地形景觀

        由以往對於火星的觀察 ，讓人印象最深刻的，是 可以直接由中型望遠鏡看到火星兩極的白色極區，以及紅色的表面，這意味著火星的大氣並不濃厚，不像金星一樣遮蓋了整個表面. 火星距離地球的距離，僅次於金星，因此成為不錯的研究題材，利用哈伯望遠鏡做觀測，即可拍到火星表面的影像.  
        在探測船所拍攝的火星照片中，可以看到火星表面有如運河一般的痕跡 ，左邊的照片，為火星中緯度的地區，可以很清楚的看到地表的刻痕.因此在早期的研究中，一度以為火星正面臨著前所未有的乾旱時期，因此智慧生物火星人在表面建構了網狀的輸水網 ，將極區的水運往低緯地區灌溉，不過這個說法已經被推翻了. 經由更精確的照片資料顯示，這些火星的"運河"，可能根本就沒有水的存在. 至目前為止(2001年)，也沒有發現火星上的高等生命活動.
        火星表面地形極富變化，北半球有佔總表面積３０％的年輕低窪平原，南半球是遍佈隕石坑的古老高地，因此是個北低南高的不對稱結構. 在火星的南北兩極 ，有水冰及乾冰堆積而成的巨大極冠. 火星表面的極冠大部份為乾冰所構成的，在夏季時，會發現極冠的乾冰退縮，而冬季時極冠擴張. 地表還有奧林帕斯山以及水手峽谷等大型的地形構造.
        奧林帕斯山為火星表面最巨大的火山 ，高達27公里，足足比地球上最高峰聖母峰高上三倍.  山脈綿延600公里，約為台灣的1.5倍長. 而大型峽谷水手峽谷長超過4000公里，佔火星周長的五分之一. 是非常顯著的大型地形.

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~~火星地表~~

~~心型谷地~~

氣候

火星氣候遠比地球來的暴烈，時速高達600公里的狂風與曾經漫過廣大面積的洪水沼澤遺跡便是明證。
        太空船也偵測到時速達五百公里的暴風，規模比地球的颶風大五倍以上。科學家曾觀測到其中一個颶風，從形成到消失僅36小時，面積從60平方哩暴增至一千平方哩，涵蓋了幾乎整個美國的面積。火星上的砂塵讓暴風更具威力，這些砂塵受到日照後溫度升高，使風速更快。在日出後不久，這些砂塵的溫度便升高了20度以上。
火星上可能曾發生過持續了數個月之久的大洪水，其規模比近年來侵襲地球的洪水大千倍以上。洪水從高大的坑洞中傾瀉而下，沖刷鄰近的平原，巨大的卵石夾雜洪流中在短短幾週內沖出了大峽谷。最後，洪水緩緩分散至盆地間，轉變為泥沼。
        當時巨大的撞擊深入火星表層以下，並造成了一個深達500公尺、坑壁隆起地面的巨大坑洞，地表的水流入洞中，形成了湖，面積與猶他州相近。日久坑洞受到侵蝕，大量的水崩瀉而出，在坑壁邊形成高達一百公尺的大瀑布，以時速200公里的速度傾瀉而下。
        由於火星的地表空氣稀薄，僅約為地球表面空氣密度的百分之一，氣體儲存熱量的能力非常有限，因此晝夜溫差大，夏季白天的溫度可上升至20℃以上，但是到了晚上可降至-90℃以下。在南半球的夏季時節，常產生很劇烈的風暴，主要的原因是南極的CO2冰大量溶化為氣體，造成高壓形成很強的氣流，其風暴的速度可高至每小時100公里以上，而且延續好幾個月，其風暴規模之大甚至涵蓋火星星球很大的表面；根據以往的記錄，從地球對火星的觀察，可看到火星顏色的改變，此乃由於風暴肆虐之故。

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~~氣旋~~

~~火星北極的雲~~

探測任務

火星探測正式展開
        二零零四年一月火星著陸器「精神」號在一月十六日正式展開它的火星探測工作，利用它長長的機械手臂，發掘火星上的泥土，尋找是否有水分存在。
        自從火星著陸器「精神」(Spirit)號在一月十日成功站立起來，它已經離開著陸用的站台，在火星(Mars)上移動，上圖所見，是科學家描述「精神」號在火星活動的情況，「精神」號將會利用機械手臂(robotic arm)，發掘火星上的泥土，並分析岩石的組成，尋找火星是否有水的証據。
       「精神」號機械手臂的照片，這機械手臂類似人類的手臂，是有歷以來太空船最靈巧和高性能的機械手臂；科學家指出，「精神」號上的攝影機，可以拍攝只有頭髮般粗的岩石結構，而「精神」號上的X射線光譜儀器(X-ray spectrometer)，更可分析岩石的組成原素(element)。
        從「精神」號傳送回來的照片，科學家發現火星上的細小微粒，好像粘貼在一起，顯示火星可能曾經有水存在，而水分將泥土粘貼起來。
「精神」號已經在火星停留13火星日(Martian days)，一個火星日是比較地球的一日長三十九分鐘三十五秒，「精神」號將會在著陸的地方活動，探測附近的岩石組成和環境；另一個火星著陸器將會在一月二十五日抵達火星，進行另一項火星探測任務。
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~~火星探測車~~