尹安教授有哪些學生 火星地理研究報告

北京大學地質學類都有哪些專業(yè)，火星的學術研究，關于火星，有哪些小知識是我們需要知道的。

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• 火星的五大秘密

中國地質大學北京地質類就業(yè)前景

北大地質學專業(yè)介紹及方法指導

1.專業(yè)情況介紹

　　礦物學巖石學礦床學專業(yè)

　礦物巖石礦床學研究所是在礦物學巖石學礦床學博士點和碩士點基礎上組建而成。包括12個基礎理論和應用基礎學科方向：巖漿巖巖石學、沉積巖巖石學、變質巖巖石學、結構礦物學、成因礦物學、寶石礦物學、礦物巖石材料學、巖礦信息學、礦床學、礦產(chǎn)經(jīng)濟學、油氣地質學、災害地質學等?，F(xiàn)有碩士研究生38名、博士研究生9名。多年來，在董申保院士和葉大年院士的領導下，經(jīng)過不懈努力，不僅在教學上成績斐然，在科研上碩果累累，在應用開發(fā)研究中也獨具特色。研究所有關老師編寫的10余套教材和研究專著多數(shù)獲得省部級獎勵。高壓變質作用、華北麻粒巖、北方花崗巖、碳酸鹽巖中的油氣藏成因、儲層非均質性、催化生油、風化作用與邊坡穩(wěn)定關系、咔賓碳－石墨材料、礦物功能材料研究、環(huán)境礦物學與環(huán)境礦物材料學、鈣鈦礦系列研究、應用結晶學、粘土礦物、造山帶成礦作用理論、礦產(chǎn)資源經(jīng)濟學理論等科研項目和方向在國內外產(chǎn)生了較大影響。寶玉石的檢測與研究、沙漠筑路等應用開發(fā)領域也取得了很大的社會和經(jīng)濟效益，在產(chǎn)學研相結合的方向上邁出了堅實的第一步。

本所擁有中國科學院院士2名，博士生導師6名，副教授13名。在職教員共21名。

所長：魏春景 副所長: 賴 勇 秦　善

成員： 陳斌 陳衍景

傳秀云 董申保 關平 劉楚雄 魯安懷 馬瑞志 田偉 王長秋 吳朝東 葉大年 張立飛 張秀蓮

構造地質學專業(yè)

北京大學地球與空間科學學院大陸動力學與資源工程研究所是國家理科培養(yǎng)基地，現(xiàn)在擁有構造地質學、災害與環(huán)境地質學、資源工程地質學、巖石物理學、信息地質學等學科方向，其中構造地質學是全國重點學科。這里有雄厚的師資力量、完善的教學環(huán)境、先進的實驗設備、豐碩的科研成果、自由的學術氛圍，是人才成長的理想場所。

經(jīng)過長期不懈的努力，現(xiàn)已經(jīng)形成以國內外著名學者為學術帶頭人、以具有博士學位的中青年教師為骨干的教學科研隊伍，目前有教授（包括博士生導師）11人，副教授4人。近5年，在SCIENCE、GEOLOGY、JGR和JSG等國際著名學術刊物上發(fā)表SCI收錄論文，在國內核心期刊發(fā)表學術論文和出版學術專著共278篇（部），獲得省部級獎勵14項。承辦了多次大型國際學術會議，與10多所世界著名大學如麻省理工學院、加州大學、美因茨大學、慕尼黑大學、早稻田大學、、澳大利亞國立大學、墨爾本大學和莫斯科大學等開展合作研究，人員互訪，主持和參與IGCP國際合作項目3項，國家自然科學基金重點課題1項、國家863課題1項和國家973課題5項。

為保證高層次人才的培養(yǎng)和支持莘莘學子們對學業(yè)的追求，特別設有“地質獎學金”和“丁東獎學金”，各方面表現(xiàn)優(yōu)異者還可獲得學校多種類型獎學金的資助，強度從1000－5000元不等，最高可達10000元，獲獎比例一般在30％以上；對于希望進一步深造的優(yōu)秀畢業(yè)生可以采用免試推薦、連讀、提前攻讀等形式直接攻讀碩士或博士學位，人數(shù)一般為應屆畢業(yè)生人數(shù)的50％以上。

所　長: 張進江 副所長: 侯貴廷 張志誠

成員： 郭召杰 韓寶福 何濤 侯建軍 季建青 李江海 梁海華 馬宗晉 潘懋 吳泰然 徐備 尹安

鄭文濤

北京大學石油與天然氣研究中心

http://iog.pku.edu.cn/

姓名

職稱

專業(yè)

賈承造

教授

石油地質學 構造地質學

潘 懋

教授

石油地質學 儲層地質學 測井資料處理與解釋 信息地質學 數(shù)字油田

劉 波

研究員

盆地-構造沉積演化 儲層沉積學 層序地層學 碳酸鹽巖成巖演化

吳朝東

教授

層序地層學 地震沉積學陸相盆地沉積體系數(shù)值模擬 黏土礦物與沉積地層年代學

李江海

教授

石油地質學 盆地構造演化

郭召杰

教授

石油地質學 造山帶與盆地構造

關 平

教授

沉積學及地球化學 成藏動力學與油氣運移 盆地分析及油氣資源綜合評價

胡天躍

教授

儲層地球物理學 巖石物理學 測井技術

張東曉

教授

石油及能源開采研究 水資源研究 二氧化碳處理相關研究

侯貴廷

教授

油田構造的數(shù)值模擬 盆地構造分析構造應力場 低滲透油藏的裂縫定量預測 井間插值部署加密井技術

師永民

研究員

油氣田開發(fā)地質 火山巖油氣藏描述 儲量計算及井位部署

測井地質 地震解釋

巖石力學及構造應立場恢復模擬

何 川

研究員

三維地震建模/偏移及油藏數(shù)值模擬 石油工程領域新型測試、測量、監(jiān)測、診斷

王一博

副研究員

地震勘探采集設計 信號噪音去除 （隨機噪音、面波及多次波等相關噪聲） 多分辨率處理方法 波形反演

逆時偏移

2.考試科目

四門：英語、政治、高等數(shù)學與地質學基礎、巖石學

高等數(shù)學與地質學基礎：二合一的試卷。北大自命題。高等數(shù)學占75分，地質學基礎占75分。

巖石學：三合一的試卷。沉積巖、巖漿巖、變質巖都涉及。兩種題型：名詞解釋與問答題。

關于專業(yè)課考試范圍：

北大巖石學試卷中，變質巖部分的內容還是比較多的，而大多數(shù)石油院校的學生在變質巖方面學得也不是很到位，所以這是個很大的漏洞需要彌補。目前，似乎只有北大、地大、中科院的巖石學考變質巖部分。南京大學的巖石學考試不考變質巖。我也看了各研招單位的試卷，變質巖部分考察最難的要算北大了。相比南京大學，北大礦物學巖石學礦床學專業(yè)比南大相比多考了高等數(shù)學部分和變質巖部分，所以，北大的考察還是比較全面的。當然，南大的這個專業(yè)也不容易考，他們的專業(yè)課試題考察的很深入。

變質巖部分要記憶的東西很多，我覺得時間如果不夠，除了泥質系列要重點掌握外，其他系列的變質巖只記憶下名詞解釋就行了吧。我個人感覺：泥質系列最重要，其次是基性系列。區(qū)域變質巖最重要，其次是接觸變質巖，至于沖擊變質作用、汽成水熱變質作用什么的，我個人覺得一般了解下就行了，主要是警惕下名詞解釋，他們不可能出大題的。在記憶各個變質相的礦物組合、變質反應的時候，我感覺聯(lián)系變質帶記憶我覺得效果比較好！

注意：

礦物學巖石學礦床學專業(yè)考 巖石學 科目，

構造地質學專業(yè)、古生物與地層學專業(yè)也可以選考 巖石學 科目。

3.參考書目介紹

重點用書：

《巖石學》路鳳香、桑隆康，地質出版社2002

（中國地質大學編寫，目前也基本是各個重點大學地質系的學生教材。）

重點參考書，我認為這些書也是應該備齊的：

《巖石學》 樂昌碩 地質出版社

1984年1月（武漢地院編寫的）

《巖石學簡明教程》衛(wèi)管一等編，地質出版社,2005（成都地院編寫的）

《巖漿巖石學》邱家驤 地質出版社

（中國地質大學編寫的）

《火成巖石學》孫鼐、彭亞鳴 地質出版社（南京大學編寫的）

《變質巖石學》 王仁民等

地質出版社（北京大學編寫的）

《變質巖石學》 賀同新

地質出版社（長春地院編寫的）

《沉積巖石學》石油工業(yè)出版社（中國石油大學編寫的，一般也是石油院校的教材。）

《地球化學》

韓吟文、馬振東，地質出版社，2003（在闡述不同構造環(huán)境的巖漿作用產(chǎn)出的巖石的地化特征時應自學一下涉及到的相關內容。）

參考書不用全看，主要是帶著問題去看！邊看邊總結抄錄關鍵點。

關于這些書，可以在書店買或網(wǎng)上郵購買。

比較老的書可以從圖書館借了自己把整本書復印了下來看。

西南地區(qū)的考生可以去西南石油大學、成都理工大學圖書館借閱。

北京地區(qū)的學生可以去學院路的

地質出版社 與 石油工業(yè)出版社石油科技書店 購買。

推薦參考文獻：

極端條件下的變質作用——變質地質學研究的前沿，張立飛，2007

可在中國知網(wǎng)CNKI下載。

4.深造或就業(yè)情況介紹

北大本科生考研的極少，基本想保研都可以保研。

碩士畢業(yè)生中：直博或去其他科研院所讀博；出國留學；就業(yè)。

就業(yè)的單位：石油方向的畢業(yè)生可以研究院、外企、油田，國企主要是中石油中石化中海油，外企主要是殼牌、斯倫貝謝等等。

博士畢業(yè)生：高校任教、研究院、油田等。

專業(yè)課復習指導

1.復習資料使用說明：考試書目、真題

通過看真題來找考點、重點，再回頭有針對性地看書！

有條件的話可以找在北大的同學搜集下他們的課件。

如果有時間，至少要精讀一遍考試書目。因為盡管每年的考試試題重復率很高，但基本上保持在150分的卷子里有100分左右是過去曾經(jīng)考過的，但每年都會有50分左右的試題是新出的。所以，研究往年真題的目的在于保住已有的100分，而精讀的目的就在于爭取未知的50分！

參考書不用全看，主要是帶著問題去看！邊看邊總結抄錄關鍵點。

2.階段性復習方法指導：

看真題→找考點→翻教材找答案→總結凝練→背誦記憶！

先理解，后總結，再記憶！

前期以理解總結為主，后期以強化記憶為主。

不知道考點而盲目看書會導致低效率，無用功！

3.導師介紹

研究生院網(wǎng)站http://grs.pku.edu.cn/

關注其考試專業(yè)目錄。

地球與空間科學學院網(wǎng)站 http://sess.pku.edu.cn/

瀏覽老師的主頁，尋找老師的聯(lián)系方式。

石油與天然氣研究中心網(wǎng)站 http://iog.pku.edu.cn

石油地質學方向的學生重點關注。

老師發(fā)表的論文不需要花太多精力去鉆研，大概明確老師的研究方向即可。

可以給打算報考的導師發(fā)郵件交流。

礦物代號：

普通角閃石Hb 綠泥石Ch 透輝石Di 鈉長石Ab

鐵橄欖石Fo

柯石英Coe 藍晶石Ky 黝簾石Zo 正長石Or

文石Ar 夕線石Sil 斜黝簾石Czo 陽起石Act 輝石Px

硬綠泥石Cld

十字石St 鐵鋁榴石Alm 鈣鋁榴石Gro 白云石Dol

方解石Cal 多硅白云母Phn 黑云母Bi 白云母Ms 堇青石Crd

紅柱石And 硅灰石Wo 滑石Tc 透閃石Tr 角閃石Am Al2SiO5 Als

綠簾石Ep 鈣長石An 橄欖石Ol

蛇紋石Ser 絹云母Se 石榴石Gt

火星地理研究報告

“火星探測軌道飛行器”和“機遇”號火星分別發(fā)現(xiàn)火星表面曾有水以及火星可能有地下水的線索。日前，美國科學家借助“奧德賽”探測器又在火星上發(fā)現(xiàn)了7個奇特洞穴。這七個洞穴分布在火星阿爾西亞火山的側面。洞口寬度在100米到252米之間。由于洞口基本觀測不到洞底，科學家們只能估算出這些洞至少有80米到130米深。這些洞穴的發(fā)現(xiàn)具有重要意義。首先，如果火星上曾有原始生命形式存在，這些可能是火星上唯一能為生命提供保護的天然結構。其次，如果條件適宜，這些洞穴將來可能作為人類登陸火星之后的居住點。每當夏季，這些洞穴里就會冒出甲烷，更增加了洞穴中存在生命體的可能性。 美國宇航局的“好奇”號火星車發(fā)現(xiàn)更多證據(jù)，證明這顆紅色星球一度有水存在?？茖W家表示“好奇”號碾過的一塊火星巖裂開后暴露出內部的白色結構，說明含有水合礦物，在有水流過時形成。上周，“好奇”號對鉆取的火星巖粉末樣本進行分析后發(fā)現(xiàn)了重要證據(jù)，證明這顆紅色星球一度存在可以飲用的水以及適于生命存在的環(huán)境?！昂闷妗碧柕膬x器又在這塊名為“迪恩蒂納”(Tintina)的巖石周圍發(fā)現(xiàn)更多水合礦物。此外，這輛火星車在“迪恩蒂納”周圍也發(fā)現(xiàn)水合礦物，進一步證明火星上曾有水存在。“好奇”號對蓋爾隕坑內的一個區(qū)域進行了勘察。這個區(qū)域被稱之為“黃刀灣”?？茖W家認為數(shù)十億年前水曾經(jīng)從這個隕坑的邊緣往下流淌，形成深度可達到3英尺(約合90厘米)的溪流。這些新發(fā)現(xiàn)是借助“好奇”號桅桿相機的紅外成像能力以及一臺可以向地面發(fā)射中子，用以探測氫的儀器得出的。近紅外光之間的亮度差異能夠揭示水合礦物的存在。這些礦物在水的作用下發(fā)生變化。借助于桅桿相機，在狹窄的紋理內發(fā)現(xiàn)了強度提高的水合作用信號這些紋理穿過這一區(qū)域的很多巖石。這些明亮的紋理含有水合礦物，不同于在周邊巖層中發(fā)現(xiàn)的粘土礦物。俄羅斯制造的中子動態(tài)反照率測量儀能夠探測土壤礦物中的水分子中的氫。研究結果顯示黃刀灣曾經(jīng)擁有的水數(shù)量超過“好奇”號此前造訪的其他地區(qū)?！霸邳S刀灣發(fā)現(xiàn)的水存在跡象超過‘好奇’號勘探過的其他地區(qū)。即使在黃刀灣內，我們也發(fā)現(xiàn)了水存在跡象數(shù)量的巨大差異。”宇航局宣布，“好奇”號對一個巖石樣本分析時發(fā)現(xiàn)了重要的化學元素，證明火星一度出現(xiàn)可支持生命存在的環(huán)境。在一個古代河床的沉積巖中的巖石粉末樣本中，發(fā)現(xiàn)了硫、氮、氫、氧、磷和碳，其中一些是形成生命所需的要素。數(shù)據(jù)顯示，“好奇”號當前勘探的黃刀灣可能是一個古代河系的盡頭，或者是一個間歇濕潤湖床，能夠為微生物提供化學能量以及其他必要條件?？茖W家：“我們進行的研究顯示火星一度出現(xiàn)適居環(huán)境，能夠支持生命存在，甚至有可能出現(xiàn)可以飲用的水。” 火星探索計劃首席科學家邁克爾-梅耶指出：“這個任務需要解答的一個基本問題就是，火星是否曾出現(xiàn)適于生命存在的環(huán)境。根據(jù)我們當前掌握的情況。 根據(jù)一項研究表明，板塊運動在火星地質歷史中可能占有重要地位，這一觀點和傳統(tǒng)看法相悖。此前科學界一般認為由于火星太小，其較快的內部冷卻速度不允許它存在板塊活動。在這項研究中，科研人員認為火星奧林匹斯火山西北側的一大片區(qū)域可能保存著板塊活動的證據(jù)。這片區(qū)域存在大量的山脊和斷崖。專家認為“這是火星在過去25萬年間存在板塊活動的證據(jù)”。傳統(tǒng)觀點認為火星由于體積質量均遠小于地球，內部會很快冷卻，因此在較近的歷史時期不應當存在需要靠巖漿驅動的板塊活動。但專家稱已找到切實的證據(jù)來證明火星表面的很多地貌特征和板塊活動有關，甚至今天仍在發(fā)生作用，他的研究主要借助于兩艘美國火星探測飛船拍攝的圖像，即火星奧德賽和火星勘測軌道器。他表示，很多的圖像之前都沒有得到詳細的研究。這些圖像中顯示大量的斷崖、褶皺和階地構造，如果這些構造放到地球上，將是地質學家眼中經(jīng)典的板塊運動特征。另外一些照片中有彎彎曲曲的溝槽，這同樣和構造運動有關系。他說：“這是典型的活躍構造活動的表現(xiàn)。所有這一切，如果放在地球上，你會毫不猶豫地指出，說它是活躍的?！比绻@一研究結果獲得證實，它將大大增加火星上存在生命的可能性。因為板塊運動將有助于碳循環(huán)的進行，而碳是構成生命必不可少的元素。一般，研究人員傾向于將這些地貌特征歸結于諸如滑坡等事件，但尹安教授絕非唯一一位認為火星存在板塊運動的科學家。他們中有一部分專家認為火星表面那一長串筆直的火山錐就是板塊活動的表現(xiàn)。其中最明顯的一處就是位于奧林匹斯山附近的三座巨型火山，它們一起構成了火星塔爾西斯高原的主體。這也是尹安教授重點關注的區(qū)域。研究中，尹安教授同樣注意到了火星表面巨大的水手谷，這是太陽系中最大的峽谷系統(tǒng)，長2800英里（4500公里）深達7英里（11000米）。此項研究同樣將其視作一處構造地貌。 2004年，美國宇航局的“機遇”號火星車在“奮進”隕石坑附近發(fā)現(xiàn)彈珠形藍色奇異物體，被形象地稱之為“火星藍莓”。 “科學家表示：“這些物體的外部似乎易碎，中部則較為柔軟。它們的密度、結構和構成均存在差異，分布也不同。因此，我們面對的是一個非常有趣的地質學謎團。”一種理論認為火山噴出的巖漿形成了這些小球，而不是在水的作用下形成。在“火星藍莓”內，科學家發(fā)現(xiàn)大量赤鐵礦，說明它們在地下水穿過多孔巖過程中形成。水流能夠導致一系列化學反應，促使鐵礦變成小球。不過，這一理論無法解釋“藍莓”的尺寸為何較小。研究發(fā)現(xiàn)，“火星藍莓”只是小隕石在穿過火星大氣層過程中分裂后留下的殘余，無法證明火星古代曾出現(xiàn)流水。隕石撞擊是一種更令人信服的解釋，能夠解釋“火星藍莓”的外形和構成。科學家稱“這些小球的任何一種物理特性都與凝固模型不匹配，但隕石理論能夠解釋它們的所有特性?！痹诨鹦浅噼F礦石一致性方面，絕大多數(shù)“火星藍莓”的直徑都在0.16英寸(約合4毫米)左右，通常不超過0.24英寸(約合6.2毫米)。米斯拉教授指出“火星藍莓”的尺寸差異可以用隕石撞擊解釋。研究人員發(fā)現(xiàn)一顆直徑1.6英寸(約合4厘米)的隕石能夠產(chǎn)生1000顆直徑0.16英寸(約合4毫米)的小球，分布在面積廣闊的區(qū)域內。隕石殘余理論同樣引發(fā)爭議。一些科學家指出這一理論未能參考一些關鍵因素。有專家稱：“雖然某些物體會在穿過火星大氣層過程中熔化，但這些小球并非在一些高溫事件中形成?！备衤迤嬷赋觥皺C遇”號對“火星藍莓”進行的分析顯示這些小球在低溫過程中形成。 2014年4月19日，科學家發(fā)現(xiàn)火星內部存在龐大的水資源，酷似巨型“地下水庫”，在某些地方的水資源儲量甚至與地球內部相當。這個發(fā)現(xiàn)可能顛覆了之前科學家對火星的研究，因為科學家曾經(jīng)估計火星內部的水資源相當貧乏。專家稱：“我們現(xiàn)在對之前的研究感到困惑，因為現(xiàn)階段的發(fā)現(xiàn)意味著以往對火星內部環(huán)境的認識存在錯誤，認為火星內部并不存在如此大量的‘水資源’?！贝送?，火星內部的大量“水資源”應該如何滲透進入火星表面的呢？研究人員認為火山是一個主要通道，可以將內部的“水資源”轉移到火星表面。科學家研究了兩顆火星隕石，它們形成于火星的地幔中，其位于火星地殼下方。這些隕石之所以能在大約250萬年前墜落到地球上，是因為火星曾經(jīng)發(fā)生過一次猛烈的撞擊事件。 火星上可能曾有過海洋，但是在地質歷史上僅存在過一瞬間，這一分析讓這顆紅色星球上曾存在生命的觀點受到挫折。這是美國宇航局（NASA）加州帕薩迪納市噴氣推進實驗室的Tim Parker提出的一項新理論。在2016年3月他爭論稱，小行星連環(huán)撞擊早期火星可能曾讓水涌到該行星表面，至少暫時如此。Parker一直認為，海洋曾蔓延至火星北半球一半的面積，有跡象表明火星現(xiàn)在的表面一度被水覆蓋，如果火星一直像今天看到的那樣干燥、被灰塵覆蓋，那么其大量地質特征就很難解釋。這些特征包括由NASA“機遇”號漫游者在火星上漫步十多年發(fā)現(xiàn)的多邊形裂縫。在地球上，這些裂縫需要水蒸氣才能形成，因此Parker認為它們強烈表明，漫游者行走的地方曾是海洋的邊緣。“（‘機遇’號行走過的）超過43公里的火星表面的均勻特征非常容易解釋，那里一度曾是淺海?！彼f。然而，問題在于古火星氣候模型很難匹配讓液體水留在火星表面的狀態(tài)，這需要更厚的大氣層。這些大氣層可能曾很快消失，留下了人們今天所能觀測到的火星。 美國宇航局于2015年11月5日公布了關于火星大氣的觀測結果，并闡述了其大氣層為何如此之薄。觀測顯示，太陽風可能是剝奪火星大氣的罪魁禍首。今天，太陽風每秒鐘仍在帶走約100克的火星大氣。太陽風是來自太陽的高速粒子流，當它抵達失去磁場保護的火星后，會產(chǎn)生一個電場，加速火星大氣中被稱為離子的帶電原子，令其逃逸至太空中。

火星的五大秘密

火星的真實色彩影像，2007年2月由羅塞塔號拍攝,圖：ESA - European Space Agency & Max-Planck Institute for Solar System Research for OSIRIS Team ESA/MPS/UPD/LAM/IAA/RSSD/INTA/UPM/DASP/IDA

火星（Mars），是離太陽第四近的行星，為四顆類地行星之一。在英語中火星被稱為瑪爾斯（Mars，意思是戰(zhàn)神），古漢語中則因為它熒熒如火，位置、亮度時常變動讓人無法捉摸而稱之為熒惑?；鹦窃谝曈X上呈現(xiàn)為橘紅色是由其地表所廣泛分布的氧化鐵造成的。無論是質量還是體積，在太陽系的八大行星中，火星比水星略大，為第二小的行星?；鹦堑闹睆郊s為地球的一半，自轉軸傾角、自轉周期則與地球相當，但繞太陽公轉一周則需花費約兩倍于地球的時間。

在1965年水手4號首次飛掠火星之前，很多人猜測火星上有液態(tài)水，因為望遠鏡觀測到的明暗特征猶如陸地和海洋，而一些細長條紋則被認為是灌溉用的運河。雖然之后證實細線并不存在，可能只是錯視，但火星已經(jīng)證實有液態(tài)水，甚至生命?；鹦强燔囂柡突鹦莻刹燔壍榔鞯睦走_數(shù)據(jù)顯示兩極和中緯度地表下存2013年9月26日，火星探測車好奇號發(fā)現(xiàn)火星土壤含有豐富水分，大約為1.5至3重量百分比，顯示火星有足夠的水資源供給未來移民使用。2015年9月證實火星有間歇流動的液態(tài)水（液態(tài)鹽水）。

火星目前有四艘在軌運行的探測船，分別是火星奧德賽號、火星快車號和火星偵察軌道器以及剛抵達的MAVEN軌道器，數(shù)量是太陽系內除了地球以外最多的。地表還有很多火星車和著陸器，包括兩臺火星探測漫游者：精神號和機會號，和最近結束任務的鳳凰號。根據(jù)觀測的證據(jù)，火星以前可能覆蓋大面積的水。亦觀察到最近十年內類似地下水涌出的現(xiàn)象?；鹦侨蚩睖y者則觀察到南極冠有部份退縮。

火星的衛(wèi)星

火星有兩個天然衛(wèi)星：火衛(wèi)一和火衛(wèi)二，形狀不規(guī)則，可能是捕獲的小行星。在地球，火星肉眼可見，亮度可達-2.9，只比金星、月球和太陽暗，但在大部分時間里比木星暗。

火衛(wèi)一（左）和火衛(wèi)二（右）大小比較（合成圖）。圖：PD-USGov-NASA

火星的物理特征

火星直徑約是地球的一半，體積為15%，質量為11%，表面積相當于地球陸地面積，密度則比其他三顆類地行星還要小很多。以半徑、質量、表面重力來說，火星約介于地球和月球中間：火星半徑約為月球的兩倍、地球的一半，質量約為月球九倍、地球的九分之一，表面重力約為月球的2.5倍、地球的2.5分之一。

火星的自轉與公轉

火星與太陽平均距離為1.52AU，公轉周期為687地球日，1.88地球年（以下稱年），或668.6火星日。平均火星日為24小時39分35.244秒，或1.027491251地球日。

火星自轉軸傾角為25.19度，和地球的相近，因此也有四季，只是季節(jié)長度約為兩倍。由于火星軌道離心率大，為0.093（地球只有0.017），使各季節(jié)長度不一致，又因遠日點接近北半球夏至，北半球春夏比秋冬各長約40天。2009年10月26日為北半球春分，2010年5月13日為夏至，目前北半球處春季。

火星軌道和地球的一樣，受太陽系其他行星影響而不斷變動。軌道離心率有兩個變化周期，分別是9萬6千年和2.1百萬年，于0.002至0.12間變化；而地球的是十萬年和41.3萬年等，于0.005至0.058間變化（見米蘭科維奇循環(huán)）。目前火星與地球最短距離正慢慢減小。至于自轉軸傾角，火星目前是25.19度，但可由13度至40度間變化，周期一千多萬年，不像地球的穩(wěn)定處于22.1和24.5度間，是因為火星沒有如月球般的巨大衛(wèi)星來維持自轉軸。也因沒有大衛(wèi)星的潮汐作用，火星自轉周期變化小，不像地球的會被慢慢拉長，因此現(xiàn)今兩行星的自轉周期相近只是暫時現(xiàn)象。

火星基本上是沙漠行星，地表沙丘、礫石遍布，沒有穩(wěn)定的液態(tài)水體。二氧化碳為主的大氣既稀薄又寒冷，沙塵懸浮其中，每年常有塵暴發(fā)生。與地球相比，地質活動不活躍。

火星地表地貌大部份于遠古較活躍的時期形成，充滿撞擊坑，有密布的隕石坑、火山與峽谷，包括太陽系最高的山：奧林帕斯山和最大的峽谷：水手號峽谷。另一個獨特的特征是南北半球的明顯差別：南方是古老、充滿隕石坑的高地，北方則是較平坦的平原，兩極皆有主要以水冰組成的極冠，而上覆的干冰會隨季節(jié)消長。

基于撞擊坑密度的撞擊坑計數(shù)法可判別出地表年齡：撞擊坑大而密集處較老，反之則年輕，進而將地質年代分為四個階段：前諾亞紀、諾亞紀、赫斯珀利亞紀和亞馬遜紀。前諾亞紀沒有留下實質地表，此時地形南北差異形成，有全球性磁層；諾亞紀有大量隕石撞擊，火山活動旺盛，可能有溫暖潮濕的大氣、河川和海洋，侵蝕旺盛，但到末期這些活動已減弱很多；赫斯珀利亞紀，火山活動仍然繼續(xù)；亞馬遜紀則是大氣稀薄干燥，以冰為主要活動，如極冠、冰凍層、冰河，并有周期性變遷，溝壑也是這時期形成，火山活動趨緩并集中在塔爾西斯與埃律西昂。

由于火星比地球小，相對表面積與體積成反比而較大，因此火星核心的冷卻得比地球快，地質活動趨緩，磁場和板塊運動消逝，大氣變薄使液態(tài)水無法穩(wěn)定存在。

現(xiàn)今火星風成地形遍布，如吹蝕、磨蝕等風蝕作用，和沙塵遇地形阻礙而填積、侵積等風積作用。（名詞解釋：）前者形成如廣泛分布于梅杜莎槽溝層的風蝕脊，后者則如大瑟提斯高原上撞擊坑下風處的沙塵堆積，和撞擊坑中常見的沙丘。

2012年8月，加利福尼亞大學洛杉磯分校的教授尹安在分析了100張來自火星勘測軌道飛行器的衛(wèi)星圖片后發(fā)現(xiàn)，火星有類似地球主要板塊劃分的構造特點。

火星的地理信息

火星地形圖，中央為東經(jīng)180度。低到高順序為藍、綠、黃、紅到最高的白。

火星和地球一樣擁有多樣的地形，有高山、平原和峽谷。南北半球的地形有著強烈的對比：北方是被熔巖填平的低原，南方則是充滿撞擊坑的古老高地，而兩者之間以明顯的斜坡分隔；火山地形穿插其中，眾多峽谷分布各地，南北極有以水冰與干冰組成的極冠，而風成沙丘廣布整個星球。隨著衛(wèi)星拍攝的越來越多，更發(fā)現(xiàn)很多耐人尋味的地形景觀。

20世紀早期地面以無線電波測量火星地形。1976年海盜號進行的地形測量，發(fā)現(xiàn)了峽谷和南北半球的巨大差異，而衍生出北方平原本是海洋的假說?；鹦侨蚩睖y者自1999年起以雷射進行更精確的地形測量，得出目前使用的全球地形圖，以火星大地水準面（Areoid）為基準，最高點在奧林帕斯山，高21,229公尺；最低點在希臘平原，低于基準8,200公尺?，F(xiàn)在很多探測器如火星勘察衛(wèi)星、火星快車號和火星探測漫游者運用航照圖的地形判別方法，以視差法來測量區(qū)域地形，并制成高分辨率立體照片。

火星的經(jīng)度坐標采用東經(jīng)0至360度，不是地球的東西經(jīng)各180度。

來自火星奧德賽號上熱輻射成像系統(tǒng)（THEMIS）的影像顯示阿爾西亞山北坡有七個可能的深洞，照片中光線無法抵達底部，推測底部可能更深、更寬，可能免受微隕星、紫外線、太陽閃焰和其他高能粒子的侵害，可能是未來尋找液態(tài)水或生命痕跡的可行地點。但后來火星勘察衛(wèi)星的更高分辨率HiRISE影像部分推翻了之前猜測，認為只是光線角度造成深不見底的樣子。

火星的大氣

十八世紀自地面望遠鏡觀察到云，顯示火星擁有大氣層。自地面的光譜測量發(fā)現(xiàn)大氣主要為二氧化碳。1960年代水手4號、6號和7號亦證實此結果，但測出平均地表氣壓只有6百帕，小于地球表面氣壓的1%，相當于地球表面算起35公里高的氣壓，如此低的氣壓使聲音傳播的距離只有在地球上的1.5%。隨著二氧化碳與水氣量的季節(jié)變化，氣壓變化可達20%。由于火星比地球離太陽遠，日射量較少，表面溫度應較低，計算值約210K，但實際觀測地表平均約240K，則是因為大量的二氧化碳所造成的溫室效應。由于大氣層很薄，無法保留很多熱，使地表日夜溫差很大，某些地區(qū)地表溫度白天可達28℃，夜晚可低至-132℃，平均-52℃。

火星大氣成分為95%的二氧化碳，3%的氮氣，1.6%氬氣，很少的氧氣、水氣等，亦充滿著很多懸浮塵埃，吸收藍光使天空成黃褐色。2003年火星大沖時地面望遠鏡在大氣中發(fā)現(xiàn)了甲烷；2004年3月，火星奧德賽號確認了這一發(fā)現(xiàn)。由于甲烷易被紫外線分解，存在甲烷表示現(xiàn)在或者最近幾百年內在火星上存在制造甲烷的來源，火山作用、地質作用、彗星或小行星撞擊甚至生物來源如甲烷古菌等都有可能。

2013年9月19日，根據(jù)從好奇號得到的進一步測量數(shù)據(jù)，NASA科學家報告，并沒有偵測到大氣甲烷（atmospheric methan）存在跡象，測量值為0.18±0.67 ppbv，對應于1.3 ppbv上限（95%置信限），因此總結甲烷微生物活性概率很低，可能火星不存在生命。但是，很多微生物不會排出任何甲烷，仍舊可能在火星發(fā)現(xiàn)這些不會排出任何甲烷的微生物。

由太空所見的火星稀薄且充滿塵埃的紅色大氣層。左下方是阿爾及爾平原。圖：NASA

火星上的氣候

火星自轉軸有明顯傾斜，日照的年變化形成明顯的四季變化，而一季約為地球的兩倍長。雖然火星沒有地球般受海洋影響的復雜氣候，但仍有以下特殊之處：火星軌道離心率比地球大，造成日射量在一年當中變化更大，位于近日點時，南半球處夏季，比北半球遠日點夏季所造成的升溫更強；隨季節(jié)交替，二氧化碳和水氣會升華和凝結而在兩極冠間遷移，驅動大氣環(huán)流；地表反照率特征，因顏色深淺和沙、巖性質差異而造成的熱慣量（thermal inertia）不同，可影響大氣環(huán)流；易發(fā)生的塵暴會將沙塵粒子卷入高空，沙塵粒子吸收日光與再輻射會使高層大氣增溫，但屏蔽天空的沙塵會使地表降溫；自轉軸傾角和軌道離心率的長期變化則造成了氣候的長期變遷。火星表面的平均溫度比地球低30度以上。

火星上的水文

火星地表遍布著流水的遺跡，有些是洪水刻畫而成，有些則是降雨或地下水流動而形成，但多半年代久遠。沖蝕溝（gullies）則是另一類規(guī)模較小的地形，但形成年代十分久遠，常分布于撞擊坑壁，型態(tài)多樣。關于成因有兩派說法，一派認為是由流動的水造成，另一方則認為是凹處累積的干冰促使了松軟物質滑動。

火星南北極有明顯的極冠，曾被認為是由干冰組成，但實際上絕大部分為水冰，只有表面一層為干冰。這層干冰在北極約1公尺厚，在南極則約8公尺厚，是冬季時凝華而成，到夏季則再度升華進入大氣，不過南極的干冰并不會完全升華。夏季仍存在的部分稱為永久極冠，而整體構造稱做極地層狀沉積（Polar Layered Deposits），和地球南極洲與格陵蘭冰層一樣為一層層的沉積構造。北極冠寬達1,100公里，厚達2公里，體積82.1萬立方公里；南極冠寬達1,400公里，最厚達3.7公里，體積約1.6百萬立方公里。兩極冰冠皆有獨特的螺旋狀凹谷，推論主要是由光照與夏季接近升華點的溫度使溝槽兩側水冰發(fā)生差異融解和凝結而逐漸形成的。

2011年由火星勘察衛(wèi)星的淺地層雷達發(fā)現(xiàn)南極冠有部分原本認為是水冰的地層其實是干冰，所含二氧化碳量相當于大氣含量的80%，這比以往認為的要多很多。根據(jù)此的仿真結果，十萬年一周期的氣候變遷中借由干冰升華、凝結，大氣總質量的變化幅度會達數(shù)倍。由這些干冰沉積上方地表的下陷與裂隙判斷，干冰正在慢慢升華。

自海盜號即發(fā)現(xiàn)，火星北半球中緯度有幾處峽谷底含有條紋流動狀的地表特征，但不確定是富含冰的山崩、含冰土的流動或是塵礫覆蓋的冰河。但根據(jù)更新任務的數(shù)據(jù)與比對地球的相關地形，支持這些是冰河，且推測是自轉軸傾角較大時的氣候狀態(tài)下所累積的。

由火星奧德賽號X射線光譜儀的中子偵測器得知，自極區(qū)延伸至緯度約60°的地方表層一公尺的土壤含冰量超過60%，推論有更大量的水凍在厚厚的地下冰層（cryosphere）。另外一個關于火星上曾存在液態(tài)水的證據(jù)，就是發(fā)現(xiàn)特定礦物，如赤鐵礦和針鐵礦，而這兩者都需在有水環(huán)境才能形成。

對于于火星上有冰存在的直接證據(jù)在2008年6月20日被鳳凰號發(fā)現(xiàn)，鳳凰號在火星上挖掘發(fā)現(xiàn)了八粒白色的物體，當時研究人員揣測這些物體不是鹽（在火星有發(fā)現(xiàn)鹽礦）就是冰，而四天后這些白粒就憑空消失，因此這些白粒一定升華了，鹽不會有這種現(xiàn)象。2008年7月31日，美國航空航天局科學家宣布，鳳凰號火星探測器在火星上加熱土壤樣本時鑒別出有水蒸氣產(chǎn)生，從而最終確認火星上有水存在。

2013年9月26日，美國航空航天局科學家報告，火星探測車好奇號發(fā)現(xiàn)火星土壤含有豐富水分，大約為1.5至3重量百分比，顯示火星有足夠的水資源供給未來移民使用。

2015年9月28日，美國航空航天局宣布，在火星上發(fā)現(xiàn)液態(tài)的鹽水。根據(jù)火星勘測軌道飛行器配備的光譜儀獲得的數(shù)據(jù)，研究人員在火星的神秘斜坡上發(fā)現(xiàn)了水合礦物。這些暗色條紋表明火星地表隨時間變化有流水存在。在較溫暖的季節(jié)，這些線條的顏色變得更深，表明水流在斜坡上出現(xiàn)，在較冷的季節(jié)，這些地表特征變淺。在火星的部分地區(qū)，最高溫度可以達到攝氏零下23度，此時深色線條最明顯。

火星文化說

古中國：取其“熒熒如火、亮度與位置變化甚大使人迷惑”之意，命名“熒惑”?！渡袝に吹洹酚涊d：“在璿璣玉衡以齊七政?！笨追f達疏：“七政，其政有七，于璣衡察之，必在天者，知七政謂日月與五星也。木曰歲星，火曰熒惑星，土曰鎮(zhèn)星，金曰太白星，水曰辰星?！苯袢談t取名“火星”。

古希臘：因火紅之色而取名“Ares”（音：阿瑞斯），原自希臘神話的戰(zhàn)神，天神宙斯的兒子阿瑞斯（希臘語：?ρη?）。

古羅馬：因火紅之色而取名“Mars”（音：馬爾斯），原自羅馬神話的戰(zhàn)神瑪爾斯（拉丁語：Mars）。