火星科学概论

火星科学概论
ISBN: 
978-7-5428-6353-9/N·958
出版日期: 
2015-12
开本: 
16开
页码: 
568
定价(元): 
300.00
作者: 
欧阳自远等
  

目录

第1章  绪论:通往火星的远征/ 1

 

第2章  火星概述/ 5

2.1 火星主要物理参数/ 5

2.2 日冕及其对火星空间环境的影响/ 6

2.3 火星空间的太阳风/ 9

2.4 火星磁场/ 10

2.5 火星的电离层/ 14

2.6 火星大气层/ 14

2.7 火星极冠与水/ 18

2.8 火星地形地貌/ 19

2.8.1 火星上风的力学特征/ 20

2.8.2 风的蚀痕/ 20

2.8.3 沙丘/ 20

2.8.4 风蚀表面/ 20

2.8.5 撞击作用形貌/ 21

2.8.6 火山作用形貌/ 23

2.9 火星上的水/ 25

2.9.1 溢流河道/ 25

2.9.2 洪水与沟渠/ 26

2.9.3 两极的冰盖/ 27

2.10 火星表面的物质成分/ 28

2.11 火星的大地构造和内部结构/ 28

2.12 火星上是否存在或曾经存在过生命物质/ 29

 

第3章  火星探测历程/ 33

3.1 火星的天文观测/ 33

3.1.1 古代中国记载中的火星/ 35

3.1.2 国外早期对火星的观测/ 38

3.2 早期的火星探测历程/ 41

3.2.1“马尔斯尼克”系列/ 41

3.2.2“人造卫星”系列/ 42

3.2.3“火星”系列/ 49

3.2.4“探测器”系列/ 50

3.2.5“水手”系列/ 30

3.2.6“火星1969-A”和“火星1969-B”/ 55

3.2.7“宇宙419 号”/ 55

3.2.8“海盗计划”/ 56

3.2.9“火卫—1 号”和“火卫—2 号”/ 60

3.3 新的火星探测/ 61

3.3.1“火星观察者”/ 61

3.3.2“火星94 号”/ 62

3.3.3“火星96 号”/ 63

3.3.4“火星全球勘测者”/ 64

3.3.5“火星探路者”/ 65

3.3.6“希望号”/ 65

3.3.7“火星气候轨道器”/ 67

3.3.8“深空2 号”/ 68

3.3.9“火星极地着陆器”/ 70

3.3.10“火星奥德赛”/ 74

3.3.11“火星快车”/ 80

3.3.12“勇气号”和“机遇号”/ 89

3.3.13“火星勘测轨道器”/ 98

3.3.14“凤凰号”/ 104

3.3.15“火卫一— 土壤”和“萤火一号”/ 109

3.3.16“好奇号”/ 110

3.3.17“曼加里安号”/ 121

3.3.18“火星大气与挥发物演化”/ 125

 

第4章  火星磁场与磁层/ 131

4.1 火星磁场探测/ 132

4.2 火星岩石圈磁场/ 134

4.2.1 火星岩石圈磁场空间分布/ 134

4.2.2 火星岩石圈磁场起源/ 134

4.2.3 火星岩石圈磁场模型/ 136

4.2.4 火星岩石圈磁场应用/ 137

4.3 火星发电机/ 138

4.3.1 火星发电机的必要条件/ 138

4.3.2 火星发电机的发展模式/ 139

4.3.3 火星发电机的发展进程/ 141

4.3.4 火星古磁场的长期变化现象/ 142

4.3.5 火星磁场起源的数值模拟/ 142

4.3.6 火星古磁场与古大气的关系/ 144

4.4 太阳风与火星的相互作用/ 144

4.4.1 火星弓激波和磁场堆积区/ 145

4.4.2 火星上的等离子体波动/ 147

4.4.3 火星粒子逃逸和极光现象/ 149

 

第5章  火星电离层/ 157

5.1 火星上层电离层/ 157

5.1.1 上层电离层探测/ 157

5.1.2 上层电离层的电离源/ 162

5.1.3 上层电离层中的化学过程/ 165

5.1.4 电离层模型/ 166

5.2 火星上层电离层扰动/ 167

5.2.1 太阳耀斑与上层电离层扰动/ 168

5.2.2 日冕物质抛射对上层电离层的影响/ 169

5.2.3 太阳能量粒子事件对上层电离层的影响/ 171

5.2.4 极光电离层/ 171

5.2.5 扰动条件下的上层电离层模型/ 172

5.3 火星下层电离层/ 174

5.3.1“火星4 号”和“火星5 号”观测/ 175

5.3.2“火星全球勘测者”观测与流星层/ 176

5.3.3“火星快车”观测及流星层/ 178

5.3.4 流星离子的成分和化学反应/ 179

 

第6章  火星大气层/ 187

6.1 火星大气层结构/ 187

6.2 火星大气化学/ 188

6.3 火星大气物理/ 189

6.4 火星大气运动与尘暴/ 190

6.5 火星气候/ 196

6.6 火星大气的演化/ 197

 

第7章  火星地形地貌/ 203

7.1 火星地形/ 203

7.2 火星主要地貌类型/ 206

7.2.1 撞击坑和盆地/ 206

7.2.2 火山地貌/ 212

7.2.3 峡谷地貌/ 221

7.2.4 水流地貌/ 223

7.2.5 冰川地貌/ 226

7.2.6 风成地貌/ 228

 

第8章  火星化学/ 233

8.1 火星壳的化学组成/ 233

8.1.1 轨道器探测/ 233

8.1.2 着陆器探测/ 239

8.1.3 火星陨石/ 248

8.1.4 火星壳的化学特征/ 251

8.2 火星幔和核的化学组成/ 257

8.2.1 玄武岩演化/ 257

8.2.2 火星幔的化学组成/ 259

8.2.3 火星核的化学组成/ 259

8.3 火星年代学/ 261

8.3.1 核幔壳分异时代/ 261

8.3.2 岩浆活动的时代/ 261

 

第9章  火星的矿物与岩石/ 265

9.1 岩浆岩/ 265

9.1.1 全球分布(轨道探测)/ 265

9.1.2 岩石类型(巡视探测)/ 267

9.2 沉积岩/ 276

9.2.1 风成沉积岩(沉积韵律与气候变化周期)/ 277

9.2.2 水成沉积岩/ 278

9.3 表土角砾岩质陨石/ 282

9.4 火星的矿物/ 283

9.4.1 岩浆岩的主要造岩矿物/ 285

9.4.2 岩浆岩的副矿物/ 288

9.4.3 岩浆岩的含水矿物/ 288

9.4.4 冲击成因高压矿物/ 291

9.4.5 表生矿物1 / 293

9.4.6 表生矿物2 / 295

9.5 小结/ 301

 

第10章  火星土壤/ 313

10.1 探测概况/ 313

10.2 火星土壤的类型与分布/ 324

10.3 火星土壤的基本性质/ 326

10.3.1 颗粒特征/ 326

10.3.2 化学成分/ 331

10.3.3 矿物组成/ 337

10.3.4 火星土壤的机械力学性质/ 340

10.3.5 磁性/ 343

10.3.6 火星土壤的其他性质/ 345

10.4 火星尘埃/ 346

10.5 火星土壤的形成过程/ 348

10.6 模拟火星土壤/ 350

10.7 小结/ 353

 

第11章  火星陨石/ 359

11.1 火星陨石概述/ 359

11.1.1 降落型火星陨石/ 359

11.1.2 发现型火星陨石/ 360

11.2 火星陨石来源的证据/ 360

11.3 火星陨石的岩石类型/ 363

11.3.1 辉玻质无球粒火星陨石/ 364

11.3.2 辉橄质无球粒火星陨石/ 371

11.3.3 纯橄质无球粒火星陨石/ 372

11.3.4 斜方辉岩质火星陨石/ 373

11.3.5 火星表土角砾岩/ 373

11.4 火星陨石的年龄/ 374

11.4.1 火星陨石的结晶年龄/ 375

11.4.2 溅射年龄/ 377

11.4.3 宇宙射线暴露年龄/ 377

11.4.4 居地年龄/ 379

 

第12章  火星地质/ 383

12.1 火星地质总体特征/ 383

12.2 火星外动力地质作用/ 385

12.2.1 撞击作用/ 385

12.2.2 风的地质作用/ 389

12.2.3 流水的地质作用/ 393

12.2.4 极地冰川作用/ 398

12.3 火星内动力地质作用/ 402

12.3.1 火山作用/ 402

12.3.2 构造作用/ 405

12.3.3 变质作用/ 412

12.4 火星地质演化/ 417

 

第13章  火星内部结构/ 423

13.1 火星重力场与内部结构/ 423

13.1.1 火星的重力场模型/ 423

13.1.2 火星壳厚度模型/ 425

13.1.3 火星的岩石层(圈)/ 425

13.2 火星内部磁场/ 427

13.2.1 火星磁场/ 427

13.2.2 火星内部磁场的基本理论/ 429

13.2.3 火星内部磁场的探测/ 430

13.2.4 火星内部磁场演化/ 432

13.3 火星内部物质组成/ 433

13.3.1 火星的壳—幔—核成分/ 434

13.3.2 火星的内部物质组成模型/ 435

13.3.3 火星内部的水和硫元素/ 437

13.4 火星热流与内部能量/ 437

13.4.1 火星热流的一些基本理论/ 437

13.4.2 火星热流的探索/ 438

13.4.3 火星热流演化的过程/ 440

13.5 火星内部结构模型/ 441

13.5.1 类地行星的内部结构模型研究方法/ 442

13.5.2 火星的内部结构模型/ 442

 

第14章  火星生命信息/ 449

14.1 火星生命的提出/ 449

14.1.1 火星生命探测历程/ 454

14.1.2 与生命有关的要素/ 455

14.1.3 火星能否改造和人类移民火星/ 456

14.2 火星生命探测的重大事件/ 457

14.2.1“海盗号”/ 457

14.2.2“凤凰号”/ 459

14.2.3“火星快车”/ 459

14.2.4“好奇号”/ 463

14.2.5“火星2020”/ 466

14.3 火星陨石提供的生命信息/ 467

14.3.1 AH8 4001、Nakhla和Shergotty / 467

14.3.2 Tissint 陨石中发现有机碳/ 473

14.3.3 火星2 亿年前左右还存在地下水的活动/ 475

14.3.4 火星陨石的未来用途/ 477

14.4 未来探寻火星生命的两个方向/ 477

 

第15章  火星的形成与演化/ 481

15.1 火星的形成与初始物质组成/ 482

15.2 火星的核—幔分异/ 484

15.3 后增生吸积(阶段二)/ 485

15.4 岩浆洋结晶与壳—幔分异/ 486

15.5 火星南北二元结构的起源/ 487

15.6 发电机与磁场/ 488

15.7 火星壳的岩石学模型/ 490

15.8 火星幔的地球化学模型/ 492

15.9 早期岩石圈演化/ 493

15.10 火星表生环境的演化/ 494

15.11 小结/ 496

 

第16章  火星探测的发展趋势与展望/ 503

附录火星地名表/ 507

内容提要

        人类一直在寻找地球以外的“第二栖息地”,在地球周围,火星是最适合改造的星球。迄今为止,人类已进行了近50 次的火星探测活动。21 世纪,人类将全面开展太阳系各层次天体与行星际空间的探测,而火星探测将成为人类开展深空探测的核心内容。美国、欧洲空间局、日本等国家或组织都已制定了各自长远的火星探测计划,每两年将发射1—2 个火星探测器,全方位地开展对火星环境、大气、岩石、水及内部构造等的探测与深入研究。

        《火星科学概论》是一部系统论述火星的权威性科学专著,全书共16 章,主要介绍了火星探测的意义、人类探测火星的历程、火星磁场与磁层、火星电离层、火星大气层和气候、火星地形地貌、火星化学、火星岩石与矿物、火星土壤、火星陨石、火星地质、火星内部结构、火星生命信息、火星的形成与演化、火星探测的发展趋势与展望等,并附“火星地名表”。

        中国目前已具备自主开展火星探测的能力,将在探月计划的基础上,有计划地开展火星和太阳系的空间探测和研究。本书可对我国参与火星探测工程的科研人员给予全面指导,具有十分重大的出版意义。

前言

作者简介

        欧阳自远   中国科学院院士,第三世界科学院院士,国际宇航科学院院士,著名天体化学与地球化学家,中国探月工程首任首席科学家。现任中国科学院地球化学研究所研究员,探月工程领导小组高级顾问,中国科学院国家天文台高级顾问等。主要从事各类地外物质、月球科学、比较行星学和天体化学研究,是我国天体化学领域的开创者;发表学术论文400 余篇,著有《天体化学》、《月球科学概论》等多部学术专著和《再造一个地球》等多部科普图书,主编“嫦娥书系”、《十万个为什么(航空与航天)》等多部科普丛书。曾获全国科学大会奖、国家自然科学奖、中国科学院自然科学奖一等奖、国家科技进步奖特等奖、国防科技进步奖特等奖、“探月工程突出贡献者”等多个奖项。

 

        邹永廖   中国科学院国家天文台研究员、博士生导师,国家“863 计划”地球观测与导航技术领域空间探测主题专家,中国空间科学学会常务理事、月球科学与比较行星学专业委员会主任委员;曾担任探月工程地面应用系统副总指挥等职务。主要从事行星科学、国际月球与深空探测科学发展战略研究等工作,发表学术论文80 余篇,合作专著和科普图书共12 部。曾获国家科技进步奖特等奖、国防科技进步奖特等奖、“探月工程突出贡献者”、全国五一劳动奖章、政府特殊津贴专家(自然科学类)等多个奖项。

精彩片段

书评

资料下载

丛书引用