地球的孪生

地球的孪生兄弟——火星

因为火星与地球环境很像。

火星(mars)是距太阳第4近，也是太阳系中第7 火星

大行星。 公转轨道：离太阳227940000 千米 (1.52 天文单位) 。 太阳系八大行星之一，按离太阳由近而远的次序计为第四颗，比地球小，公转周期约687天，自转周期约24小时37分。 公转周期：686.98天 自转周期：24小时37分22秒 行星直径：6794 千米 质量： 6.4191e20 吨 赤道地表重力加速度： 3.72 m/sec2 赤道逃逸速度： 5.02 km/sec 火星大气密度只有地球的1％，非常干燥，温度低，表面平均温度零下63℃，水和二氧化碳易冻结，高级生命无法生存。

火星被称为战神，这或许是由于它鲜红的颜色而得来的，所以火星有时被称为“红色行星”。（在希腊人之前，古罗马人曾把火星作为农耕之神来供奉。而好侵略扩张的希腊人却把火星作为战争的象征）而月份三月的名字也是得自于火星。 战神玛尔斯及火星符号

火星古称荧惑，这是由于火星呈红色，荧光像火，在五行中象征着火，它的 亮度常有变化；而且在天空中运动，有时从西向东，有时又从东向西，情况复杂，令人迷惑，所以我国古代叫它“荧惑”，有“荧荧火光，离离乱惑。”之意。 火星在史前时代就已经为人类所知。由于它被认为是太阳系中人类最好的住所（除地球外），它受到科幻小说家们的喜爱。但可惜的是那条著名的被罗威尔“看见”的“运河”以及其他一些什么的，都只是如《火星公主》中的Barsoomian公主们一样是虚构的。 火星地貌

第一次对火星的探测是由水手4号飞行器在1965年进行的。人们接连又作了几次尝试，包括1976年的两艘海盗号飞行器（左图为海盗号拍摄的照片）。此后，经过长达20年的间隙，在1997年的七月四日，火星探路者号终于成功地登上火星。 火星的轨道是椭圆形。因此，在接受太阳照射的地方，近日点和远日点之间的温差将近160摄氏度。这对火星的气候产生巨大的影响。火星上的平均温度大约为218K（开尔文，温度单位，即从绝对零度-273.16℃开始的摄氏度）（-55℃，-67℉），但却具有从冬天的140K（-133℃，-207℉）到夏日白天的将近300K（27℃，80℉）的跨度。尽管火星比地球小得多，但它的表面积却相当于地球表面的陆地面积。 除地球，火星是具有最多各种有趣地形的固态表面行星。其中不乏一些壮观的地形： 火星火山（奥林匹斯山）

－ 奥林匹斯山脉：它在地表上的高度有24千米（78000英尺），是太阳系中最大的山脉。它的基座直径超过500千米，并由一座高达6千米（20000英尺）的悬崖环绕着（右图）； － Tharsis: 火星表面的一个巨大凸起，有大约4000千米宽，10千米高； － Valles Marineris: 深2至7千米，长为4000千米的峡谷群（标题下图）； － Hellas Planitia: 处于南半球，6000多米深，直径为2000千米的冲击环形山。 火星表面

火星的表面有很多年代已久的环形山。但是也有不少形成不久的山谷、山脊、小山及平原。环形山的成因有很多：如陨石撞击坑，火山口。 在火星的南半球，有着与月球上相似的曲型的环状高地（左图）。相反的，它的北半球大多由新近形成的低平的平原组成。这些平原的形成过程十分复杂。南北边界上出现几千米的巨大高度变化。形成南北地势巨大差异以及边界地区高度剧变的原因还不得而知（有人推测这是由于火星外层物增加的一瞬间产生的巨大作用力所形成的）。最近，一些科学家开始怀疑那些陡峭的高山是否在它原先的地方。这个疑点将由“火星全球勘测员”来解决。 火星的内部情况只是依靠它的表面情况资料和有关的大量数据来推断的。一般认为它的核心是半径为1700千米的高密度物质组成；外包一层熔岩，它比地球的地幔更稠些；最外层是一层薄薄的外壳。相对于其他固态行星而言，火星的密度较低，这表明，火星核中的铁（镁和硫化铁）可能含带较多的硫。 如同水星和月球，火星也缺乏活跃的板块运动；没有迹象表明火星发生过能造成像地球般如此多褶皱山系的地壳平移活动。由于没有横向的移动，在地壳下的巨热地带相对于地面处于静止状态。再加之地面的轻微应力，造成了Tharis凸起和巨大的火山。但是，人们却未发现火山最近有过活动的迹象。虽然，火星可能曾发生过很多火山运动，可它看来从未有过任何板块运动。 火星

火星上曾有过洪水，地面上也有一些小河道，十分清楚地证明了许多地方曾受到侵蚀。在过去，火星表面存在过干净的水，甚至可能有过大湖和海洋。但是，由于火星引力小，水蒸成气体，这些东西只存在很短的时间，而且据估计距今也有大约四十亿年了。（Valles Marneris不是由流水通过而形成的。它是由于外壳的伸展和撞击，伴随着Tharsis凸起而生成的）。 在火星的早期，它与地球十分相似。像地球一样，火星上几乎所有的二氧化碳都被转化为含碳的岩石。但由于缺少地球的板块运动，火星无法使二氧化碳再次循环到它的大气中，从而无法产生意义重大的温室效应。因此，即使把它拉到与地球距太阳同等距离的位置，火星表面的温度仍比地球上的冷得多。 火星的那层薄薄的大气主要是由余留下的二氧化碳（95.3％）加上氮气（2.7％）、氩气（1.6％）和微量的氧气（0.15％）和水汽（0.03％）组成的。火星表面的平均大气压强仅为大约7毫巴（比地球上的1％还小），但它随着高度的变化而变化，在盆地的最深处可高达9毫巴，而在奥林匹斯山脉的顶端却只有1毫巴。但是它也足以支持偶尔整月席卷整颗行星的飓风和大风暴。火星那层薄薄的大气层虽然也能制造温室效应，但那些仅能提高其表面5℃的温度，比我们所知道的金星和地球的少得多。 冰水层

火星的两极永久地被固态二氧化碳（干冰）覆盖着。这个冰罩的结构是层叠式的，它是由冰层与变化着的二氧化碳层轮流叠加而成。在北部的夏天，二氧化碳完全升华，留下剩余的冰水层。由于南部的二氧化碳从没有完全消失过，所以我们无法知道在南部的冰层下是否也存在着冰水层（左图）。这种现象的原因还不知道，但或许是由于火星赤道面与其运行轨道之间的夹角的长期变化引起气候的变化造成的。或许在火星表面下较深处也有水存在。这种因季节变化而产生的两极覆盖层的变化使火星的气压改变了25％左右（由海盗号测量出）。 但是最近通过哈勃望远镜的观察却表明海盗号当时勘测时的环境并非是典型的情况。火星的大气现在似乎比海盗号勘测出的更冷、更干了。 海盗号尝试过作实验去决定火星上是否有生命，结果是否定的。但乐观派们指出，只有两个小样本是合格的，并且又并非来自最好的地方。以后的火星探索者们将继续更多的实验。 一块小陨石（SNC陨石）被认为是来自于火星的。 1996年8月6日，戴维·朱开(David McKay) 等人宣称，在火星的陨石中首次发现有有机物的构成。那作者甚至说这种构成加上一些其他从陨石中得到的矿物，可以成为火星古微生物的证明。 如此惊人的结论，但它却没有使有外星人存在这一结论成立。自以戴维·朱开发表意见后，一些反对者的研究也被发布。但任何结论都应当“言之有理，言之有据”。在没有十分肯定宣布结论之前仍有许多事要做。 在火星的热带地区有很大一片引力微弱的地方。这是由火星全球勘测员在它进入火星轨道时所获得的意外发现。它们可能是早期外壳消失时所遣留下的。这或许对研究火星的内部结构、过去的气压情况，甚至是古生命存在的可能都十分有用。 在夜空中，用肉眼很容易看见火星。由于它离地球十分近，所以显得很明亮。迈克·哈卫的行星寻找图表显示了火星以及其它行星在天空中的位置。越来越多的细节，越来越好的图表将被如星光灿烂这样的天文程序来发现和完成。

那里可以找到教版五年级下册第六课 火星---地球的孪生兄弟第二课时的说课稿

火星与地球之间尽管相隔数千万公里的空旷空间，却与地球有着很多神秘的共同之处：它也是一颗固态的岩质行星，半径大约是地球的一半，但体积大约只有地球的1/7；火星上也有两个白色皑皑的极冠，这两块区域冬季增大、夏季消融缩小，与地球极为相似。此外，火星上面也同样有高耸的山脉、幽深的峡谷、飘荡的白云、怒吼的风暴，它与地球一样也是四季分明，甚至一天也是24小时。因此，它被人们称为地球的“孪生兄弟”，与地球一起被认为是太阳系内生命可栖居区域。 仅仅在100多年前，人们还普遍相信火星上存在高级智慧生命，有关“火星上的运河”、“火星人大战”、“火星上的狮身人面像”等等的猜测与幻想很多年来一直不绝如缕。但人们对火星的了解越多，人们的失望也就越大。自从上世纪60年代以来，人类已向火星发射了30多个探测器，不仅没有找到智慧生命的踪迹，而且连最简单的微生物也没有找到。火星探测器带给我们的讯息是：火星是一个布满了大小石块的沙漠星球，其表面是一片荒凉、寒冷和死寂的世界，没有一丝生命的气息！这颗与地球如此相似的星球为何最终没有像地球那样孕育出纷繁复杂的生命？在数十亿年前的早期，它有过生命活动的迹象吗？如果有，那么是什么原因使生命的进程被打断？更深层的问题是：在广阔的宇宙中，只要是与地球相似的星球，就必然会产生生命吗？如果真是这样，那么火星为什么给我们提供了一个反证？生命究竟是偶然还是必然？通过对火星和地球截然相反的命运的比较，我们或许能够更好地揭开宇宙生命之谜。两颗洪水泛滥的星球50亿年前，在银河系一个旋臂上，有一块星际气体云坍缩了。这次宇宙中毫不起眼的坍缩事件最终创造了宇宙亘古未有的奇迹——智慧生命。这块星际气体云核心的温度很快上升到1000万K，接着燃烧成一颗**的恒星——这就是我们的太阳。围绕太阳旋转的大量宇宙尘粒依靠引力逐渐聚集成团，然后形成了太阳系的九大行星，其中有两个相互靠得很近、禀性相同的兄弟——地球与火星。在诞生之初，这兄弟俩都遭遇了相同的命运。初生太阳系内有无数大大小小的岩石在四处游荡，肆意撞击着尚在襁褓中的行星。巨大的碰撞对这两颗行星来说都是家常便饭，每月至少发生一次。碰撞后抛射出去的烟雾与尘埃遮天蔽日，笼罩在行星上空，久久不能散去。据估计，在太阳系行星形成后，陨石风暴前后延续了约7亿年。直到今天，在砂砾遍地、荒凉沈寂的火星表面，还遍布着遭陨星袭击后形成的坑坑洼洼，但地球上的陨石坑已被长时间的风蚀和水蚀消磨掉了。那时，两颗行星都是没有水、没有生命、漆黑一团、异常酷热的行星。乍看起来，它们都没有形成生命的可能性。然而，陨石通常都含有丰富的水分，正是这持续了数亿年的陨石风暴为两颗行星带来了最初的水气。随后，两颗炽热的星球都经历了频繁的火山活动。火山爆发时，岩浆铺满了较低的盆地，大量气体从岩浆中释放出来，与陨石留下的水气混合，在两颗行星上空形成了饱含水分的原始大气层。原始大气层形成以后，随着两颗行星的温度逐渐降低，某些气体就会冷凝成雨，分别在两颗星球上产生了最早的海洋。火星因为在地球的外侧，受到陨石的撞击比地球还多，得到的水气也比地球多得多。因此，火星早期的水比地球丰富得多。据估计，火星上海洋的深度曾经平均可达10万米深，比现在地球海洋平均5000米的深度要深出20倍。作为火星上曾经洪水泛滥的证据，火星表面现在布满了纵横交错的沟壑，很可能是干涸的河床。它们多达数千条，长度从数百公里到1万公里以上，宽度也可达几公里到几十公里，蜿蜒曲折，极为壮观。它们主要集中在火星的赤道区域附近。河床的存在使科学家们认为，现在干燥异常的火星曾经有过大量的水。而火星两极至今仍有残存的干冰和水冰，这些水冰如果全融化，可在火星表面形成10米的均匀水层。生命的曙光同时出现在数亿年不断绝的陨石雨中，与水分子相伴同行的是孕育生命的有机分子，它们不仅投向了地球的怀抱，也同样投向了火星的怀抱——在太阳系初期变化剧烈的环境中，生命的曙光同时出现在火星与地球上。这些有机分子是生命的“种子”，它们需要什么样的条件才能在一个星球上生根发芽、茁壮成长呢？液态水是生命产生的先决条件，其它都是次要的。因为水能溶解各类化学物质，使分子能亲密接触，进行化学反应，制造生命所需蛋白质，并能运输养分，排泄废物。更重要的是，水能被分解成氢和氧，直接参与生物化学分子反应，成为生命不可或缺的一部分。别的液体能代替水吗？土星的土卫六上有石油类海洋，海王星的海卫一上有液态氮海洋，别的行星上还有硫酸、液态氨、液态甲烷等海洋。但这些液体参与基本生命化学反应的能力有限，更谈不上参加制造复杂的蛋白质和遗传基因了。因此，维持生命，一定需要水，离开水，生命就无法起源和演化。以“水淋淋”来形容生命核心和组织环境，最恰当不过。作为典型例证，我们知道，人体内有70%是水分，即使是地球上最简单的生命大肠杆菌，水也占其总重量的70%。水与生命的分子同时落到两个星球上，这一切表明，在创造生命的历程中，火星与地球曾站在同一起跑在线。但火星与地球生命故事的相同之处，至此结束。从这点起，火星与地球开始分道扬镳，各奔前程。火星上水与气的大逃亡太阳系共有四大颗岩石行星——水星、金星、地球与火星，火星是距太阳最远的岩石行星。火星之外，是小行星带，再向外走，除冥王星外，其余的木星、土星、天王星、海王星皆为巨无霸的气体行星。木星强大的引力很可能掠夺了火星轨道上的部分原始材料，使它先天营养不良，长成一个有厚厚的地壳和像小铁球一样的核心的小矮个。由于天生瘦弱，火星在与地球进行的生命竞赛中，很快就处于下风。40多亿年前，初生火星的材料正在进行大分化，重金属类如铁等，向火星地心沈积，轻的物质如二氧化碳、水等，向火星地表之上浮离，而大量氢气因为最轻，所以一直窜升到外大气层。由于瘦弱的火星其重力场仅为地球的38%，平均逃逸速度仅需约每秒5公里(相比之下，地球的平均逃逸速度为每秒11.2公里)，因此火星上的氢气在初生太阳猛烈的紫外线照射下，取得足够的能量，很容易就达到脱离火星的速度，一去不复返。众多逃离的氢原子汇合成一股巨大的朝火星外喷射的气流，还同时拖走了更多的其它成分的大气，造成火星大气集体逃亡潮。数亿年的陨石雨给火星带来了大量的水，但这些水来得快，去得也急，很快又被火星大气裹挟着逃向太空。每次陨石碰撞火星，虽然也带来一些水，但其产生的能量也使火星上原有的水大量汽化，并激起一股高速反弹的气流，轻易逃离火星。更厉害的是陨石以接近切线的角度撞上火星，火星像是在胃部被重重击上一拳，向外层空间做抽搐性疯狂大呕吐。专家称这种由陨石碰撞造成的行星水损耗现象，为碰撞侵蚀。很可能，在最初的7亿年中，火星处于既是大得水又是大失水的时期。

五年级语文下册 第06课：这是一篇科普说明文，是学生在小学阶段所遇到的第一篇纯粹意义上的，离学生生活距离太远，他们理解起来有难度，读起来比较枯燥。其中所介绍的火星，以其神秘的面纱，让教师望“文”兴叹，让学生也是遥不可及。

这是一篇科普说明性的文章，课题通俗易懂，以形象的比喻“孪生兄弟”揭示火星与地球的关系，从而直接传递给读者文的重点内容即围绕此展开。全文围绕“为什么把地球和火星称为孪生兄弟”以及由此而衍生出的火星上水的来源以及水为什么没能留住，揭示两者的相似及不同之处，激发学生探索宇宙奥秘的兴趣，培养热爱科学研究的志向。

课文的第一段，围绕“孪生兄弟”展开。先说诞生于：“40多亿年前”再说相似：“这兄弟俩长得太像了——同样有南极、北极，同样有高山、峡谷，同样有白云、尘 暴和龙卷风，同样是四季分明，甚至连一天的时间都差不多。”四个“同样”难怪，人们把地球和火星称为太阳系中的“孪生兄弟”，并由此推测，“火星也和地球一样有水和生命存在。”

这是全文的核心问题。这里的推测是有根据的猜测，也是科学研究最重要的一个步骤。有时“提出恰当的问题比获得半个正确答案还重要”。

文章的二到八段分两个方面展开具体验证。一方面是水。首先是证明火星曾经有水。根据有二：一是火星照片，二是岩石钻孔分析。接着证明火星上水是从哪里来的呢？这是一个设问句，下面写水的来源，这里也提出了两种可能：一、“也许是持续了数亿年的彗星和陨石风暴，给兄弟俩送去了最初的水。”二、可能“在兄弟俩诞生之初，水的成分就已经潜藏在一些矿物中了。当火山爆发时，这些矿物便分离出水，随着熔岩释放出来。”设问的使用使得文章的条理更加得清晰，纲目分明。

本文最精妙的地方还在于遣词造句的科学严谨，这两个水的来源都用了比较模糊的词语“也许”“可能”来推断，因为我们并没有真正地踏上火星，所有的这些都是据理推测，并没有绝对的把握。再写火星上留不住水的原因：火星本身的缺陷导致了这个结果——火星比地球小得多，对物体的吸引力也小得多。使得火星表面的水“集体大逃亡”。“大逃亡”这个比拟放在这里也很贴切，使得原本严肃的科普短文多了一些随和、温暖。这一点从课题“孪生兄弟”上也可以看出。这些都让这一类的说明文多了一定的可读性，文章也更生动有趣了。

作为一篇科普说明文，本文一改严肃面孔，通过生动形象的语言，如：“孪生兄弟”、“兄弟俩”、“长得太像了”、“家常便饭”、“致命缺陷”、“一去不复返”、“集体大逃亡”、“裹挟着逃向”等，迅速拉近了文本与读者的距离，比拟手法的运用，使学生在“温暖”的语言环境中轻松地获得对复杂科学问题的认识。

《火星——地球的“孪生兄弟”》