火星上的天空是什么顏色？

熊鷹+玲子

這是美國宇航局公布的由火星探測器“機遇號”在火星表面拍攝的高清廣角圖片。

眾所周知，地球的天空是藍色的，月球的天空是黑色的，那么火星的天空是什么顏色呢？有人猜測，會不會和那里的地表一樣都是紅色？

然而，從海盜號與探路者號火星探測器發回來的照片來看，并非如此。實際上，火星的天空通常呈現黃褐色，在清晨和黃昏的時候則稍微帶有一些粉紅色。

為什么會這樣呢？其實，這和我們看到藍色的地球天空是一樣的道理。首先我們要明白，事物之所以會顯現出各種各樣的顏色，是因為陽光照射在其表面所致。白色的陽光是由多種顏色混合而成，例如赤、橙、黃、綠、青、藍、紫。太陽光照射下來時需要先穿過包裹在地球表面的厚厚大氣層，大氣中有著許許多多漂浮著的微小顆粒，其中既有氮氣和氧氣這樣的氣體分子，也有我們肉眼看不見的固體顆粒懸浮物。

英國物理學家瑞利發現，半徑比光或其他電磁輻射的波長小很多的微小顆粒會對入射光束進行散射，散射光的強度與入射光波長的4次方成反比，這種散射效應在氣體中最為顯著。簡單來講，波長較短的藍光比波長較長的紅光更易散射。因此，當太陽光穿過地球大氣層時，散射效應最明顯的藍光就會發散開來，使我們看到了藍色的天空。

現在，讓我們把目光放回到紅色星球火星上來。由于火星上氣壓較低，因此非常容易產生塵暴，這就導致大量的塵埃長期漂浮在稀薄的大氣中，并對火星大氣的顏色起主導作用。根據海盜1號的探測，這些塵埃中大部分是褐鐵礦，此外還有大約1%的磁鐵礦。其大小不等，從小于可見光波長（0.4-0.7微米）到數十微米大的都有。

總體來看，小于可見光波長的氣體微粒與塵埃并不是特別多，因此瑞利效應在火星大氣中并不明顯。較大直徑的顆粒則適用于米氏散射理論，即其會對不同波長的光線作均勻散射，使得天空呈現出類似地球上云朵一樣的白色來。不過由于這些塵埃粒子還會吸收藍光，其最終結果就是形成了類似于黃褐色的火星天空。在清晨和黃昏時段，則由于太陽光從地平線照射過來的路徑比較長，紅色部分的散射效應會占據主導地位，從而使得這個時候火星上的天空看上去是粉紅色或紅色。這與我們在傍晚往往看到橙色的地球天空是同樣的道理。

值得一提的是，在火星上部分大氣塵埃含量較少的區域，那里的天空和地球上一樣呈現出藍色，并被稱為“藍霾”。假設火星上沒有那么多塵暴的話，由于其稀薄的大氣，則會形成類似于地球上高緯度地區那種深藍色的天空。

之前人們一直認為火星就是紅色的，但是科學家的解答顯然修正了人們對火星認識方面的一些誤區。隨著研究的深入，我們還會了解更多關于火星的知識。