你知道在火星上一天是多长时间吗?

你知道在火星上一天是多长时间吗?

对科学家们来说火星是一个难解之谜。它在很多方面,与地球有着明显的差异。火星上寒冷、干燥,只有稀薄的大气层和微量的降水,而且寸草不生。按照我们的标准衡量,这里是让人难以想象的不毛之地。但是,在其它方面,火星与我们的世界也有很多相似之处。

例如,火星的内部结构由金属核、硅酸盐地幔和地壳组成,火星上也存在大量的水,但它们中的绝大部分集中在极地地区,以水冰的形式存在(在地表下有一个永久的冻土层)。但最让人关注的是,火星上一天的时长与地球几乎相同。


实际上,火星上的一天大约比地球长40分钟。相比于太阳系中的其它天体,要么一天时间非常短(木星自转周期9小时,55分钟,29.69秒),要么一天很漫长(金星上的昼夜交替是116天18小时),火星与地球一天时长的相似性非常令人震惊。


在宣布另一个星球上一天时间有多长之前,我们还需要解决一些事情。实际上,有两种方法用来确定一个天体一天的时长,恒星日和太阳日,两者都是天文学家用来确定时间流逝的。


恒星日VS太阳日

根据定义,子午线两次对向同一恒星的时间间隔(某地经线连续两次通过同一恒星与地心连线的时间间隔)叫做恒星日,恒星日是以遥远的恒星为参考系是地球自转360度的周期。在地球上,一个恒星日是23个小时,56分钟,4.1秒。相比之下,在火星上,一个恒星日持续24小时,37分钟,22秒。

太阳日,一个昼夜的周期。天文学上表示时间的单位,即以太阳的视圆面中心作参考点,日地中心连线连续两次与某地经线相交的时间间隔。在地球上,一个平均太阳日的时间是24个小时。在火星上,一个太阳日持续24小时,39分钟,35秒。四舍五入,所以我们说,地球上计算出的一天时间是24小时,而在火星上,每天24小时40分钟。


季节变化

火星上也有与地球类似的季节更替。部分原因是,火星有一个倾斜的轴线,与轨道平面的倾角是25.19°(地球的倾角是23.44°)。还有一个原因,火星是偏心轨道,这意味着它与太阳的距离范围是2.067亿到2.492亿公里。

距离的变化会导致显著的温度变化。火星的平均温度为-46°(51°),这个温度范围从冬天极地地区的-143°C(225.4°F)到夏季赤道附近正午时分的35°C(95°F)。在高温下,液态水能够在火星表面流动,虽然是间歇性的。


火星上也会下雪。在2008年NASA凤凰号着陆器在这个星球的极地地区发现了水冰。这不是一个令人意外的发现,但是科学家们没有观察到降雪的云层。这次降雪,结合土壤化学实验,让科学家们相信降雪的地点过去曾经有过温暖湿润的气候。


然后在2012年,火星侦察轨道器获得的数据显示,火星南极地区发生了二氧化碳降雪。几十年来,科学家们已经知道,干冰存在于南极极地冰冠地区,也会有季节性的变化。这是首次发现这个有趣的现象,目前这仍然是我们太阳系降二氧化碳雪的唯一例子。

此外,由火星侦察轨道器,火星科学实验室,火星轨道器任务(MOM),火星大气与挥发演化探测器(MAVEN)以及机遇号和好奇号火星车所做的最新调查,已经揭发了火星遥远的时光中,那些令人惊讶的神秘过往。


首先,土壤样本和轨道观察器已经证实,大约37亿年前,火星表面有大量的水存在,面积超过现在的大西洋。同时,火星表面和空间进行的大气研究也证实了火星大气层的存在,这个大气层后来逐渐被太阳风剥离了。


天气模式

像地球一样,火星上也有极端天气。在这个红色星球上,常年刮各种类型的沙尘暴。这些风暴会蔓延上万公里,偶尔也会有环绕整个星球的巨型沙尘暴,浓重的雾霾灰尘遮天蔽日。当发生巨型沙尘暴的时候,这些沙尘会阻碍对火星表面的直接观测。

例子:当1971年火星水手9号探测器成为首个环绕火星轨道的航天器,它向地球发回的照片由于雾霾而模糊不清。整个星球被巨大的沙尘暴遮蔽,只能看到火星上的第一大火山,高达24千米的奥林匹斯山高出云层的部分。这场风暴持续了整整一个月,水手9号试图拍摄火星详细影像的任务被迫延迟了。


然后在2001年6月9日,哈伯太空望远镜发现火星上的海拉斯盆地沙尘暴。到七月,风暴已经平息,但随后又发展成为25年来最大的风暴。这次沙尘暴的规模非常大,业余天文学家使用小型望远镜也能够从地球上看到它。云层将寒冷的火星大气温度升高到惊人的30摄氏度。


火星与地球还有一个共同的话题——全球变暖!就像地球上正在发生的变暖趋势一样,火星上的气候变暖是由于空气中的颗粒物质的出现,这些物质吸收了太阳的能量并向外辐射到大气层,这导致了火星平均温度上升。

当火星靠近太阳时,往往会发生这些沙尘暴,这是温度升高引发了空气和土壤变化的结果。由于土壤干燥,它就很容易被气流吹起,气流是由于气温升高导致的压力变化所触发的。而沙尘暴又进一步导致了气温上升,所以你也可以这样认为,火星有自己的“温室效应”。


你可能会从以上列举的事例中得出结论,火星是一个严酷的星球。知道“火星上一天有多长?”的答案,仅仅让你初步了解那里正在发生什么。在一天结束的时候(不是双关语),火星上发生的很多事情与地球及其相似,许多人正在考虑有一天能够在那里生活。深刻地了解火星与地球的区别,以及我们能利用火星做什么,才能实现移居火星。