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没有肉眼看它有那么动人的红光，这是很奇怪的。

火星的表面及自转

惠更斯（Ｈｕｙｇｅｎｓ）约在１６５９年第一个从望远镜中认出火星表面的变化的特性，并且为它画了一幅画。他所画出的特点到今日还能认出并且是被认为正确的。仔细观察这些细节可以使人们很容易看出这颗行星绕轴自转一周约需比我们的一天略长一点（２４小时３７分）。

这自转周期比任何其他行星（地球除外）的都算得更为精确。二百多年来火星都恪守这一周期自转，我们也还没有理由假定将来会有可见的变动。这时间跟我们的一日这样相近，其相差又只是多出３７分钟，结果便是在连续的夜里的同一小时内，火星差不多是以同一面对着地球的。可是毕竟因为多出了一点，每天夜间要见它较前落后一点，因此在４０日后我们已见到它全面各部对着地球了。

所有已知的火星表面情形都可在一幅图中表明——其明暗区域以及平常总可看见的包着它两极的白冠。当一极偏向我们因此也偏向太阳时，这白冠就逐渐减小，远离太阳时又加大。加大的情形是地上看不见的，但当它再现时却可看出比原先大了。火星北极冠直径１　０００千米至２　０００千米，厚度为４千米至６千米，扩展至北纬７５度附近。各种已经发射的火星探测器发回的图像资料表明：火星上季节性的极冠是由大气中的二氧化碳凝结而成，而长年存在的极冠主要是由水冷凝而成，温度在－７０℃到－１３９℃之间，由于二氧化碳随温度的变化而不断地气化和凝结，使得极冠的大小不断变化。极冠的大小随火星季节的变化而变化，在火星的冬季包围其极区，而夏季就全部或部分消融。

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火星的运河

在１８７７年斯克亚巴列里发现了所谓“运河”。这是一些在这颗行星上纵横参差、比表面一般情形略微黑暗一点的条纹。在人类翻译史上，由于翻译失误而引起的误会恐怕以这次最甚了。斯克亚巴列里把这些条纹叫做ｃａｎａｌｅ，这个单词在意大利文中的意思是水道——他这样称呼它们是因为当时认为火星表面上的黑暗区域都是海洋，这些连结海洋的路线就假定都有水，因而定名为水道。可是译成英文中的ｃａｎｃｅｌ之后，就有了“运河”的意思。这一小小的词义上的变动，让所有使用英语的人都以为这些就是火星居民的功绩——正像地上的运河是人类的工作成绩一样了。

关于这些“水道”，起初在天文学权威之间也有一些不同的意见。这是因为在地球上看起来，它们并不是平均一致的表面上的清晰的条纹。火星上各处都有些明暗的不同——又都那么微弱而不清楚，从这一块到那一块之间又只有几乎不可察觉的亮度差异，因此大都很难给它们划出一定的轮廓。把它们分辨出来已是极端的困难，在不同的光下，在我们大气不同的情形中，它们又都改变形貌，于是给它们画出的画就都大不相同了。在罗尼尔天文台（Ｌｏｗｅｌｌ　Ｏｂｓｅｒｖａｔｏｒｙ）的观测者所绘的图中，这些运河是细黑线，而且多得织成一面包住火星表面大部分的网。在斯克亚巴列里的图中，它们倒像是黯弱的宽阔地带，既不像罗尼尔天文台画的那样清楚，也不那样繁多。在这图中还有一点很有趣——在水道相交的地方都有圆点，好像圆形的湖一样。

火星上一个能很清楚地看出的特色是一块大而黑的近乎圆形的斑点，斑点的周围则是白色的。这个大斑点被称为“太阳湖”（ｓｏｌｉｓ　ｌａｃｕｓ）。这是所有观测者都同意的。他们也还大致同意于从这湖分出的一些条纹或水道。但我们更进一步就要发觉他们并不完全同意于这些水道的数目以及周围的情形了。另一特色则是一块三角形的黑斑“大席尔蒂斯”（Ｓｙｒｔｉｓ　ｍａｊｏｒ），这是著名的物理学家惠更斯第一个画出的。

关于火星上“运河”的存在早已无疑义了。它们已经过许多天文学家的观测，并且有过很成功的摄影。大概说来，它们也许比早期观测者所见要宽阔些，更不规则也更不精美一些。我们认为这些“运河”是火星上自然的（非人工的）景物。火星上曾有过洪水，这些河道十分清楚地证明了许多地方曾受到侵蚀。在过去，火星表面显然存在过水，甚至可能有过大湖和海洋。但是这些东西看来只存在很短的时间，而且据估计距今也有大约４０亿年了。

火星的表面于是就有极有趣而又多变化的种种相貌了。在所有行星中（除了地球），它的表面是最适于望远镜观测的。它呈现一片带红色的背景，使人想到荒漠的原野。在这