自從20年後海盜號探測器1976和全球勘探者號發現了火星的整個地形，我們知道火星南北半球的表面地形有很大的不同。北半球幾乎光滑平坦，環形山很少，而南半球則被許多環形山覆蓋。這個事實表明，南半球是比北半球更古老的地形。大規模火山活動造成的赤道地區塔爾西斯山區。火星南北半球地貌差異巨大，成因壹直是未解之謎。美國科學家近日在《自然》雜誌上發表文章，認為小行星或彗星等外力的猛烈撞擊是火星南北差異的原因。他們認為，數十億年前，小行星或彗星猛烈撞擊年輕的火星，導致表面出現巨大差異。然而，壹些科學家認為，盡管最新的研究結果為碰撞理論提供了更多的論據，但也不能完全排除其他可能性，如火星本身的地質運動。
巨大沙塵暴的奧秘
人類通過水手9號和維京號探測器在火星上觀測到了巨大的沙塵暴，全球勘探者也在2001觀測到了幾乎覆蓋火星的大規模沙塵暴。大規模沙塵暴大多發生在南半球的冬季和春季。比如2001年6月發生沙塵暴。起初，它只是南半球革剌斯盆地上空的塵雲，然後它的體積略有增加，但在6月27日，風暴開始肆虐，塵雲迅速擴大。到7月初，塵雲已經擴散到盆地之外，覆蓋了整個火星。沙塵暴直到9月底才結束，但是在頂部卷起的灰塵還在大氣中漂浮，所以到了6月165438+10月，火星看起來靜止了。
很模糊。
火星的大氣非常稀薄，只有地球的十分之壹。從理論上講，大氣環流模型所代表的大尺度風在火星上的條件下是不容易吹起來的，所以很難從地表揚起灰塵。盡管如此，事實上，大規模的沙塵暴還是發生了。這是為什麽呢？
到目前為止，沒有人能對“火星上的沙塵暴是如何迅速席卷全球的”這個問題給出正確的解釋，但人們傾向於壹種理論，即空氣中的塵埃顆粒吸收了太陽光，使得周圍的空氣迅速升溫。強風卷起更多火星表面的灰塵，導致溫度進壹步上升。這種循環機制使得小面積的塵雲最終演變成火星上的全球性沙塵暴。
相比之下，地球上沒有全球性的沙塵暴。這是因為地球上沒有像火星那樣的全球性沙漠，沙塵暴是自食其力的。其次，地球的溫度主要由水蒸氣中所含的熱能控制，空氣中的塵埃顆粒對溫度的影響很小。在火星上，情況完全不同，因為灰塵吸收陽光，會導致幹燥的空氣突然變熱，然後形成強風，揚起更多的灰塵。
水存在的奧秘
眾所周知，人們在探索火星時最感興趣的是水的存在，因為水關系到生命的存在。從遍布火星的“河谷網”等河流痕跡的地形推斷，火星上曾有大量的水。最近，美國國家航空航天局的“鳳凰”號著陸器在火星極地冰蓋外發現了水冰的證據。這壹發現無疑是了解火星表面是否適宜居住的關鍵的第壹步。
現在，科學家們確信火星上曾經有大量液態水。但是水從哪裏來呢？最可能的解釋是它來自富含硫酸的地下水。這是因為勇氣號發回的巖石光譜圖顯示，多達40%的巖石成分是硫酸鹽。地下水通過火山巖向上滲透，有時會淹沒火星表面，形成淺湖或淺海。然後，水分蒸發，在地面上留下壹層薄薄的硫酸鹽。這個過程在火星上可能會發生很多次。所以它積累成了壹層厚厚的含硫酸鹽的巖石層。
壹些科學家認為，北半球的低地曾經是海洋。此外，革剌斯盆地或阿爾提雷平平原仍有積水。那麽，豐沛的水去了哪裏？現在確認火星上存在的水只是極地冰和大氣中的壹點點水蒸氣。水蒸發了，但它分散到太空中了嗎？還是滲入地下了？還是依然以凍土的形式存在？
許多科學家認為水滲入地下，這與奧德賽探測器的觀測結果不謀而合。事實上，這次“奧德賽”的觀測目的之壹就是尋找火星上水的存在。這次觀測使用了伽馬射線。
分光計。當奧德賽探測器在降低飛行軌道的同時第壹次經過火星時，伽馬射線譜儀探測到了南極以北土壤中發射的中子和伽馬射線，從而知道了地表和近地表層的氫濃度，這表明火星上有水冰的跡象，並知道了永久凍土的數量及其季節變化。
那麽，我們如何從中子和伽馬射線中知道氫原子的存在呢？眾所周知，火星上沒有稠密的大氣層，當它被強烈的宇宙射線撞擊時，其表面會釋放出強烈的中子流。這些中子在穿越火星近地表層時，會與各種元素的原子核發生碰撞。當中子撞擊水中的氫核時，會減速並釋放出部分熱能，如果被氫等其他原子吸收，會發出伽馬射線。因此，如果熱中子的量小而γ射線的量大，則認為氫的濃度高。
伽瑪射線譜儀發回的數據顯示，南緯60度以南的南半球熱中子量較少，而吸氫中子釋放的伽瑪射線量增加。此外，北半球部分地區也有類似區域。這些事實表明，南緯60度以南的地區，離地表約1米處有永凍土，而且似乎有大量的冰。如果這個推論是
如果是正確的，這些地區將是未來探索永久凍土生命痕跡的任務中的探索目標。
磁場消失之謎
1996年，“環球探索者”利用大氣制動進入火星圓形軌道。沒想到的是，太陽能電池板的壹側沒有完全打開，導致空氣制動時間延長。因為它比預定距離更接近火星表面，所以可以進行精確的磁力測量。結果，全球探勘者號在南半球的壹些地方發現了磁幹擾帶。
現在火星上沒有磁場，但我們知道過去的磁場部分保存在巖石中，並且根據不同
局部，磁性的方向被顛倒，產生幹涉條紋。這種磁幹涉條紋也存在於地球的海底，是板塊構造理論的證據。
火星上剩磁的存在，說明這個星球曾經有過磁場。但由於早期火星的核冷卻，磁場消失了。因為磁幹涉條紋只在南半球看到，在北半球看不到，所以科學家認為北半球的地形是磁場消失後形成的，或者是內部的熱和水混合導致的異常使磁性消失。綜上所述，我們只知道火星上曾經有壹個非常強的磁場，有東西制造了幹涉條紋，磁場在某個時間消失了。至於為什麽北半球沒有磁幹涉條紋，為什麽只有南半球的壹些地方有？這些問題人類都沒有回答。