天天学普地||火星、类地行星的比较

来源：中科院地质地球所

火星

火星的直径为6787km，质量为地球的1/10。火星有大气，95%的成分为二氧化碳，表面大气压是地球大气压的0.007。火星极地有“冰”帽，主要为干冰（CO2），只有少量水冰。火星有季节性气候变化。随着气候的变化，冰帽的直径发生周期性的扩大和收缩。

火星的密度较地球略小，成分与地球相似。它也有一个内核，内核为固态。如为液态，应出现磁场，而火星无磁场。目前尚缺乏关于火星内部层圈构造的信息。

01火星的表面特征

宇宙飞船送回的影像表明。火星南半球发育有年龄45亿年的外壳。其上布满了40 亿年前形成的陨石坑；火星北半球的陨石坑很少，表面较平滑，可能是由较晚期大规模火山作用而形成的形态特征。

奥林帕斯山

火星上至少有20个巨大的盾状火山。其中奥林帕斯(Olympus Mons)是最大的盾状火山；它的基部直径达600km，高度27km，火山口的直径为80km。

如此巨大的火山是地球上所未见的，其熔岩量超过了夏威夷火山岛链熔岩体积的总和。这表明火星内部具有长期活动的岩浆源，而且岩浆源与火山口保持着长期固定的空间关系。这意味着火星的岩石圈长期稳定，很厚且很坚实。否则，巨大的火山重量一定会将它压塌。

火星上目前有没有火山活动？回答是肯定的。因为火山锥的坡上很少有陨石坑的产出，说明火山锥的年龄不老。奥林帕斯火山的年龄可能不超过1亿年。

水手谷

火星上另一种重要的形态是峡谷。水手谷（valles marineris），长400km，宽72km，深6km。以其长度可以横贯整个中国。它代表了一.系列的巨大地堑。它的形成究竟是因火星外壳上拱而发生张裂，还是由于壳下岩浆流出后导致壳层塌陷，尚难定论。

02侵蚀作用

影像显示，在海盗1号及海盗2号着陆的区域是一片红褐色的石块与风成砂的松散堆积物。由着陆器进行的化学分析显示，该两地均存在着黏土及硫酸盐矿物(很可能是石膏)。因此认为，火星上风化作用很显著。此外，非常盛行的风暴作用，是进行侵蚀作用的主要营力。1971 年当水手9号飞船临近火星时，火星上刮着持续达数月之久的沙暴。

火星风暴

更有意义的现象是，火星表面发育有流水侵蚀的遗迹。有一些谷地的特点与地球上由间隙沙漠河流被切割的特点相类似。有的谷地呈蛇曲状，有的呈辫状分叉，甚至还有由大规模洪流所形成的沟谷形态。目前，火星上并不下雨，没有河流、湖泊与海洋，能够观察到的只有少量存在于大气中的水汽及存在于极地冰帽中的水冰。考虑到火星表面温度很低，液态水根本不可能存在，因此有可能在火星表面的松散层之下有冰土，其中埋藏着固态水。

03演化历史

火星演化的早期历史类似于地球和月球。火星的南半球地区相当于月球上的月陆。火星内部的放射性热引起的部分熔融，导致了玄武岩浆喷发。这过程自何时开始还不明了。

由于火星强烈的物质分异以及火山作用，释放出大量H2O及CO2。据估计，释放的H2O曾使火星表面覆盖着50~100m深的水层。相当于地球的太古宙时期，火星上大雨滂沱，广泛发育了湖泊与河流，水流的侵蚀作用盛行。后来，可能由于风化及侵蚀作用强烈，相当数量的H2O及CO2被固定到黏土及碳酸盐矿物之中；在后来的演化中，火星上没有发生板块活动，没有岩石的反复循环，H、O及CO2释放过程随即终止。因此，火星的大气逐渐变稀薄，气温降低，水基本以冰的形式存在。

类地行星的比较

由上述可见，类地行星的共性是：都有铁质内核；都曾发生过部分熔融，并形成玄武岩浆；都遭受过陨星的撞击。

但其差别也存在，乃是由于：①星体的大小不同，这一点不仅控制其大气的状况，更控制其内部的热特征。因为较小的行星冷得较快，岩浆活动的过程较短。而且引力作用小，不易保持住表面稠密的大气和水分。较大的行星冷得较慢，岩浆活动的过程较长。②行星距太阳的远近不同，这一点决定着水能否以液体存在。③生命是否存在，因为生命的活动必然要影响大气的成分。金星上如果有生命，它的大气成分会变得同地球一样。地球上正是因为有生命活动才使大气中大量的CO2被改造，并以有机质及碳酸钙形式转移到岩石中。