火星（Mars）是太阳系八大行星之一，是太阳系由内往外数的第四颗行星，属于类地行星，直径约为地球的53%，质量为地球的14%。自转轴倾角、自转周期均与地球相近，公转一周约为地球公转时间的两倍。橘红色外表是地表的赤铁矿（氧化铁）。我国古书上将火星称为“荧惑星”，西方古代（古罗马）称为“神话玛尔斯星”是十二星座白羊座的独一守护星，并非天蝎座的守护行星。
火星基本上是沙漠行星，地表沙丘、砾石遍布且没有稳定的液态水体（2015年9月28日，美国宇航局公布火星上有少量的水。据法新社2018年7月25日报道，欧洲航天局(ESA)的研究员称，火星上发现了第一个液态地下水湖）。二氧化碳为主的大气既稀薄又寒冷，沙尘悬浮其中，每年常有尘暴发生。火星两极皆有水冰与干冰组成的极冠会随着季节消长。
与地球相比，火星地质活动较不活跃，地表地貌大部分于远古较活跃的时期形成，有密布的陨石坑、火山与峡谷，包括太阳系最高的山：奥林帕斯山和最大的峡谷：水手号峡谷。另一个地形特征是南北半球的明显差别：南方是古老、充满陨石坑的高地，北方则是较年轻的平原。
火星有两个天然卫星：火卫一和火卫二，形状不规则，可能是被隔离的矮小行星。在地球，火星肉眼可见，最高亮度可达-2.9等，八大行星中比木星、金星暗。2015年9月28日，美国航天局宣布火星存在流动水。
2018年7月25日，法新社消息称，火星上发现了第一个液态水
火星是太阳系由内往外数的第四颗行星。
火星直径约是地球的一半，体积为15%，质量为11%，表面积相当于地球陆地面积，密度则比其他三颗类地行星（地球、金星、水星）还要小很多。 以半径、质量、表面重力来说，火星约介于地球和月球中间；火星直径
八大行星火星(2张)
约为月球的两倍、地球的一半;质量约为月球九倍、地球的1/9，表面重力约为月球的2.5倍、地球的2/5。
火星是太阳系由内往外数第四颗行星，属于类地行星，直径约为地球直径的一半，自转轴倾角、自转周期相近公转一周则花两倍时间。在西方称为战神玛尔斯星，中国则称为荧惑星因为它荧荧如火，位置、亮度时常变动。其橘红色外表是因为地表被赤铁矿（氧化铁）覆盖，英文里前缀areo-即为火星，火星曾经被认为是太阳系中最有可能存在地外生命的行星。
火星景观(6张)
火星基本上是沙漠行星，地表沙丘、砾石遍布，没有稳定的液态水体，以二氧化碳为主的大气既稀薄又寒冷，沙尘悬浮其中，每年常有尘暴发生。与地球相比，地质活动不活跃，地表地貌大部份于远古较活跃的时期形成有密布的陨石坑、火山与峡谷，包括太阳系最高的山：奥林帕斯山和最大的峡谷：水手号峡谷。另一个独特的地形特征是南北半球的明显差别：南方是古老、充满陨石坑的高地，北方则是较年轻的平原火星两极皆有主要以水和冰组成的极冠，而且上面覆盖的干冰会随季节消长。
火星到地球的距离
火星北极(4张)
近距离约为5500万公里，最远距离则超过4亿公里。两者之间的近距离接触大约每15年出现一次。1988年火星和地球的距离曾经达到约5880万公里，而在2018年两者之间的距离将达到5760万公里。但在2003年的8月27日火星与地球的距离仅为约5576万公里，是6万年来最近的一次。
不过据天文学家推算，在从公元1600年到2400年这800年间，火星与地球的近距离只能排在第三位。根据推算结果，到2366年9月2日，两者之间的距离将为约5571万公里。而到2287年8月28日，两者将更为接近，距离为约5569万公里。
一般来说，火星和地球距离近的年份是最适合登陆火星和在地面对火星观测的时机。
火星文化
火星在西方被称为战神，这或许是由于它鲜红的颜色而得来的，所以火星有时被称为“红色行星”。（在希腊人之前，古埃及人曾把火星作为农耕之神来供奉。后来的古希腊人把火星作为战神阿瑞斯，而古罗马人继承了希腊人的神话，将其称为“战神玛尔斯”。北欧神话里，火星是战神提尔。而月份三月的名字也是得自于火星。)
火星在中国古称“荧惑星”，这是由于火星呈红色，荧光像火，在五行中象征着火它的亮度常有变化；而且在天空中运动，有时从西向东，有时又从东向西，情况复杂，令人迷惑，所以中国古代叫它“荧惑”，有“荧荧火光、离离乱惑”之意。 [3]
星体运动
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自转与公转
火星与太阳平均距离为1.52AU（天文单位），公转周期为687地球日，1.88地球年（以下称年），或668.6火星日。平均火星日为24小时39分35.244秒，或1.027491251地球日。
火星自转轴倾角为25.19度，和地球的相近，因此也有四季，只是季节长度约为两倍。由于火星轨道离心率大约为0.093（地球只有0.017），使各季节长度不一致，又因远日点接近北半球夏至，北半球春夏比秋冬各长约40天。2009年10月26日为北半球春分，2010年5月13日为夏至，北半球处春季。
火星轨道和地球的一样，受太阳系其他天体影响而不断变动。轨道离心率有两个变化周期，分别是9万6千年和2.1百万年，于0.002至0.12间变化；而地球的是十万年和41.3万年等，于0.005至0.058间变化（见米兰科维奇循环），火星与地球最短距离正慢慢减小。至于自转轴倾角，火星是25.19度，但可由13度至40度间变化周期一千多万年，不像地球的稳定处于22.1和24.5度间，是因为火星没有如月球般的巨大卫星来维持自转轴。也因没有大卫星的潮汐作用，火星自转周期变化小，不像地球的会被慢慢拉长，因此现今两行星的自转周期相近只是暂时现象。
火星有两个天然卫星：火卫一和火卫二，形状不规则，可能是捕获的小行星。在地球，火星肉眼可见，亮度可达-2.9，只比金星、月球和太阳暗，但在大部分时间里比木星暗，
火星的卫星
火卫一（Phobos，英语发音"FOH bus"中译：弗伯斯)呈土豆形状，一日围绕火星3圈，距火星平均距离约9378公里 它是火星的两颗卫星中较大也是离火星较近的一颗。火卫一与火星之间的距离也是太阳系中所有的卫星与其主星的距离中最短的，从火星表面算起只有6000千米。它是太阳系中最小的卫星之一，也是太阳系中反射率最低的天体之一。火卫一上有一个巨大的撞击坑，叫斯蒂克尼撞击坑，由于轨道离火星很近，火卫一的转动快于火星的自转。因此从火星表面看火卫一从西边升起，在4小时15分钟或更短的时间内划过天空在东边落山。由于轨道周期短以及潮汐力的作用火卫一的轨道半径在逐渐变小，最终它将撞到火星表面，或者破碎形成火星环。
火卫二（英语发音：Deimos ，中译：戴摩斯）是火星最小的一颗卫星，平均半径为6.2千米（3.9英里），逃逸速度为5.6 m/s (20 km/h)。它是火星较小和较外侧的已知卫星，另一颗是火卫一 （弗伯斯）。 火卫二与火星的距离是23,460千米（14,580英里）以30.3小时的周期环绕火星，轨道速度为每秒1.35公里。
在希腊神话中火卫二是阿瑞斯（火星）与阿芙罗狄蒂（金星）的另一个儿子。“deimos”在希腊语中意味着“惊慌”
地形地貌
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火星和地球一样拥有多样的地形，有高山、平原和峡谷，火星基本
上是沙漠行星，地表沙丘、砾石遍布。由于重力较小等因素，地形尺寸与地球相比亦有不同的地方。南北半球的地形有着强烈的对比：北方是被熔岩填平的低原，南方则是充满陨石坑的古老高地，而两者之间以明显的斜坡分隔；火山地形穿插其中，众多峡谷亦分布各地，南北极则有以干冰（固态的二氧化碳）和水冰组成的极冠，风成沙丘亦广布整个星球。
地貌还原
2013年1月初，一位名叫Kevin Gill的软件工程师利用自己的学识以及从NASA那里
Kevin Gill所制作火星地貌还原图(2张)
获得的火星地形资料成功的还原了一个“真实”的火星。
令人惊讶的是，Kevin Gill所制作火星原貌看起来简直就是一个克隆版本的地球，其表面覆盖着大量的海洋、山川以及沙漠。Kevin Gill介绍说，他在制作这些火星的地貌复原图时严格遵照了NASA火星轨道探测器所提供的地形资料来进行，同时也考虑到了一些地理纬度以及大气环境对气候以及地表特征的影响。
比如，火星的奥林匹斯山以及其它环形的火山由于其海拔较高，所以并没有像平原地区那样覆盖众多的绿色植被，而在制作火星赤道附近的地表时Kevin Gill则借鉴了地球萨哈拉大沙漠以及澳洲中部沙漠的地形纹理。
同样的手法还被用于制作火星高纬度、低纬度以及极地地区的地貌，其中高纬度的纹理素材来自于地球上的苔原及冰川地貌，火星极地的纹理素材来自于俄罗斯北部地区，而火星热带和亚热带的纹理素材则取自地球上的南美洲和非洲雨林地区。
不过，Kevin Gill也坦言自己只是出于兴趣才制作这些火星的地表复原图，其本身的科学性并不强，但他本人希望借此来引起更多人对于这颗红色星球的兴趣。
高原火山
火星的火山和地球的不太一样，除了重力较小使山能长的很高之外，
缺乏明显的板块运动，使火山分布是以热点为主，不像地球有火环的构造。火星的火山主要分布于塔尔西斯高原、埃律西姆地区和零星分布于南方高原上，例如希腊平原东北的泰瑞纳山（Tyrrhena Patera）。
火星地形图中，在西半球耸立一个醒目的特征，中央即为塔尔西斯高原，高约14公里，宽过6500公里，伴随着盛行火山作用的遗迹，包含五座大盾状火山，包括太阳系最高的奥林帕斯山，有27公里高，600公里宽。其他四座包括艾斯克雷尔斯山、帕弗尼斯山、阿尔西亚山和亚拔山--以体积和1600公里的直径来看是太阳系最大的山。艾斯克雷尔斯山高度大约18225米，曾被误认为是火星最高的山，帕弗尼斯山高度也超过14千米，阿尔西亚山高度大约17.7千米，火山口直径大约116千米，亚拔山在塔尔西斯高原最北边，基座宽达1600千米，但是最高点只有6000米，不过火山口直径却有136千米，是五大火山中最大的一个。在大火山之间亦散布著零星的小火山。
火星的另一端还有一个较小的火山群，以14.127公里高的埃律西姆山为主体，北南各有较矮的赫克提斯山和欧伯山。
奥林帕斯山脉
它在地表上的高度有27千米（88600英尺），是太阳系中最大的山脉。它的基座直径超过600千米，中心的火山口直径超过80千米，并由一座高达6千米（20000英尺）的悬崖环绕着（右图）
Tharsis: 火星表面的一个巨大凸起，有大约4000千米宽，10千米高
Valles Marineris: 深2至7千米，长为4000千米的峡谷群（标题下图）
Hellas Planitia: 处于南半球，6000多米深，直径为2000千米的冲击环形山。
火星的表面有很多年代已久的环形山。但是也有不少形成不久的山谷、山脊、小山及平原。环形山的成因有很多：如陨石撞击坑，火山口。
在火星的南半球，有着与月球上相似的曲型的环状高地（左图）。相反的，它的北半球大多由新近形成的低平的平原组成。这些平原的形成过程十分复杂。南北边界上出现几千米的巨大高度变化。形成南北地势巨大差异以及边界地区高度剧变的原因还不得而知（有人推测这是由于火星外层物增加的一瞬间产生的巨大作用力所形成的）。一些科学家开始怀疑那些陡峭的高山是否在它原先的地方。这个疑点将由“火星全球勘测员”来解决。
地质结构
火星的内部情况只是依靠它的表面情况资料和有关的大量数据来推断的。一般认为它的核心是半径为1700千米的高密度物质组成；外包一层熔岩，它比地球的地幔更稠些；最外层是一层薄薄的外壳。相对于其他固态行星而言，火星的密度较低，这表明，火星核中的铁（镁和硫化铁）可能含带较多的硫。如同水星和月球，火星也缺乏活跃的板块运动；没有迹象表明火星发生过能造成像地球般如此多褶皱山系的地壳平移活动。由于没有横向的移动，在地壳下的巨热地带相对于地面处于静止状态。再加之地面的轻微应力，造成了Tharis凸起和巨大的火山。但是，人们却未发现火山有过活动的迹象。虽然，火星可能曾发生过很多火山运动，可它看来从未有过任何板块运动。
峡谷
一提到火星的峡谷，可能会认为是由水造成的，但事实不只如此。除了水，还有由火山活动形成的。由水造成的又可能是洪水短时间冲刷成的、稳定的流水侵蚀成的、或由冰川侵蚀而成；但火山活动所喷发的熔岩流亦可造成熔岩渠道（Lava Channel）。另一个例子则是地壳张裂造成，如水手峡谷。
陨坑
欧洲航天局（ESA）公布了火星奥尔库斯陨坑（Orcus Patera）的最新照片，这是一
个狭长形陨坑地形，位于火星赤道附近，看上去如同火星表面的一道“伤疤”。
奥尔库斯陨坑位于火星东半球的埃律西昂火山（Elysium Mons）和奥林匹斯火山(Olympus Mons）之间，科学家认为该陨坑形成的最佳解释是该区域遭受了一次小行星倾斜碰撞，一颗小行星以非常小的角度划过火星表面。
这个陨坑长约380公里，宽约140公里，陨坑边缘突起高度比周边平原高1600米以上。陨坑底部比周边平原低大约800米。
“patera”通常用于描述深遂、复杂或者不规则外形的火星陨坑，虽然奥尔库斯陨坑以此命名，但科学家并不知道它的真实来历。
或者奥尔库斯陨坑最初是一个较大的圆形碰撞陨坑，随着多年以来的地质结构变化和挤压作用，使得该陨坑发生了变形；或者这个陨坑是由于一系列的不同小行星碰撞所导致的。奥尔库斯陨坑存在地质构造作用力的证据来自大量的“地堑”，在陨坑边缘有像峡谷裂缝一样的结构。这些“地堑”最大宽度为2.5公里，方向呈东西走势，仅存在于陨坑边缘和周边环绕区域。
靠近陨坑底部中心的暗色阴影是凹地形成的，这或许是形成于风力作用过程，一些较小的碰撞事件所溅起的暗色物质经风力作用在凹地进行了重新分配。
火山坑
2015年5月21日，科学家们在火星表面发现巨型火山遗迹，这个火山坑长40公里，宽30公里，深度达1750米。专家们认为，它可能由30亿年前的火山喷发形成，其规模可与地球上的黄石（Yellowstone）火山相当。
欧洲航天局（ESA）的“火星快车”号（Mars Express）上的高分辨率立体相机于2014年11月26日拍摄了照片，重点是火星北部“阿拉伯高地”（Arabia Terra）的Siloe Patera地区。
这些类似火山坑的地区发现于火星北部高地，科学家们认为，30多亿年前，火星可能曾发生大规模火山喷发，火山灰和岩浆涌出地面，留下诸多痕迹。
Siloe Patera地区由两个巨大的嵌套式火山坑组成。外面的火山坑长40公里，宽30公里，最深处达1750米。欧洲航天局称，科学家们认为Siloe Patera以及阿拉伯高地的很多地方都是火山口，即火山坍塌的中心，并且这些火山可能都是超级火山。 [4]
火星环境
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温度
火星的轨道是椭圆形。因此，在接受太阳照射的地方，近日点和远日点之间的温差将近160摄氏度。这对火星的气候产生巨大的影响。火星上的平均温度大约为218K（开尔文，温度单位，即从绝对零度-273.15℃开始的摄氏度）（-55℃，-67℉），但却具有从冬天的140K（-133℃，-207℉）到夏日白天的将近300K（27℃，80℉）的跨度。尽管火星比地球小得多，但它的表面积却相当于地球表面的陆地面积。
大气
火星的大气密度只有地球的大约1%，非常干燥，温度低，表面平均
温度零下55℃，水和二氧化碳易冻结。在火星的早期，它与地球十分相似。像地球一样，火星上几乎所有的二氧化碳都被转化为含碳的岩石。但由于缺少地球的板块运动，火星无法使二氧化碳再次循环到它的大气中，从而无法产生意义重大的温室效应。因此，即使把它拉到与地球距太阳同等距离的位置，火星表面的温度仍比地球上的冷得多。
火星的那层薄薄的大气主要是由遗留下的二氧化碳（95.3%）加上氮气（2.7%）、氩气（1.6%）和微量的氧气（0.15%）和水汽（0.03%）组成的。火星表面的平均大气压强仅为大约7毫巴（比地球上的1%还小），但它随着高度的变化而变化，在盆地的最深处可高达9毫巴，而在奥林帕斯山脉的顶端却只有1毫巴。但是它也足以支持偶尔整月席卷整颗行星的飓风和大风暴。火星那层薄薄的大气层虽然也能制造温室效应，但那些仅能提高其表面5℃的温度，比我们所知道的金星和地球的少得多。
火星的两极永久地被固态二氧化碳（干冰）覆盖着。这个冰罩的结构是层叠式的，它是由冰层与变化着的二氧化碳层轮流叠加而成。在北部的夏天，二氧化碳完全升华，留下剩余的冰水层。由于南部的二氧化碳从没有完全消失过，所以我们无法知道在南部的冰层下是否也存在着冰水层（左图）。这种现象的原因还不知道，但或许是由于火星赤道面与其运行轨道之间的夹角的长期变化引起气候的变化造成的。或许在火星表面下较深处也有水存在。这种因季节变化而产生的两极覆盖层的变化使火星的气压改变了25%左右。（由海盗号测量出）。但是通过哈勃望远镜的观察却表明海盗号当时勘测时的环境并非是典型的情况。火星的大气似乎比海盗号勘测出的更冷、更干。
水
冰的存在
四季变化
1781年，天文学史上大名鼎鼎的天文学家威廉·赫歇尔，根据火星上那些标记随着火星自转而移动的方式，推断火星的自转轴也是倾斜的，而且倾斜的角度几乎与地球自转轴倾斜的角度相同。
火星(2张)
既然这样，火星就应该像地球那样有冬去春回，寒来暑往。
主要体现两极冰盖大小的变化，夏季冰盖就缩小，冬天就扩大。
地球上一年时间的长度是365.2422天，除了月球亦步亦趋地跟着地球绕太阳旋转，年的长度相同外，在太阳系的其他天体上，年的长度是有差异的。在类地行星（水星、金星和火星称为类地行星，它们自转较慢，没有卫星或卫星很少）中，火星上的一年最为漫长，有687个地球日。既然火星自转轴与地球自转轴倾斜的程度几乎相同，按说火星上的季节变化方式应与地球相同。但由于火星上每个季节的时间比地球上长一倍，再加上火星比地球离太阳远，所以火星上的每个季节都比地球上相同的季节要寒冷。另外，由于火星绕太阳公转的椭圆轨道比地球椭圆轨道要扁，导致火星南北半球的四季差异比地球上更为显著。由于同样的原因，火星上四季长度的差异也比地球上四季长度的差异更大。地球上各个季节长度的差异最多不超过5%，而火星上北半球的春季竟比秋季长1/3左右。
火星在太阳系九大行星中，按离太阳由近及远的次序为第四颗。火星是地球的近邻，它在地球轨道之外，肉眼看去，它呈火红色，我国古代称它为荧惑。火星的亮度随离地球距离的变化而变化。
火星的赤道半径是3332千米，只有地球半径的一半;它的体积只有地球的1/7，质量为地球的1/9，表面重力加速度为地球的2/5。在火星上，以每秒5千米的速度抛出的物体就能脱离火星。由于火星上物体的脱离速度小，火星难以束缚住许多大气分子，因而火星大气非常稀薄。火星大气的主要成分是二氧化碳，约占95%，其余是氮、氩、一氧化碳、氧、臭氧和氢，水汽的数量很少，平均约为大气总量的0.01%。表面大气压为7.5百帕，相当于地球上30～40千米高处的大气压。
火星上受到的太阳辐射只有地球上受到的40%，因而火星的表面温度比地球要低30℃以上，昼夜温差超过100℃。在火星赤道附近，中午的温度也只升到20℃左右，晚上又下降到-50℃以下;在两极地区的夏季气温只有-70℃，冬季可下降到-139℃。火星的南北两极都有自色的极冠，其大小随着季节不同而变化。当北半球是冬天时，北极冠增大;此时南半球是夏天，南极冠减少。当北半球到了夏天，北极冠的面积也随之缩减，和地球上的冰雪在夏季溶化的情景一样。
火星随季节变化的极冠既有水冰，又有干冰(固体二氧化碳)。北极冠大部分由水冰构成，南极冠则是由冻结了的二氧化碳构成。据估计，极冠中大约保存有大气中20%的二氧化碳，而保存的水则比大气中的要多得多。极冠中的水冰，如果全部溶化并均匀分布在火星表面，就会形成一个10米厚的水层。
火星表面不存在液态水，但探测到数千条干涸的河床，最长的达1500千米，宽约60千米。主要的大河床分布在赤道地区，是由比熔岩流更少粘带性的液体造成的，说明火星从前曾有过水。美国的“海盗号”探测器选择了生命存在可能性最大的地方着陆，对采取的土样进行实验和分析，结果表明火星表面上存在生命的可能性极其微小。
火星大气中常有一种形状像黄云的尘暴。局部的尘暴经常出现，大的尘暴在地球上用望远镜可观测到，特别大的尘暴（如1971年的尘暴）能笼罩火星全球，并持续数月之久。尘暴是由火星低层大气中卷着尘粒的大风构成的。据估计，每次大尘暴覆盖在火星南半球的尘埃达108~1010吨之多。
火星是一个冷酷的、没有生命的世界。其内部构造与地球相似，有核、幔和壳。核中含有硫，几乎全部的铁都成了硫化铁。核的半径约1300~2000千米。外壳由大量硅和铝及少量镁等所形成的较轻的岩石组成，厚约50千米。
环绕火星的有两颗卫星，分别是“火卫一”和“火卫二”。它们几乎都在火星的赤道平面上运行。
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