摘要：火星作为太阳系八大行星之一，按日心距离由近及远排序位列第四。从地球观测，火星以其显著的火红色外观成为夜空中的醒目天体，其在天球上的视运动呈现周期性变化——既...
火星作为太阳系八大行星之一，按日心距离由近及远排序位列第四。从地球观测，火星以其显著的火红色外观成为夜空中的醒目天体，其在天球上的视运动呈现周期性变化 —— 既存在顺行轨迹，也会出现逆行现象，同时视星等波动范围极大：最暗时约为 + 1.5 等，最亮时可达 - 2.9 等，亮度远超天狼星。这种 “荧荧如火、亮度与位置不定” 的特征，使中国古代将其命名为 “荧惑”；在西方文化中，火星的形象与战争相关，古罗马神话将其对应为战神 “玛尔斯”，希腊神话中则称之为战神 “阿瑞斯”。
一、物理特性与天体结构
火星的几何与物理尺度显著小于地球，其赤道半径为 3397.2 公里，约为地球的 53%；体积不足地球的 1/6，质量仅为 6.421e+23kg（地球质量的 1/10）；平均密度为 3.94gm/cm³，略低于地球。在天体运动方面，火星自转周期为 24.6229 小时，与地球昼夜周期接近（火星一昼夜稍长于地球），且自转轴倾角约 25 度，与地球（23.5 度）相差极小；公转周期约 686.98 天，相当于地球的 1.88 年，即火星一年约等于地球两年。
火星内部结构与地球类似，呈分层结构，自内向外分为核、幔、壳三层。但受限于探测数据的完整性，目前对火星核的具体组成（如是否为固态或液态）及精确尺寸仍未完全确定。
火星表面土壤富含氧化铁，在长期紫外线辐射作用下，铁元素氧化形成红色与黄色的氧化物，使火星整体呈现铁锈红色，因此被称为 “红色行星”。其表面地貌以红色氧化物覆盖的大沙漠为主，还分布有赭色砾石地及凝固的熔岩流。
水手谷：火星表面最显著的地貌之一，由美国宇航局（NASA）“海盗号” 环绕器拍摄发现，是一条长约 4000 公里、深度约 8 公里的巨大峡谷，推测由远古时期的洪水侵蚀与火山活动共同作用形成。
奥林匹斯山：太阳系最高山峰，高度约 27000 米，是地球珠穆朗玛峰（约 8848 米）的 3 倍，属于火星上的巨型火山。
干涸河床与 “岛屿”：火星表面分布着大量纵横交错的干涸河床，部分区域可见水滴型 “岛屿” 地貌。探测数据表明，这些特征可能源于远古时期的液态水活动 —— 当时火星存在大量液态水，形成了大型湖泊甚至海洋，河床即为水流冲刷的遗迹。
极地冰冠：火星南北两极均存在白色冰冠，其主要成分是干冰（固态二氧化碳），与地球极地冰冠（以水冰为主）存在差异。此外，极地冰冠及火星大气中均检测到水分，进一步印证火星历史上的水环境。
火星拥有稀薄的大气层，大气压力仅为 0.007 巴（不足地球大气压力的 1%），其主要成分如下表所示：
由于火星日心平均距离为 227,940,000 公里，接收到的太阳辐射仅为地球的 43%，导致其表面温度显著低于地球：平均地表温度为 - 63℃，最低可达 - 140℃（夜间），赤道附近正午最高温度约 20℃，昼夜温差可达上百摄氏度。
火星气候的典型特征是强沙尘暴：因大气稀薄且表面植被缺失，大风易扬起沙尘，可形成覆盖全球的特大型沙尘暴，单次持续时间可达数个星期。例如，曾观测到生成于火星南极附近、影响范围达数百公里的大范围沙尘暴。
火星拥有两颗天然卫星，均属于小型卫星，直径均不足 80 公里，形态类似被俘获的小行星，其命名源于希腊神话中战神阿瑞斯的两个儿子：
火星因与地球存在诸多相似特征（如卫星系统、四季变化、极地冰冠、自转参数等），长期被认为是太阳系内最可能存在外星生命的天体之一。但目前的科学研究尚未证实火星现存生命，反而更多证据显示其现为 “荒芜死寂的世界”。不过，部分线索暗示火星可能存在过生命，例如在南极洲发现的火星陨石中，检测到类似细菌化石的管状结构。
1976 年，美国 NASA 发射的 “海盗 1 号” 与 “海盗 2 号” 探测器，实现了人类首次火星表面软着陆，传回数万张火星表面图像及土壤探测数据，但未直接发现生命存在的证据。此后，有学者（如美国地质学家舒尔策・马库赫）提出争议观点：当时探测器的探测方式可能存在局限 —— 向火星土壤注水可能 “淹死” 适应极端环境的火星微生物，而加热土壤的操作或 “烤死” 目标生物，导致未能识别潜在生命。
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