如果要在浩瀚的宇宙中尋找一顆與(yu) 地球最相近的行星，恐怕人們(men) 首先想到的都會(hui) 是火星。這兄弟倆(lia) 長得太像了——同樣有高山、峽穀，同樣是四季分明，甚至連一天的長短都差不多。因此，人們(men) 探測火星的腳步從(cong) 未停止。

目前，美國國家航空航天局（NASA）的火星登陸探測器“洞察”號正在美國加州範登堡空軍(jun) 基地內(nei) 做發射前的最後準備。此前預計“洞察號”的發射窗口在2018年5月5日開啟，預計在2018年11月26日在火星北半球的埃律西昂平原（Elysium Planitia）著陸，在火星表麵工作728天（708個(ge) 火星日）。

類地行星怎樣起源演化

一直以來，我們(men) 都對火星探測抱有極大的興(xing) 趣。1965年水手4號火星探測器成功到達火星以來，世界各國相繼發射了40多個(ge) 火星探測器。

但是，在中科院國家天文台研究員鄭永春看來，“洞察”號與(yu) 以往的火星探測器不一樣。“以往的火星探測器都是對火星表麵進行探測，‘洞察’號將會(hui) 探測火星內(nei) 部，我們(men) 對火星表麵的情況比較了解，對火星內(nei) 部的了解是比較少的。”鄭永春說，“火星表麵，我們(men) 現在已經有非常好的數據了，整個(ge) 火星表麵的圖像分辨率已經達到0.3米，氣象、水流、地形、地貌、礦物等方麵的信息已經都比較清楚了。如果我們(men) 能夠知道它內(nei) 部的情況，那麽(me) 對於(yu) 理解其表麵的情況是非常有幫助的。”

然而，“洞察”號不僅(jin) 僅(jin) 要完成一個(ge) 火星任務，科學家們(men) 更大的興(xing) 趣在於(yu) 通過火星了解太陽係中包括地球在內(nei) 的類地行星的起源與(yu) 演化過程。在NASA眼中，火星就像一塊他山之石，科學家希望通過對其內(nei) 部深層結構的探測，來解決(jue) 太陽係行星科學中的一個(ge) 基本問題——40多億(yi) 年前，太陽係中包括地球在內(nei) 的類地行星是如何形成的？

超級大峽穀是如何形成的

其實，在這顆紅色行星表麵仍有很多謎吸引著科學家。

鬼斧神工的美國科羅拉多大峽穀一直令人神往。火星上也有一個(ge) 很出名的大峽穀，這個(ge) 巨大的峽穀長約4000公裏，寬約200公裏，深10公裏，它就是水手大峽穀，也是太陽係內(nei) 最大的峽穀。相比之下，科羅拉多大峽穀就很“袖珍”，它的長度隻有800公裏，寬度隻有約30公裏，深度僅(jin) 有1.8公裏。

水手峽穀的起源至今是個(ge) 謎。科學家認為(wei) 水手大峽穀的形成很可能與(yu) 其西麵的塔爾西斯高原的演變存在密切的關(guan) 係。這裏出現過較為(wei) 活躍的火山活動，在峽穀和周圍的平原上存在連續性的熔岩流痕跡。在火星形成的第一個(ge) 十億(yi) 年期間，隨著塔爾西斯高原地區的隆起，以及岩漿的活動加劇，拉伸著周圍的地殼活動，最終將該地區折疊形成巨型凹槽地貌。

有的假說認為(wei) ，水手峽穀最早是幾十億(yi) 年前的一道裂縫，隨著星球的冷卻而形成。在鄭永春看來，大峽穀的形成與(yu) 火星內(nei) 部運動脫不了關(guan) 係。“地球上有板塊構造，板塊的運動形成了峽穀與(yu) 山脈。火星上這麽(me) 大的大峽穀如果出現在地球上，大多與(yu) 地質構造有關(guan) 。那麽(me) 火星是否也會(hui) 有板塊構造？到底是什麽(me) 樣的地質構造作用，導致了這麽(me) 大的峽穀的形成？這很可能與(yu) 火星內(nei) 部有關(guan) 係。”鄭永春說。

地表的“陰陽臉”是怎麽(me) 回事

科學家一直對火星南北半球間的巨大差異迷惑不解。火星的北半球地勢低平，是太陽係最平坦的地方；南半球則是充滿隕石坑和溝壑的高地。火星北半球的平均高度約比南半球“矮”約3000米。

火星上直徑大於(yu) 30公裏的深坑數超過3000個(ge) ，其中約90%分布在南半球。北半球則存在巨型隕石坑伯勒裏斯盆地。火星南北半球地貌差異巨大，構成獨特的“陰陽臉”。鄭永春認為(wei) ，“陰陽臉”也可能與(yu) 其內(nei) 部有關(guan) 。

美國科學家在《自然》雜誌發表文章認為(wei) ，數十億(yi) 年前，小行星或彗星猛烈撞擊年輕的火星，使火星變得南高北低。不過，也有科學家認為(wei) ，最新研究成果雖然為(wei) 撞擊說提供了更多論據，但仍無法完全排除其他可能，如火星自身的地質運動。

火星怎麽(me) 弄丟(diu) 了大氣層

之前的火星探測任務已經證明，火星曾經有過大規模的液態水，這要求當時的火星有濃厚的二氧化碳大氣層，以實現保存液態水所需要的溫室效應。但現在的火星隻有十分稀薄的大氣層。火星到底怎麽(me) 弄丟(diu) 了它的大氣層一直是個(ge) 謎。

2015年11月，NASA舉(ju) 行發布會(hui) 介紹“馬文”號探測火星大氣的重要發現。科學家發現太陽風以每秒100克的速度在剝離火星大氣。由於(yu) 火星沒有較強的全球內(nei) 稟磁場，無法像地球一樣形成保護自身的磁層，從(cong) 而使太陽風能夠直接與(yu) 火星大氣相互作用。“馬文”號首席科學家稱：“我們(men) 已經看到，太陽風暴期間大氣侵蝕顯著增加，所以我們(men) 認為(wei) 幾十億(yi) 年前當太陽年輕和更加活躍時，火星大氣的損失率更高。”

鄭永春表示，火星數十億(yi) 年前曾經擁有大氣層和液態水。但如今的火星卻已生機不再。科學家推測，火星可能經曆過重大變化。通過“馬文”號的探測，人類試圖揭開火星大氣層消失之謎。

誰帶走了火星磁場

對火星地殼被磁化的情況進行分析後，科學家們(men) 推測，在40億(yi) 年之前，剛形成不久的火星可能也曾擁有過全球性的內(nei) 稟磁場，而且其強度與(yu) 地球磁場非常相似。不過，這個(ge) 磁場存在了很短的時間後便神秘地消失了。

在解釋火星內(nei) 稟磁場消失的各種觀點中，最主要的一種觀點認為(wei) ，隨著火星核的冷卻，其中液態金屬的對流逐漸減弱，最終導致了磁場的消失。

然而，有學者並不認同這種觀點。比如加拿大多倫(lun) 多大學的賈法爾·阿爾卡尼-哈梅德認為(wei) ，當年推動火星液態核心內(nei) 液態金屬的對流的力量並非來源於(yu) 火星內(nei) 部，而是來自一顆被年輕的火星所俘獲的大型小行星。也就是說大型小行星使火星產(chan) 生了全球性磁場。最終，在火星引力的作用下，這顆小行星與(yu) 火星碰撞並解體(ti) ，火星磁場也隨之消失了。但有其他學者認為(wei) ，火星是否能捕捉到一顆足以對其內(nei) 核運動產(chan) 生影響的大型天體(ti) ，是非常值得懷疑的。

除此之外，有關(guan) 火星的謎題還有很多，比如，火星大氣層的甲烷來自哪裏？火星上曾經大規模的水到哪裏去了？期待“洞察”號能給我們(men) 帶來更多的答案。