火星是怎样形成的。……七十肖翁。

§3.12火星的形成

天文学上也是无奇不有，有人把小行星比喻为流产的胎儿，也有人把火星看作是已没有生命的死尸，并且认为是被谋杀致死的。不过状告木星的人却没有了，只有我们现在却还要把木星牵扯进去，下面将会讲明我们的理由。因为我们的内容主要研究火星是怎样形成的，对于火星上的生命是否进化到了高级人类，我们却很少研究，更不会像科幻小说家在写火星人和地球人谈情说爱的故事。因为过去很多人认为火星上有运河，有运河当然就有人类。但后来经过宇宙飞船的考察，才发现火星上满目荒凉，哪里有人类的影子，连细菌都不能生长，于是一些人就称火星是死了的行星。现在的火星是行星的尸体。
从宇宙飞船拍回来的照片上看去，火星上确实存在过丰富的液态水，火星表面上的河床和地球上的河床相比有过而无不及。不过有些看来像金字塔和人面像的东西是否真的是火星人的作品我们无法肯定，反正有英国汉卡克等人写了一本二十多万字的巨著去论述这个问题了，我们何必“看蛇添足”。因为蛇不是我们画的，我们无权说画蛇添足。人类虽然对火星有点失望，但也只能承认事实，我们的任务就是找出火星为什么过去有水而现在没有了的原因。
我们认为火星之所以成为现在这个样子，根源仍然在木星上面，但不会去控告木星，因为这是自然规律，在天体原子模型理论看来，一切都是必然的，像数控机床一样，会在计算机程序控制下进行产品加工一样准确无误。我们的目的就是破译太阳系的加工程序，揭示天机。
前面一节说过，小行星区因为角动量不足造成气体环中质量很少，又加上木星的引力干扰，所以小行星区只能形成无数小行星。不过应当承认，在当代天文学理论看来，小行星区的角动量和木星的角动量之间是没有必然的联系，因为他们认为，行星的角动量是通过磁场从太阳上输送去的，因为小行星区比木星区离太阳近，所以小行星区是没有理由得不到角动量的。其气体的密度也应该比木星区大。因为当代理论认为星云气体盘的密度是内部密外面稀。所以只有天体原子模型理论，才能指出，小行星区因角动量不足，形成不了大行星。而且加上木星的引力干扰只能形成无数的小行星。
现在我们进一步来讨论火星的形成。当太阳变星形成了许多小行星以后，半径收缩到1.5天文单位时，又在哪个区域脉动，并且也形成一个质量谱。原来小行星区是2.7天文单位，现在是1.5天文单位，轨道半径比小行星区小了一些，因为物质绕变星运行的轨道角动量密度可以小一些。地球上发射卫星也一样，发射高轨道的卫星要比发射低轨道的卫星花的能量多。所以在火星区质量谱中的气体的总质量肯定会比小行星区大一些。但也多不了多少，总质量最多也只能有地球质量的百分之二三十左右，这是参考了现在火星的质量是地球质量的百分之十后提出来的，因为考虑到形成火星过程中，气体环内的物质会损失一部分。
变星在火星区脉动，其脉动范围大约是0.15个天文单位，其质量谱的范围要小于这个数量。设想一下，质量只有地球百分之二十左右的物质散布在这样大的区域内，密度肯定是不大的。
但是考虑到木星的引力仍然会对火星的质量谱进行干扰，虽然干扰程度比小行星区小得多，但谱线一定也变宽了，所以火星区质量谱中仍然不可能形成单一的行星。铁镍元素不可能成为统帅。所谓统帅，就是以铁镍元素为核心，形成单一行星胎，再由行星胎吸引其他元素组成单一的行星。
我们从表30501中可以看到，Si、Mg、O、C的元素宇宙丰度加起来，远远超过铁元素宇宙丰度的百倍，它们之间谱线又相邻。在木星引力干扰下，这些元素之间几乎混合在一起了，因此它们之间可以形成很多矿物质，对比起铁谱线中的丰度来说，Mg、Si谱线中的物质丰度就非常大了，这样一来由Si、Mg元素组成的氧化物及矿物质，就可能聚合成火星的行星胎，成为火星的核心物质。所以火星和地球不同，地球是铁心，火星是石心，所以地球有磁场，而火星没有磁场。
我们再从表3051可以看到，Si、Mg元素，离C、N、O谱线很近，因为这三种元素，很容易和H元素化合成水和多种有机物，其中包括氨基酸。所以当气体环的温度降低到100℃以下时，外环的水蒸气凝固为水。从这时候起，火星胎必然要大量吸收水和其他有机物。这样，火星的质量，初期可能比现在大得多，那时候火星表面很大部分是水和有机物组成的海洋。它比地球的含水百分比要多得多，它是近水楼台。因为水中含有丰富的有机物，特别是氨基酸，所以火星形成初期肯定有利于生命的演化，后来生命到底演化到什么程度，我们没有研究，但绝对没有演化到高级人类。
火星吸收了大量水分以后，它的质量大了，引力也增大了，这时候它会反过来吸收内环的物质，但是火星的引力方向和太阳的引力方向刚好相反，所以火星要吸引内环的物质是不容易的。铁谱线处于火星的内环，所以火星只能吸收少量的铁元素散布在它的表面，就像穿上了一件很薄的铁元素衣裳，打扮成了红色的行星，但它内部的重元素是很少的，所以现在火星的密度只有3.94。这和地球表面的岩石密度相当。但是应当肯定，火星形成初期，它的平均密度也许只有3左右，因为那时它含有大量的水。
现在再来讨论火星一个非常关键的问题，就是火星形成的初期的自转速度的问题，有人参考了外行星的自转速度，认为现在火星自转一周等于24小时37.4分是太慢了。相反，我们认为火星形成初期，它的自转速度应该很慢，有可能自转一周要几十天，就像金星那样。因为形成火星的行星胎靠近外环。当然火星应该顺转。
行星自转的快慢，要看行星胎形成的地点，拿地球来说吧，地球的行星胎形成在铁谱线上，地球行星胎形成以后它主要吸收外环的物质，如Si，Mg及其矿化物和更远的冰物质。因为外环的物质角动量密度比较大，所以当行星胎把外环的物质吸收到自己表面上来时，自转速度就很大了，所以地球的自转速度就比较快。但是火星就不一样了，火星胎形成在Si，Mg谱线上，以它为中心，它一方面吸收外环的水和有机物，另一方面也吸收内环的P，S，Ca，Cr，Fe等元素，吸收外环的物质使火星自转速度加快，吸收内环的物质使火星自转速度减慢相互抵消所以火星形成初期的自转速度比地球自转速度慢得多。也许自转一周几十天。
我们是从火星胎形成的地点，得出火星形成初期自转速度很慢的，如果初期火星自转速度确实很慢的话，下面就有文章可做了。因为火星表面有大量的水，如果火星的自转速度像现在那样快的话，由于火星表面每次受阳光照射时间不长，当温度要升高到冰的溶化点时，天又黑了。到了晚上，表面的温度又下降了，所以火星表面的温度永远在冰点以下。即使火星表面有水，也不可能流动形成河床。
如果火星的自转速度很慢的话，情况就不一样了，我们假定20天自转一周，那么它白天的时间有10天，晚上的时间也有10天。当火星白天的那一面，就可以连续受太阳的照射10天，相当于240小时，那时火星表面的温度可以连续升高到水的冰点以上，甚至升到气化点。应该说，那时火星的气压不会有地球大，因为它的引力比地球小，所以气化点不会到达100℃。意思是说，如果火星表面在晚上时都结成冰的话，那白天连续在太阳光下照射240个小时，那时冰全部溶化或气化了。就会在火星表面形成大洪水。不过理论上要求，这些水必须大部分气化，气化后变成云。因为只有云才能在火星高空实现循环，水可以从天上落下，又从高地流到低地，才能造成火星表面无数的河床。另外云又能从白天的上空对流到晚上的上空，使火星晚上下起大雪，使火星黑暗一面形成无数的雪山。这些雪山一到了白天，被太阳一晒又化成了水，形成大的洪水冲刷地面形成了无数的河床。
如果火星表面长期冰冻，再多的水也不可能造成河床。当然，火星表面也可能有这种情景，南北两极永远结着冰，像地球那样，而只在赤道附近才有液态水和水气出现。这都是由火星自转速度来决定。
现在至少可以肯定，当初火星赤道附近，白天总是倾盆大雨，雨水、雪水相加，造成河流上洪水滔滔，遍地汪洋大海，狂风大作。一到晚上，从白天那一半球吹过来的水汽，立即结成大雪和冰雹，像是天塌下来一样，大量的冰和雪落到地上。如果火星自转速度足够慢，太阳晒得南北两极的冰也溶化了的话，就连两极也是这样的天气。请读者不要以为我们是在写科幻小说，当时火星上只能是这样，才能造成火星表面无数的河床。而且这种天气不是一天两天的事，至少也有几亿年的时光。如果当初火星上有居民的话，那他们是早上看雪山，中午看洪水，下午看天旱，晚上看下雪。那是很有诗意的。
在这种天气下，也许两极地区附近的温泉中，生命可以生存和进化。
火星上这种下雨的天气能持续多长时间，这是很难估计的，要等将来到火星上去实地考查才能知道，看一下火星干旱几年了。但是火星开始下雨的时间是知道的，就是从火星基本形成后，火星胎开始吸收外环的水分时就开始了。也就是外环的温度下降到100℃以下时
因为火星的引力小，水分气化后，会有一部分逃到太空去，但是火星形成初期，N，C，O外环是个大水源，就象沿海山区的植物叶子，白天叶面上的水珠被晒干了，第二天早晨叶子面上又沾满了露珠，天天如此。因为空气中有大量水分，供给叶子在晚上吸收。所以对于火星来说，只要外环天空还有大量的水分，它表面的水分就不会干枯，其实火星表面上的水，原来就是从外环吸收来的。那时候火星区的外环是一个云和雾组成的变星光环，火星就运行在这云和雾之中。要知道火星刚形成时，太阳变星的半径比现在太阳的半径大得多。火星接收阳光的热量也比现在大得多，所以早期火星上的冰要液化和汽化也比现在容易得多。
变星气体环的气体绕变星运行。当变星的半径收缩到地球区以后，太阳变星再也不能通过脉动供给火星区气体了，所以变星气体环中的水分会慢慢的消失。变星气体环水分消失以后，火星表面就再也得不到气体环水分来补充水分的损失。这时候，火星就开始走向衰落的道路了。因为这时候，火星照样白天会在太阳光照射之下把大量水分蒸发到空中，并且一部分水分会损失在太空。于是火星就慢慢失去它的水分，时间长了，火星上就会变成现在那个样子。现在我们无法估计变星气体环的气体要多长时间消失掉，第二无法估计火星在失去气体环的水分补充以后，火星靠自己表面的水分能坚持多久。
但是，火星的自转速度后来显然加快了，其自转速度加快的原因，显然是受到了外来天体的撞击，撞击火星的天体有三种来源，一种是外来的小行星，一种是火星自己的卫星，第三种是在火星质量谱外环冰物质中和火星一起形成的火星的兄弟行星，我们在本节开头的时候说过，在木星引力干扰下，火星区可能形成几个独立的行星。这三种来源的天体都可能碰到火星上，不过有一点是可以肯定，要使火星自转速度加快，外来的天体是从反时针方向碰上火星的。火卫一和火卫二也许是碰撞后的产物。碰撞的方式有多种多样。这一点前人已作过许多的研究。我们如果也参加讨论的话，意见决不会比他们正确。所以就不提什么意见了。我们只承认碰撞后的事实，碰撞后自转速度增加了，偏心率增加了。
我们现在关心的是外来天体和火星碰撞的时间，有两种可能，第一种可能是早期碰撞，所谓早期碰撞是指火星表面还存在大量的水的时候发生了碰撞。第二种可能是晚期碰撞，所谓晚期碰撞是指那时火星上的水分基本已蒸发干了。看来第一种可能性大一些。
第一种碰撞的话，碰撞发生在火星表面还是大量水的时候，如果是第一种碰撞，火星表面底下肯定还存有大量的水冰。理由是这样，碰撞以后，火星的自转速度加快以后，一天只有24小时。火星表面的水很快结成冰，因为火星的一面最多只让太阳照射12小时，不能使冰溶化为水。这就为火星保存水分制造了良好的条件。最初火星表面就会被一层冰覆盖着。但由于冰层暴露在地表，时间长了就升华完了。因为火星每年都要运行到近日点，在近日点火星表面温度会升高。但是火星地表下深处的水却可以很好地保存下来。而且可以肯定，火星地下含有丰富的石油，因为火星形成时时把外环的水和有机物一起吸收过来的。如果我们的理论时正确的话，移民火星是可行的，能源和水都不成问题。
火星的运行轨道偏心率增大以后，从图31201可以看到，火星的轨道就要通过质量谱中所有元素的运行轨道。因此火星后来有机会吸收到质量谱中各种元素，不过这些元素丰度很小。而内环丰度比较大的是铁元素，因此当火星运行到铁谱线上时，顺便吸收一些铁元素及其氧化物，并散布在火星整个表面，使得火星变为红色。另一个值得注意的事是什么原因引起火星的尘暴？因为内环运行的是很多放射性重元素，放射性重元素分布在火星近日点附近。
放射性衰变后变为正负离子，由于自由电子能被太阳风吹走，所以内环留下不少正离子绕太阳运行。这些正离子贡献了黄道光，也贡献了正电场。所以每当火星的夏天运行到近日点时，就进入了正电场内，火星表面的灰尘在静电场感应下，自己也带了电，于是带了电的灰尘，在高空正电场吸引下，离开地面飞了起来，这就是尘暴的原因。尘暴的起因不能用温度升高来解释，因为地球离太阳更近，温度比火星更高，都不会引起全球性的尘暴。尘暴只能从火星的运行轨道中空间特性不同去找原因。正像彗星的尾巴是太阳风所造成的一样，因为离太阳近的空间，温度高，太阳风强。这就是造成彗星产生了慧尾。火星的尘暴，也向我们揭示了质量谱过去确实存在过，而且现在，在重元素谱线的位置上仍然残存着正离子气体环。这些正离子是放射性衰变的产物。所以火星一旦运行到近日点时就起尘暴。空中正电场是引起尘暴的原因。






图31201火星尘暴起因

火卫一和火卫二是如何形成的。
有三种可能的形成方式。第一种方式它们原先就是由火星吸收外环的物质形成的卫星，因为该卫星的物质来自于C、N、O谱线，必然含大量水分和有机物，像二块吸足了水分的海绵。后来水分蒸发干了，就成了无水海绵一样，密度小，颜色深。
第二种形成方式是，外来天体和火星相碰，外来天体破裂后留下两块碎片绕火星运行，而外来天体含水和有机物都很丰富，因此留下的碎片也像吸足了水分的海绵，干了以后还是像两块无水的海绵。
第三种形成方式是，外来天体和火星碰撞时，把火星表面的物质碰出两块，而这时火星表面仍然还含有大量的水分。因此这两块物质仍然是像两块吸足了水分的海绵，干了以后成了无水海绵一样的，密度很小的卫星。
总的说来火星的卫星是由两块水泥浆或两块脏雪球形成的。因为后来火星的偏心率变大了以后，火星就带着两个卫星、运行到内环。内环会有很多的重元素组成的碎块，可以把火卫打得千疮百孔。成了现在的样子。
对于火星现在的情况，不管其表面多么的干旱，我们都倾向于火星地底下还会有大量的水和石油。这对于人类开发火星是最有利的，解决了能源及用水问题。火星表面上也会有少量的铁和其它重元素可供工业之用。因为火星运行到内环时会吸收内环的一些重元素。虽然不会很丰富，但很好开采，大多数是露天的。
另一方面，人类在火星上活动时，如何防止空中静电场的破坏作用，也必须预先研究。因为火星运行到内环时，空中会出现一定的静电场。这种宇宙电场，除了产生火星尘暴以外，有可能还会产生激光。还会产生哪些物理效应呢？很显然，我们过去接触的多数是宇宙磁场，宇宙空间范围大的电场是没有接触过。所以当火星运行到内环的电场中去的时候，电场本身要做出什么反应，火星自己要做出什么反应，或者火星和电场合作起来共同会做出什么反应，这些都必须研究清楚的。因为电场是一种能量，我们也可以研究如何利用。这种宇宙电场能。而这种能量的来源是内环中的放射性元素所提供的。
火星上现在肯定还存在生命，生命在天体原子模型看来是一个必然的产物，对于变星来说，它没有把生成氨基酸看作比形成二氧化碳更重要。它是一视同仁的，因为每个质量谱中外环都有H、C、N、O元素。这些元素在一起，成了一个独立王国，他不会受到其他有害元素的干扰，因为其他元素都比他们重，上不了这样的高度。所以以上这四种元素就在外环形成了多种氨基酸。因为氨基酸是组成蛋白质的单元，所以氨基酸被看作是生命的种子。所以太阳系从彗星到各种行星，它们内部的氨基酸都是从质量谱中产生出来的。而这些质量谱都含有H、C、N、O，都能生成大量的有机物。所以我们说彗星、各种行星和大多数卫星上都含有生命。但是存在生命的种子不一定就能演化为高级生命。因为生命要演化，需要的条件太苛刻了。所以地球以外的行星和卫星都没有演化出高级生命。火星上的生命肯定演化到了某一阶段，至于演化到了哪一个阶段，我们不作评论。因为这不是我们研究的范围。我们的责任只是和读者一起讨论火星是如何形成的。
最后我们要和读者一起讨论火星上奥林匹斯火山形成的问题，它是太阳系里最大的火山。高出周围地区25公里，是地球上珠穆朗玛峰高度的两倍半，这是很反常的，它可能不像是和地球上相同意义的火山。
从照片上看来，奥林匹斯火山不象是高温熔岩喷发形成的，倒像是水泥浆的流出口，即烂泥浆的流出口，温度并不高。
这完全是可能的，按我们的理论，火星形成初期表面就是个烂泥浆，有丰富的地下水，但到后期，火星表面干涸了，火星表面发生收缩，地表的收缩使地下水承受巨大的压力，于是地下水找了一个突破口喷出地表，形成巨大的泥浆喷泉。地球上的火山，要隔很长时间才喷一次，但泥浆喷泉却可日以继夜连续地喷，只要地下水的压力足够大。而地表的收缩是长期性的，它可以维持地下水长期保持高压状态，这样泥浆喷泉就可以长期喷下去，也许喷泉可以喷上几万年，这样喷泉口的泥浆就越积越高，最后形成奥林匹斯山。当然，也不可否认，火星上的其它火山，有一部分是像地球上那种高温熔岩喷发形成的。
这里要提醒读者注意的是：因为火星的质量只有地球质量的十分之一，火星表面的引力为地球的0.38倍。如果用重量的标准去衡量奥林匹斯山的话，它的压强是相当于地球9.5公里的高度，比珠穆朗玛峰还小一些。所以我们不要被25公里这个数字所迷惑。
关于到火星上去移民的问题
我们主张尽快开发火星，把一部分居民移到火星去。我们倒不是从地球人的经济利益为出发点。我们是从保存地球人类的种子角度去考虑问题，不管移民到月球也好还是移民到火星也好。
二十世纪末的慧木相撞事件很多人已经了解，如果发生在地球上的话，人类也许就全部消失。我们很难预测到那一天会有彗星或小行星落到地球上来，也许一万年以后，也许过三五百年，所以地球人类还得早点预防好。
地球人类在宇宙中可以说是最宝贵的生命，如果人类被一个无知的彗星消灭了的话那不太可惜了。所以我们主张国际间合作。
如果有一天地球人类确实被彗星灭绝了的话，如果火星或月球上保存了地球人，那么他们还可以回来重建家园，因为地球决不会被毁灭。灾难过了后，人类还可以继续居住。但是，如果月亮上和火星上没有留下人种，那事情就不好办了。
从我们的理论看来，火星虽然比月球远一点，但对人类迁居来看，火星比月球有利。火星的内部含油量和含水量应该比月球多得多。而且火星上的石油应该比月球上的石油好开采，火星的外壳没有月球厚。所以火星上的能源及水，要比月亮上好解决。虽然月球上也有矿床，如月亮质瘤就是矿床。但总量和丰度要比火星上少。火星因为它的运行轨道偏心率大。它每年一次都要运行到内环。因为根据我们的理论，变星质量谱都把重元素安排在内环。所以当火星运行到内环时，火星的引力就会把内环的重元素星子都吸收到火星表面。现在天文观察已证实，火星表面到处都是陨石坑，环形山多得很。而环形山脚下肯定就是很好的金属矿床。所以火星上有很好的发展重工业的条件。因为它有丰富的石油和水，又有丰富的金属矿床，其中包括铀矿。地球上的铁元素集中在地核，而火星上的铁元素却分布在表面。所以火星像是穿上了一件红色衣裳的姑娘。

累不累，别伤着身子！