汽化,在两极(-133°-90°)则能迅速凝结成冰。可见,唯有水蒸气和冰才是火星水存储于世的稳定形态。
惠更斯1659年曾先观测至火星南极极冠,直到1784年威廉·赫歇耳才正式宣布发现火星两极冰冠存在。目前已认定,它们是由二氧化碳干冰和水冰混合组成的冰帽,在火星上水蒸气的凝结温度(-80℃)远高于二氧化碳干冰的升华温度(-125℃),所以,在冰帽随寒暑交替而消长时,持久的夏季冰帽则主要由水冰组成。据推算,夏季南、北冰帽的展布图面积分别约为27.6万平方公里和110.0万平方公里。而北极冰帽夏季厚度经测定约1公里左右。那么,火星两极冰帽含水至少有163万立方公里,足以形成环绕火星表面近10米厚的水层。
高空飞行器的红外探测和“海盗”号登陆船对火星表面物质的研究不约而同地表明,其中约含1%的结合水。因此,在火星基岩上覆盖的约1公里厚的颗粒状风化层中,还禁锢有几乎与极冠等量齐观的水。鉴于火星高纬度区地下终年寒冷,无疑也会形成类似地球极区的永久冰冻土层。至于火星地面有否冰体存在,则还有待确定的推断。
最近,兰开斯特大学的莱昂内尔·威尔逊和夏威夷大学的彼得·莫吉尼斯-马克博士研究了火星一座巨大火山的照片后认为,在火星地表下1-2公里深处还存储有丰富的液态水。
由此可知,火星现在至少有约300万立方公里的水存储于世。这与滴水皆无的水星和有1400立方公里水的金星相比,无疑显得充裕异常了。
依据火星上各种气体成分的比值和地球相近,鲍拉克和贝兰克1979年认为,火星内部曾排出相当于能覆盖其表面80-100米厚冰层的水量。只是在后来火星的演进中,随日月嬗变而水量锐减,才到了今天这个地步。“水手9号”和“海盗号”的火星表面图像,提示出许多宽阔蜿蜒的河床和树枝网状渠道,这是一些外表与月球、地球上熔岩沟渠截然不同的构造。只有黏滞并较小的流体——水侵蚀才能形成的干涸水道,当然,河床构造主要是在年温度较高的赤道区发现,与意大利天文学家乔万尼·斯基帕雷利当年的“火星大运河”似乎毫不相干。所谓的“运河”实际上是排列成行的环形山或规模庞大的峡谷。另外,火星赤道区5000公里长的平整大峡谷——“水手谷”,据认为是一些湖泊沉积物。这些都恰与火星曾经是流水滔滔、波光粼粼的推断相吻合。
1988年9月28日火星大冲,当时亮度达-25等与地球最近距离只有5900万公里,整夜在双鱼星座内熠熠生辉。这是15-17年才一次的观赏火星的良机。7月份苏联执行的代号“火卫一”国际考察计划,发射两个飞向火星的宇宙探测器,渴望揭示更多的火星水的详细奥秘,为认为火星生命的有无,特别为人类登火星、建基地,开发改造火星世界,提供宝贵信息。(郑玉龙)(《飞碟探索》,1988年第4期)
自测试题
1.火星与地球的相同之处是:____。
A.有植物、动物
B.有昼夜交替
C.有四季循环
D.B和C
2.人们对火星世界山清水秀、生机盎然寄予厚望的原因是____。
A.火星离太阳比地球远
B.火星接收太阳的热量为地球的一半
C.火星上含水量可观
D.火星上有昼夜更替和四季循环
3.火星上的水是以怎样的形态储存的?( )
A.液态
B.水蒸气
C.冰
D.B和C
4.火星上的水在0℃就会沸腾的原因是________。
5.在对火星大气光谱分析中,发现约有的水蒸气存在____。
A.1/100
B.1/1000
C.1/10000
6.火星大气含水量,“比地球最干燥的沙漠大气还干燥100倍”。其依据是____。
7.火星两极的冰帽由____和____组成。
8.认为火星内部曾排出相当于能覆盖其表面80—100米厚的水量的科学家是鲍拉克和____。
9.火星与地球最近的距离是。
A.590公里
B.5900万公里
C.5900公里
10.文章说“火星大运河”中“运河”的意思是____。
A.指排列成行的环形山或规模庞大的峡谷
B.指火星上的水道
C.用于交通的河道
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