继1969年美国“阿波罗号”载人飞船成功地将宇航员送上月球后，人类对空间探测计划，尤其对地球临近的行星探测活动热情日益高涨。近年来，美欧科学家对火星的科学探测取得了巨大进展，这是前所未有的，但也存在不少未解之谜。本刊特选登一组有关火星的文章，使读者从中了解火星探测的新近动态。

——编者

最近，从美国航空航天局(NASA)的火星漫游车传回的信息使人们了解到，在火星地质史上的诺亚宙(Noachian epoch)——太阳系形成后开始的若干亿年——期间，流星和彗星撞击火星的频率和数量远高于迄今为止的前30~40亿年间。图像分析使我们对火星的了解产生根本性改变的一把钥匙，也为我们了解火星地质在不久前仍处在活跃期提供了新的证据。

20世纪60年代飞往火星并绕火星轨道运行的“水手号”探测器发回第一幅火星表面图像和大气数据，对图像和数据分析后，我们持有的观点是：火星表面长时期处于寒冷和干燥的状态。70年代发射“水手9号”和“维京号”轨道探测器到达火星，此时装备了具有较高分辨率和球面覆盖率的摄像仪，发回的图像使我们看到火星表面上有河、峡谷网络和洪水冲刷形成的巨大河道。根据当时的理论综合，在80年代和90年代均认为，火星只在诺亚宙时期才有水文循环活动。于是产生了米登假说(MIDDEN hypothesis)，称火星除了诺亚宙时期外，始终处于死寂和干燥状态。该假说在“维京号”访问火星后流行了20年。米登假说的鼓吹者说：“火星上存在的水是有限的，不足以释放在火星表面上，大部分水挥发消失在空间。”

80年代，NASA计划发射一艘用于火星地质科学和气象学的轨道探测器。当时许多科学家希望飞船的有效荷载应限制为非摄像的实验项目。有的科学家甚至宣称摄像科学是非科学性的，其唯一用途是利用图片向公众讲解。于是原打算配备的一台小型非立体成像高分辨率火星观察摄像仪(MOC)被搁置不用。1993年8月21日，当“火星观察者”探测器准备点火进入环绕火星轨道时，与地面失去了联系。MOC摄像仪幸未装上而保存下来。直到90年代后期执行“火星环球勘探者”探测器使命计划，才使这台MOC摄像仪到达火星。

在执行“火星环球勘探者”计划中，虽使用非立体成像和覆盖面较小的MOC摄像仪，但由于它的高分辨率，获得了许多令人注目的发现，包括火星全球分布的山坡斜面、山坡带有被水冲刷形成的溪谷，以及熔岩流和突发洪水切刻出的大运河等。所有这些形成的年代据估计不会超过距今1000万年。年代的估算是根据高分辨率摄像仪摄得的流星坑的密度计算而得。这些成就连同别的收获显然与米登假说背道而驰。

欧洲航天局(ESA)的“火星快车号”探测器所携带的高分辨率立体摄像仪(HRSC)是MOC的第二代产品。虽然HRSC的分辨率比MOC略低，但能产生彩色的立体图像，适用于有效的地质分析。

行星科学家们利用高分辨率立体摄像仪HRSC传回的图像信息中发现了许多近代火星地质活动迹象。豪伯(Hauber E.)等人发现了约3.5亿年前火星上一座火山喷发造成的黑卡特斯·索勒斯(注：黑卡特斯为古希腊神话中女巫名，索勒斯为受难者)火山山麓的窪地，该窪地在500万年前为冰川所覆盖。

詹姆斯 · 黑德(James. W. Head)等人指出，使用高分辨率立体摄像仪HRSC的数据可重新分析从前争论中的火星地形问题。多处被“维京号”探测器认为可能是冰川的地方，现在结合“火星环球勘探者”探测器的数据得到新的图像，发生在火星赤道和中纬度地区的这些冰川活动，可能是应对火星自转轴的倾斜度改变所导致日光入射量改变而造成的。火星的冰川形成类似地球上的水文循环由积雪造成的。

早期从“维京号”所得数据发现，火星有较近期的冰川运动，加上其他相对近期的水流迹象导致1991年提出的假说。该假说认为，火星自诺亚宙时期后，曾有过地质上短期存在的水文活动。火星气候改变是由于火山爆发喷出气体和突发洪水而触发的，然后是水积聚成海，接着被蒸发掉。这一假说提出后被不少人指斥为荒诞和经不起事实的验证。

英国开放大学的约翰 · 莫里(John Murray)及其合作者提出的发现证实了上述假说存在的证据。他们发现火星上聚集的冰已形成像地球上北海那样大的冰体。淹没发生的时间对行星地质时期来说是近代的，距今约500万年。由于火星的地质构造造成了火山爆发，突发洪水，水流通过唤塞布勒斯窪沟（注：塞布勒斯是古希腊神话中守护冥府的三头狗），然后经过亚瑟巴斯卡谷运河流入海中。水流最高流量达每秒1000万立方米(在火星诺亚宙早期，曾发生过峰流量达每秒几亿立方米的水通过大运河流入火星北方平原)。

那么，过去导致火星产生短期水文循环的水到哪儿去了呢？从HRSC获得的信息，这些水至今仍然存在：以冰的形式存在于火星表面；或以水的形式存在于火星表层下深处。2005年5月初，“火星快车号”探测器配备了一台先进的雷达探测装置MARSIS，用以探测深度可达数公里的地下水和冰。