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火星天空是什么颜色?

科普小知识2022-02-22 06:20:24
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从海盗号和探路者号火星探测器发回的照片来看,情况并非如此。事实上,在清晨和黄昏时,火星的天空通常是黄褐色和略带粉红色的。

为什么会这样?事实上,这和我们看到地球的蓝天是一样的。首先,我们必须理解事物呈现出不同颜色的原因是因为阳光照射在它们身上。白色阳光是多种颜色的混合物,如红色、橙色、黄色、绿色、绿色、蓝色和紫色。当阳光落下时,它必须首先穿过包裹在地球表面的厚厚的大气层。大气中有许多微小的悬浮粒子,包括氮气和氧气等气体分子,以及肉眼看不见的悬浮固体粒子。

英国物理学家瑞利发现,半径远小于光或其他电磁辐射波长的微小粒子散射入射光束,散射光的强度与入射光波长的4次方成反比,这种散射效应在气体中最为显著。简而言之,波长较短的蓝光比波长较长的红光更容易散射。因此,当阳光穿过地球大气层时,具有最明显散射效果的蓝光会散开,使我们看到蓝天。

现在,让我们把目光转回红色星球火星。由于火星上的气压很低,沙尘暴很容易发生,导致大量的灰尘长期漂浮在稀薄的大气中,并对火星大气的颜色起着主导作用。根据维京1号的说法,除了大约1%的磁铁矿外,大部分灰尘是褐铁矿。它们的大小从小于可见光的波长(0.4-0.7微米)到几十微米不等。

一般来说,没有多少比可见光波长更小的气体粒子和尘埃,所以瑞利效应在火星大气中并不明显。较大直径的粒子适合米氏散射理论,即它们均匀地散射不同波长的光,使天空看起来像地球上的云一样白。

然而,因为这些尘埃粒子也能吸收蓝光,最终的结果是形成一个类似褐色的火星天空。在清晨和黄昏时期,由于阳光从地平线上的路径相对较长,红色部分的散射效应将占主导地位,因此此时火星上的天空看起来是粉红色或红色的。这也是我们经常在晚上看到地球橙色天空的原因。

值得一提的是,在火星上一些大气含尘量相对较低的地区,那里的天空和地球一样蓝,被称为“蓝霾”。假设火星上没有那么多沙尘暴,由于其稀薄的大气层,一个类似于地球高纬度地区的深蓝色天空将会形成。

我猜很多人,像边肖,最初认为火星上的天空应该是红色的。但显然结果不一样,火星的天空是棕褐色的。这是宇宙中有趣的知识,一个我们不知道的世界。