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Title: 地球 (Earth)
Section: 物理特性
Subsection: 地球內熱

地球內部產生的熱量中，吸积殘餘熱約佔20%，放射性衰變熱則佔80%。地球內的產熱同位素主要有钾-40、鈾-238、鈾-235及钍-232。地心的溫度最高可达6,000 °C（10,830 °F），壓強可达360 GPa。因為許多地熱是由放射性衰變而來，科學家推測在地球歷史早期、在半衰期短的同位素尚未用盡之前，地球的內熱可能產生得比現在更多，在30億年前可能是現在的二倍。因此當時延著地球半徑的溫度梯度會更大，地幔對流及板塊構造的速率也更快，可能生成一些像科马提岩之類，以現在地質條件難以生成的岩石。地球表面平均散热功率密度为87 mW m−2，整个地球內部散热总功率为4.42 × 1013 W。地核的部分热量通过高温熔岩向上涌升传到地壳，这种熱对流叫做地函熱柱。因此地函會出現熱點及溢流玄武岩。地球的熱能还會在板块构造中通过地函逐步上昇到中洋脊而流失。另一种熱能流失的主要方式是藉由岩石圈的熱傳導，主要發生在海底，因為海底的地殼比陸地的要薄。
Title: 地球 (Earth)
Section: 物理特性
Subsection: 板块构造

位于地球外层的刚性岩石圈分成若干板塊。這些板塊是剛性的，板塊之间的相對運動发生在以下三種邊緣：其一是聚合板塊邊緣，在此二個板塊互相靠近；其二是分離板塊邊緣，在此二個板塊互相分離；其三是轉形板塊邊緣，在此二個板塊互相橫向錯動。在這些板塊邊緣上，會出現地震、火山活動、造山運動以及形成海沟。這些板塊漂浮在軟流圈之上。隨著板塊飄移，海洋板塊俯冲到聚合板塊邊緣的前緣下方。同時，地幔物質於分離板塊邊緣上升至地壳，產生了中洋脊。這些過程使得海洋地殼一边从地幔中不断产生，一边不斷地回收到地幔中，因此海洋地殼的年齡大多低於1億歲。現今最古老的海洋地殼位於西太平洋地區，其年齡估計約為2億歲。相較之下，最古老的大陆地壳年齡約為40.3億歲。目前地球的主要板块为太平洋板塊、北美洲板塊、歐亞大陸板塊、非洲板块、南極洲板塊、印度-澳洲板塊以及南美洲板块。另外還有阿拉伯板块、加勒比板块、位於南美洲西海岸外的纳斯卡板块以及位於南大西洋的斯科舍板块等板塊比較有名。印度-澳洲板塊是澳洲板塊與印度板塊在5,000萬至5,500萬年前融合形成的。在这些板块中，大洋板塊位移速率快，大陆板块移动速率慢：属于大洋板块的科科斯板块位移速率為每年75毫米，太平洋板塊則以每年52至69毫米的速率位移；而属于大陆板块的歐亞大陸板塊，平均以約每年21毫米的速率行進。
Title: 地球 (Earth)
Section: 物理特性
Subsection: 地貌

地球表面积总计约5.1亿平方公里，约70.8%的表面积由水覆盖，大部分地壳表面（3.6113亿平方公里）在海平面以下。海底的地壳表面具有多山的特征，包括一个全球性的中洋脊系统，以及海底火山、海沟、海底峡谷、海底高原和深海平原。其余的29.2%（1亿4894万平方公里，或5751万平方英里）为不被水覆盖的地方，包括山地、盆地、平原、高原等地形。地球的地表受到构造和侵蚀作用，经历了長時間的重塑。板块构造运动会改变地貌，大风、降水、热循环和化学作用对地表的侵蚀也会改变地貌。冰川作用、海岸侵蚀、珊瑚礁的形成，以及大型陨石的撞击都會對地貌的重塑產生影響。地球表面的岩石按照成因大致可分为三类：火成岩、沉积岩和变质岩。火成岩是由上升至地表的岩浆或熔岩冷却凝固而形成的一种岩石，又称岩浆岩，是构成地壳主要岩石。火成岩按照成因又可分大致分为两类：一是岩浆侵入地表形成的侵入岩，按照形成位置的不同可分为深成岩和浅成岩，常见的花岗岩就是一种侵入岩。二是岩浆喷出地表形成的喷出岩，又名火山岩，例如安山岩、玄武岩。大陆地壳主要由密度较低的花岗岩，安山岩构成，海洋地壳主要由致密的玄武岩构成。沉积岩是由堆积、埋藏並紧密结合在一起的沉积物形成的。近75%的大陆表面被沉积岩覆盖，虽然他们只形成了约5%的地壳，变质岩是从原有的岩石通过高压高温的環境变质而形成的一种岩石，如大理石。地球表面最丰富的硅酸盐矿物有石英、长石、角闪石、云母、辉石和橄榄石等。常见的碳酸盐矿物有方解石（发现于石灰石和白云石）等。土壤圈是地球陆地表面的最外层，由土壤所組成，並为土壤形成过程所影響。耕地占地表总面积的10.9%，其中1.3%是永久耕地。接近40%的地表用于农田和牧场，包括1.3×107平方公里的农田和3.4×107平方公里的牧场。地表最低處位于西亚的死海，海拔约为-420米，海拔最高点位于中国和尼泊尔边境的喜马拉雅山脉的珠穆朗瑪峰，海拔超过8848米。海平面以上的平均海拔为840米。傳統上，地球表面被分為七大洲、四大洋和不同的海域。也會以極點為中心將地球分為南半球和北半球兩個半球，以經度分為東半球和西半球，或大致按照海陆分布分为水半球和陆半球。
Title: 地球 (Earth)
Section: 物理特性
Subsection: 水圈

在太阳系中，表面为大面积的水域所覆盖是地球有别于其他行星的显著特征之一，地球的别称“蓝色星球”便是由此而来的。地球上的水圈主要由海洋組成，而陸海、湖泊、河川以及可低至2,000公尺深的地下水也占了一定的比例。位於太平洋馬里亞納海溝的挑战者深渊深達10,911.4米，是海洋最深處。地球上海洋的总質量约为1.35×1018吨，相當於地球總質量的1/4400。海洋覆蓋面積為3.618×108平方公里，平均深度為3682米，总體積约为1.332×109立方公里。如果地球上的所有地表海拔高度相同，而且是個平滑的球面，則地球上的海洋平均深度會是2.7~2.8公里。地球上的水約有97.5%為海水，2.5%為淡水。68.7%的淡水以冰帽和冰川等形式存在。地球上海洋的平均鹽度約为3.5%，即每公斤的海水約有35公克的鹽。大部分鹽在火山的作用和冷卻的火成岩中产生。海洋也是溶解大氣氣體的貯存器，這對於許多水生生命體的生存是不可或缺的。海洋是一個大型儲熱庫，其海水對全球氣候造成了显著的影響。海洋溫度分布的變化可能会对天氣變化造成很大的影响，例如厄尔尼诺-南方振荡现象。受到地球行星风系等因素的影响，地球上的海洋有相对稳定的洋流，洋流主要分为“暖流”和“寒流”，暖流主要对流经的附近地区的气候起到“增温增湿”的效果，寒流則反之。
Title: 地球 (Earth)
Section: 物理特性
Subsection: 大氣圈

地球表面的平均气压為101.325千帕，大氣標高約8.5公里。地球的大氣層為由78%的氮氣、21%的氧氣、混合微量的水蒸气、二氧化碳以及其他的氣態分子所構成。对流层的高度隨著緯度的變化而異，位於赤道附近的對流層高度則高達17公里，而位於兩極附近的對流層高度僅8公里，对流层的高度也會隨著天氣及季節因素而變化。地球的生物圈对地球大气层影響显著。在27亿年前光合作用开始产生氧气，最终形成现在主要由氮、氧组成的大气。这一变化使好氧生物能够繁殖，随后大气中的氧气转化为臭氧，形成臭氧层。臭氧层阻挡了太阳辐射中的紫外线，地球上的生命才得以存续。对生命而言，大气层的重要作用还包括运送水汽，提供生命所需的气体，让流星体在落到地面之前烧毁，以及调节温度等。大气中某些微量气体分子能够吸收从地表散发的长波辐射，从而升高地球平均温度，是为溫室效應。大气中的温室气体主要有水蒸氣、二氧化碳、甲烷和臭氧。如果地球沒有溫室效應，則地表平均溫度將只有−18°C（现在是+15°C），生命就很可能不存在。
Title: 地球 (Earth)
Section: 物理特性
Subsection: 大氣圈

=地球的大气层並無明確边界。离地表越远，空氣越稀薄，最后消失在外太空。大气层四分之三的质量集中在离地表11公里的对流层。来自太阳的能量将地表和上面对流层中的气体加热，空气受热膨胀，因密度减小而上升，周围较冷、密度较高的气体填补过来，形成了大氣環流。這使得热量重新分布，并产生各种天气现象和气候条件。主要的大氣環流带有纬度30°以下赤道地区的信風和纬度30°到60°之间的中纬度西風帶。决定气候的重要因素还有洋流，尤其是将热量从赤道海域带往极地地区的溫鹽環流。地表蒸发的水蒸气也通过大氣環流来运送。如果大气环境适合，温暖湿润的空气上升，然后其中的水汽凝结，形成降水落回地面。降水中的大部分通过河流系统流向低海拔地区，通常会回到海洋中或者聚集在湖泊裡。这种水循环是地球能维持生命的重要原因，也是地表构造在漫长地质时期受到侵蚀的主要因素。各地降水量大相径庭，从一年数千毫米到不到一毫米都有。一个地区的平均降水量由大氣環流、地貌特征和气温差异共同决定。地球表面获得的太阳能量随纬度增高而递减。高纬度地区太阳照射地面的角度较小，阳光必须通过的大气层较厚，因此年平均气温较低。纬度每增高1度，海平面处的年平均气温就降低大约0.4 °C（0.7 °F）。地球表面可分为气候大致相似的若干纬度带，从赤道到两极依次是热带、亚热带、温带和極地气候。根据各地气温和降水量的异同可以划定不同的气候类型。常用的柯本气候分类法将全球气候分为五大类：A类熱帶氣候，B类干旱气候，C类温带气候，D类冷温带气候，E类极地气候和高山气候，每个大类被进一步分为若干小类。纬度并非决定气候的唯一因素。由于水的比热比岩土的比热大，海洋性气候往往比大陆性气候更为温和。事实上，南半球处于夏季时地球离太阳更近，导致南半球全年接受到的辐射总量比北半球多。若不是南半球的水域面积比北半球更大，多出的水域吸收了多余的辐射，南半球的平均气温将比北半球高2.3 °C。大气环流和洋流的影响同样重要。在高緯度地區，受到暖流和西风的作用，大陆西岸的气候往往比同纬度内陆及大陆东岸的气候更为温和。北欧北部处于北极圈内，气候却比较适宜。纬度较低的加拿大北部及俄罗斯远东地区反而呈现寒冷的极地气候。在南美洲低纬度地区的西岸，受到秘鲁寒流的影响，夏季没有酷暑。此外，气候还与高度有关，海拔越高，气候越寒冷。1913年於美国加利福尼亞州死亡谷國家公園內的爐溪谷地所測得的56.7 °C（134.1 °F）為地球目前所測得的最高氣溫；而1983年於南极洲沃斯托克站所測得的−89.2 °C（−128.6 °F）為地球目前所測得的最低氣溫，但遥感卫星曾在东部南极洲测到低至−94.7 °C（−138.5 °F）的温度。这些氣溫仅仅是自20世纪以来使用现代仪器测量到的，可能尚未完整体现地球氣溫的范围。
Title: 地球 (Earth)
Section: 物理特性
Subsection: 大氣圈

=在對流層的上方，相对高层的大氣层通常分為平流層、中間層、熱層和散逸层，每一层温度随高度的变化规律都不同。平流層上部是臭氧层，能部分吸收太阳射向地表的紫外线，这对地球上的生命很重要。这也使得平流层中温度随高度的增加而增加。中间层中温度则随高度增加而下降。在热层中，由于气体原子对太阳辐射中短波成分有强烈吸收，温度随高度的增加急剧上升。在热层上部由于空气稀薄，温度较高，气体分子会发生电离，形成等离子体，构成电离层。散逸层向外延伸，愈发稀薄，直到磁层，那里是地磁场和太阳风相互作用的地方。距地表100 km的高空是卡門線，实践中认为它是大气层和外层空间的分界。由于热运动，大气层外缘的部分分子速度可以大到能够摆脱地球引力。这会使大气气体缓慢但持续地散失到太空中。因为游离的氢分子量小，它更容易达到宇宙速度，散逸到外太空的速率也更快。其中在氢气散失方面，是地球大气以及表面从早期的还原性变为现在的氧化性的原因之一。虽然光合作用也提供了一部分氧气，但是人们认为氢气之类的还原剂消失是大气中能够广泛积累氧气的必要前提，因此也影响了地球上出现的生命形式。雖然大气中的氧气和氢气可转化为水，但其損失大部分皆來自甲烷在高層大氣的破壞。
Title: 地球 (Earth)
Section: 物理特性
Subsection: 磁场

地球内部及周围空间中存在着靜磁場。根据静磁场的多极展开，如果把地球近似看作一个磁偶极子，它的磁矩大小为7.91 × 1015 T m3，地磁轴方向與地轴近似重合但有少许偏离，两者的夹角被称为地磁偏角。在垂直平分地磁轴的平面和地球表面相交形成的“地磁赤道”圈上，磁感应强度约为3× 10−5 T，在地磁轴与地球表面相交形成的地磁極处，磁感应强度约为地磁赤道处的两倍。根据发电机假说，地磁主要来自于地核中铁、镍构成的导电流体的运动。在地核的外核中，炽热的导电流体在从中心向外对流的过程中受到地转偏向力的作用形成涡流，产生磁场。而涡流产生的磁场又会对流体的流动产生反作用，使流体的运动乃至其产生的磁场近似保持稳定。但由于对流运动本身是不稳定的，地磁轴的方向会缓慢、无规律地发生变化，导致地磁逆轉。地磁逆转的周期不固定，每一百万年可能会发生数次逆转，最近的一次则发生在78万年前，被称为布容尼斯－松山反轉。地磁在太空的影響範圍称为磁層。太陽風的離子與電子被磁層偏轉，因此无法直接襲擊地球。太陽風的壓強會把磁層靠近太陽的區域壓縮至10個地球半徑，而遠離太陽的區域會延伸成長尾狀。太陽風以超音速吹入磁層向阳面，形成弓形震波，太陽風速度因此減慢，一部分動能轉換為熱能，使得附近區域溫度升高。在電離層上方，磁層中的低能量帶電粒子形成電漿層，其運動受地磁場主導。由於地球的自轉會影響電漿的運動，因此電漿層會與地球共轉。磁層中能量居中的粒子繞地軸旋轉流動，形成環狀電流。帶電粒子除了沿著磁場線作螺旋運動外，還會在地磁場的梯度與曲率作用下产生定向漂移，電子向東漂移，正離子向西漂移，因此形成環狀電流。范艾伦辐射带是兩層狀似甜甜圈的輻射區域，內層主要是由高能量質子與電子所形成，而外層還含有氦等较重的離子。這些高能量粒子都被磁場俘獲於並且以螺旋形式沿著磁場線移動。當发生磁暴時，帶電粒子會從外磁層沿著磁場線方向偏轉進入電離層，并在這裡與大氣層原子發生碰撞，將它們激發與離子化，这时就产生了极光。
Title: 地球 (Earth)
Section: 地球的运动
Subsection: 自轉

地球相對於太陽的平均自轉週期称为一个平太陽日，定义為平太陽時86,400 秒（等于SI86,400.0025 秒）。因為潮汐減速的緣故，現在地球的太陽日已經比19世紀略長一些，每天要長0至2 SI ms。國際地球自轉服務（IERS），以國際單位制的秒为單位，测量了1623年至2005年和1962年至2005年的时長，确定了平均太陽日的长度。地球相對於恆星的自轉週期，稱為一个恆星日，依據IERS的測量，1恆星日等于平太陽時（UT1）86,164.098903691 秒，即23h 56m 4.098903691s。天文学上常以地球相對於平春分點的自轉週期作為一个恆星日，在1982年是平太陽時（UT1）86,164.09053083288 秒，即23h 56m 4.09053083288s。由于春分點会因為歲差等原因而发生移动，这个恆星日比真正的恆星日短約8.4毫秒。从地球上看，空中的天體都以每小時15°，也就是每分鐘15'的角速度向西移動（低軌道的人造衛星和大氣層內的流星除外）。靠近天球赤道的天體，每兩分鐘的移動距离相當於地球表面所見的月球或太陽的視直徑（两者幾乎相同）。
Title: 地球 (Earth)
Section: 地球的运动
Subsection: 公轉

地球绕太陽公轉的軌道與太陽的平均距離大約是150 × 106公里（93,000,000英里），每365.2564平太陽日轉一圈，稱為一恆星年。公轉使得太陽相對於恆星每日向東有約1°的視運動，每12小時的移動相當於太陽或月球的視直徑。由於這種運動，地球平均要24小時，也就是一个太陽日，才能繞軸自轉完一圈，讓太陽再度通過中天。地球公轉的平均速度大約是29.8 km/s（107,000 km/h），7分鐘內就可行進12,742 km（7,918 mi），等同於地球的直徑的距離；約3.5小時就能行進約384,000 km（239,000 mi）的地月距離。在現代，地球的近日點和遠日點出現的時間分別出現於每年的1月3日和7月4日左右。 由于进动和轨道参数变化带来的影响，这两个日期会随时间变化。这种变化具有周期性的特征，即米蘭科維奇循環。地球和太陽距離的變化，造成地球從遠日點運行到近日點時，獲得的太陽能量增加了6.9% 。因為南半球總在每年相同的時間，當接近近日點時朝向太陽，因此在一年之中，南半球接受的太陽能量比北半球稍多一些。但這種影響遠小於軸向傾斜對總能量變化的影響，多接收的能量大部分都被南半球佔有很高比例的海水吸收掉。相對於恆星背景，月球和地球每27.32天繞行彼此的質心公轉一圈。由於地月系统共同繞太陽公轉，相邻两次朔的间隔，即朔望月的週期，平均是29.53天。從天球北極看，月球環繞地球的公轉以及它們的自轉都是逆時針方向。從超越地球和太陽北極的制高點看，地球也是以逆時針方向環繞著太陽公轉，但公轉軌道面（即黃道）和地球赤道并不重合——黄道面和赤道面呈现23.439281°（约23°26'）的夹角，该角也是自转轴和公转轴的夹角，被称为轨道倾角、转轴倾角或黄赤交角。而月球繞地球公轉的軌道平面（白道）与黄道夹角5.1°。沒有這些傾斜，每月就會有一次日食和一次月食交替發生。地球的引力影响范围（希爾球）半徑大約是1.5 × 106公里（930,000英里）。這是地球的引力大於太陽和更遙遠行星的最大距離。天體必需進入這個範圍內才能環繞著地球運動，否则其軌道會因太陽引力攝動而变得不稳定，并有可能脱离地球束缚。包括地球在内的整个太陽系，在位於銀河平面上方約20 光年的獵戶臂內，以28,000 光年的距離環繞著銀河系的中心公轉。1990年，旅行者1号從6.4 × 109公里（4 × 109英里）拍攝到了地球的图像（暗淡藍點）。
Title: 地球 (Earth)
Section: 地球的运动
Subsection: 倾角

轨道倾角的存在使得地球绕太阳公转时，太阳直射点在南回歸線和北回归线之间周期性地变化，其周期为一个回归年，时长为365.24219个平太阳日（即：365天5小时48分45秒）。地球上不同纬度地区昼夜长短和太阳高度角随之变化，进而使得这些地区一日之内接受到的太阳辐射总量发生变化，导致季节变化。当北极点相对于南极点离太阳更近时，太阳直射点位于北半球，此时北半球昼长夜短，太阳高度角较大，为夏半年；南半球昼短夜长，太阳高度角较小，为冬半年；反之亦然。在北回归线以北的北温带，太阳总是从东南方向升起，向西南方向落下；在南温带，太阳则是从东北方向升起，向西北方向落下。在南、北半球各自的夏半年中，纬度越高，昼越长，夜越短，在極圈内可能出现全天都是白昼的情形，称为极昼。在极点附近，夏半年的6个月都是极昼；冬半年纬度越高，昼越短，夜越长，极圈内可能出现全天都是黑夜的情形，称为极夜。极点附近冬半年均为极夜。在一个回归年内，太阳直射点在南北回归线之间移动。直射点落在北回归线、南回归线上的事件合称“二至”。直射点会两次越过赤道，称为“二分”。在北半球，冬至出现在每年的12月21日前后，夏至出现在6月21日左右，春分通常出现在3月20日，秋分通常出现在9月22日或9月23日。在南半球，春分、秋分；夏至、冬至的日期正好与北半球相反。由于地球不是理想的球体，而黄道面、白道面和赤道面都存在交角，太阳和月球对地球施加的力矩有垂直于自转角动量的分量，使得地球在自转的同时会发生進動，其周期为2.58万年，从而导致了恒星年和回归年的差异，即“岁差”。地球的倾斜角几乎不随时间变化而改变，但由于日月相对地球的位置不断变化导致地球受到的外力发生变化，地球在自转、进动时倾斜角仍然会有轻微、无规则的章動，其最大周期分量为18.6年，与月球交點的进动周期一致。地球也不是理想的刚体，受到地质运动、大气运动等作用的影响，地球的质量分布会发生变化，自转极点相对于地球表面同样也会有轻微的漂移，每年极点的位置会变化数米，自1900年以来，极点大约漂移了20米。这种漂移被称为极移。极移是一种準周期运动，主要的周期分量包括一个周期为一年的运动和一个周期为14个月的运动。前者通常被认为与大气运动有关，后者被称为錢德勒擺動。由于地球的自转角速度比月球和地球的公转角速度都大，受到潮汐摩擦的影响，地球的自转角速度随着时间变化缓慢减小，换言之，一天的时间逐渐变长。
Title: 地球 (Earth)
Section: 适居性

行星若能维持生命延續，就可称为适居的，即使生命并不起源于那里。地球能提供液态水，复杂的有机分子可在其中组装合成并相互作用，还有足够的能量来维持新陈代谢。地球到太阳的距离恰好处于适居带，其公转轨道偏心率、自转速率、轴向倾斜、地质历史、大气成分和能起保护作用的磁场造成地球表面现在的气候条件主因。
Title: 地球 (Earth)
Section: 适居性
Subsection: 生物圈

在行星的生态系统中生活的所有生物之总体称为行星生物圈。地球的生物圈从35亿年前开始演化，並分成了多个生物群系，每个生物群系中生活的动植物种类基本相同。陆地上的生物群系主要用纬度、海拔和湿度区分。極圈凍原、高山凍原和极度干旱地区的生物群系中动植物稀少，生物多样性较低；而位于赤道的热带雨林中物种极为丰富，生物多样性较高。
Title: 地球 (Earth)
Section: 适居性
Subsection: 自然资源与土地使用情况

地球蕴藏着各种自然资源供人类开采利用。其中很多是如化石燃料一类的不可再生能源，这些资源的再生速度非常缓慢。化石燃料大多从从地壳中获得，例如煤、石油和天然气。人类主要用这些化石燃料来获得能源和化工生产的原料。矿石形成于地壳的成矿过程，成矿过程由岩浆活动、侵蚀和板块构造导致。地球生物圈可產生許多對人類有益的生物製品，包括食物、木材、藥品、氧氣等，并可使眾多有機廢棄物回收再利用。陆上生态系统依靠表土和淡水维持，而海洋生态系统则依靠陆地冲刷而来的溶解养料维持。1980年，全球有50.53亿公顷（5053万平方公里）林地，67.88亿公顷（6788万平方公里）草地和牧场，还有15.01亿公顷（1501万平方公里）用作耕地。1993年，全球有2,481,250平方公里（958,020平方英里）的土地受到灌溉。人类在陆地上用各种建筑材料建造自己的住所。
Title: 地球 (Earth)
Section: 适居性
Subsection: 天然和環境危害

地球表面的大片区域均受熱帶氣旋、颱風等極端天氣影響，這些災害影響了受災地區生物的存亡。1980年到2000年之間，每年平均有11,800人因天災而死亡。其中在1900年至1999年之間，旱災促成的飢荒是造成最多死亡的災害。另外，地幔對流帶動板塊移動，並引起地震和火山活動等環境危害。地球的天然和環境危害還包括山火、水災、山崩、雪崩等，均會造成死亡。人类的活动给很多地区都带来了环境问题：水污染、空气污染、酸雨、有毒物质、植被破坏（过度放牧、滥砍滥伐和沙漠化）、野生动物的死亡、物种灭绝、土壤的退化和侵蚀以及水土流失。根據聯合國的資料，工業活動排放二氧化碳與全球变暖有密切關聯。预测顯示全球变暖將會給地球的環境帶來冰川和冰盖熔化、溫度範圍更極端、重大天氣轉變、海平面上升等變化。
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Section: 人文地理

地图学是关于研究和实践地图制作的学科，地理学是研究地球上的大陆、构造、居民和其他现象的学科。自古以来，地图学和地理学一直为描述地球的方方面面而服务。测量是量度事物位置和距离的方法，可进行小规模的导航，确定位置和方向。测量与地图学和地理学一起发展，提供并适当量化一些信息。截至2011年10月31日，地球的总人口达到70亿左右。預測顯示世界人口將在2050年時達到92億人，其中在发展中国家將可能發生人口快速增長的情形。世界各处人口密度差异巨大，大部分人口居住在亚洲。預計在2020年全世界將有60%人口居住於都市中，而非農村地區。據估計，地球上只有八分之一的地方適合人類居住。其中有四分之三覆蓋著海水，四分之一則是陸地。沙漠（14%）、高山（27%）以及其他不適合人類居住的地形佔陸地總面積的二分之一。位於加拿大努納武特埃尔斯米尔岛的阿勒特（82°28′N）為全球最北端的永久居住地；而位於南極洲的阿蒙森-史考特南極站（90°S）則是全球最南端的永久居住地，此地幾乎完全接近南極點。地球的陆地表面，除了南極洲部分地區、沿著多瑙河西岸的一些土地以及位於埃及與蘇丹之間的无主地比尔泰维勒之外，均为主權獨立國家所拥有。截至2015年 (2015-Missing required parameter 1=month!)，全球共有193個主權國家是聯合國會員國，此外还有2個觀察員國，以及72個属地與有限承认国家。雖然有一些民族國家有統治世界的企图，但從未有一個主權政府統治過整個地球。联合国是一个以“介入國家之間的糾紛從而避免武裝衝突”為成立目標的全球性国际组织，也是一个为国际法和国际外交设立的重要平台。如果取得了成员国的共识，联合国可武装干预一些国际事务。1961年4月12日，尤里·阿列克谢耶维奇·加加林成为了第一个抵达地球轨道的人类。截至2010年7月30日，共有487人曾去过太空並進入軌道繞行地球，其中有12人还參與了阿波罗计划並在月球行走。正常情況下，国际空间站是太空中唯一還有人類的地方。太空站的成員由6人組成，成員一般每六個月替換一次。阿波罗13号於1970年執行任務期間離地球400,171公里，为人類目前到達过的最遠距離。
Title: 地球 (Earth)
Section: 衛星

月球是地球的天然衛星，因古代在夜晚能提供一定的照明功能，也常被称作“月亮”，月球的直徑約為地球的四分之一，结构與類地行星相似。月球是太阳系中卫星－行星体积比最大的卫星。雖然冥王星和其卫星冥衛一之間的比值更大，但冥王星属于矮行星。月球和地球间的引力作用是引起地球潮汐现象的主要原因，而月球被地球潮汐鎖定，因此月球的自轉週期等于繞地球的公轉週期，使月球始終以同一面朝向地球。月球被太陽照亮並朝向地球這一面的變化，導致月相的改變，黑暗部分和明亮部分被明暗界線分隔開來。由於地月間的潮汐相互作用，月球会以每年大約38毫米的距離逐漸遠離地球，地球自轉的時間長度每年大約增加23微秒。數百萬年來，這些微小的變更累積成重大的變化。例如，在泥盆紀的時期（大約4.19亿年前），一年有400天，而一天只有21.8小時。月球對地球氣候的調節可能戲劇性地影響到地球上生物的發展。古生物學的證據和電腦模擬顯示地球的轉軸傾角因為與月球的潮汐相互作用才得以穩定。一些理論學家認為，沒有這個穩定的力量對抗太陽和其他行星對地球的赤道隆起產生的扭矩，地球的自轉軸指向將混沌無常；火星就是一個現成的例子。太陽的直徑大約是月球的400倍，但它與地球的距離也是400倍遠，因此地球看到的月球和太阳大小几乎相同。这一原因正好使得兩天體的角直徑（或是立體角）吻合，因此地球能观测到日全食和日環食。关于月球的起源，大碰撞說是目前最受青睐的科学假说，但这一假设仍有一些无法解释的問題。该假说认为，45亿年前，一颗火星大小的天体忒伊亚与早期的地球撞击，残留的碎片形成了月球。這一假說解釋了月球相對於地球缺乏鐵和揮發性元素、以及其組成和地球的地殼幾乎相同等现象的原因。
Title: 地球 (Earth)
Section: 衛星
Subsection: 小行星及人造衛星

人造地球卫星是由人類建造，環繞地球運行的太空飛行器。截至2020年8月初，地球的在軌人造衛星共有6,613顆，包括已經失效，地球軌道上现存最老的美国卫星先鋒1號，此外尚有逾300,000件太空垃圾也在軌道上環繞地球。目前全世界最大的人造衛星是國際太空站。除了月球和人造卫星之外，地球目前还有至少5顆共軌小行星（準衛星），其中四颗是在地球軌道上環繞著太陽运行的小行星——克魯特尼、2002 AA29、2016 HO3和在地球前導拉格朗日點L4的特洛伊小行星2010 TK7。嬌小的近地小行星2006 RH120，大約每隔20年就會靠近地-月系統一次，當它靠近時會短暫進入繞行地球的軌道。
Title: 地球 (Earth)
Section: 文化及歷史觀點

地球的标准天文符号为被圆形包圍的十字“🜨”，代表世界的四角。地球在人類文化中的形象不一。部分文化赋予地球人格，将之拜为神明。许多文化中地球是主管生育的地母神。蓋亞假說于20世紀中期诞生，该观点将地球比作能自我调节的生命体，使地球能保障自身总体稳定、适宜居住。而多個宗教的創世神話則有记载，地球为超自然的神所創。随着科学技术的发展，人类眼中的地球也在不断变化。起初，东西方的古人相信地平說。但到了公元前6世紀，毕达哥拉斯提出的地圓說取代了这一观点。古人曾将地球视为宇宙中心，但后来的学者認定，地球和太陽系的其它几个星体一样，都是環繞恆星转动的行星。经过基督教學者和神职人员宣传，如詹姆斯·烏雪用圣经谱系分析地球年龄，西方人进入19世紀时已基本相信地球超过几千岁。到了19世紀，地质学家發現地球的年齡应該超过幾百萬歲。威廉·汤姆森在1864年用熱力學方法推斷，地球年齡应在2,000萬歲至4億歲之间，这一结论引發了激烈辩论。在19世紀後期至20世紀初期，科学家用放射性定年法测算出，地球诞生时间為幾十億年。但在20世纪时，阿波罗计划开始执行，人类第一次在轨道上观察到了地球，并拍摄了地球的照片，人类的看法因而再度改变。
Title: 火星 (Mars)
Section: abstract

火星（拉丁語：Mars；天文符號：♂），是離太陽第四近的行星，也是太阳系中仅次于水星的第二小的行星，为太陽系里四顆類地行星之一。西方稱火星為「瑪爾斯」，即羅馬神話中的戰神；古漢語中則因为它荧荧如火，位置、亮度時常變動讓人無法捉摸而稱之為「熒惑」。火星是太陽系的八大行星中第二小的行星，其質量、體積仅比水星略大。火星的直徑約為地球的一半，自轉軸傾角、自轉週期則與地球相當，但繞太陽公轉周期是接近地球的兩倍。在地球上，火星肉眼可見，亮度可達-2.91，比金星、月球和太陽暗，但在大部分時間裡比木星暗。火星距離地球最近在5400万公里（最遠達4億公里，探測器需飛行約7個月以抵達火星）。火星大氣以二氧化碳為主（95%二氧化碳），既稀薄又寒冷，其表面特徵類似月球上的撞擊坑，以及地球上的山谷、沙漠和極地冰蓋。英語中，其通常被稱為「紅色星球」（英語：Red Planet）。火星呈現為橘紅色是因為其地表廣泛的分佈著氧化鐵。火星地表遍布沙丘、礫石，沒有穩定的液態水。火星南半球是古老、充滿隕石坑的高地，北半球則是較年輕的平原。火星已被數十艘無人太空船探索。1964年11月28日，由NASA發射的水手4號是第一個訪問火星的航天器，於1965年7月15日最接近該行星。蘇聯火星3號飛船於1971年12月實現了軟着陸，但著陸後數秒內失去了聯繫。歐洲空間局成為第三間派遣探測船訪問火星的航太機構，其火星快車號於2003年12月25日到達火星軌道。2014年9月24日，印度空間研究組織的火星軌道探測器到達火星軌道，成為第四個成功派遣探測船到達火星的航太機構。接著還有阿聯酋的希望號與及中國的天問一號。火星目前有八艘探測船在軌道中運行。火星有兩個天然衛星：火衛一和火衛二，形狀不規則，可能是其捕獲的小行星。根據探測到的證據，火星兩極有冰冠覆蓋，亦觀察到季節性的水氣及類似地下水湧出的現象，而過往的火星亦可能被大面積的海洋、湖泊及河流覆蓋。火星全球勘測者則觀察到其南極冠有部份退縮。火星快車號和火星偵察軌道器的雷達資料顯示其兩極和中緯度地表下存在大量的水冰。2008年7月31日，鳳凰號直接於表層土壤之下證實水冰的存在。2013年9月26日，火星探測車好奇號發現火星土壤含有豐富水分，大約為1.5至3重量百分比，顯示火星有足夠的水資源供給未來移民使用。2015年9月證實火星表面有間歇流動的液態水（液態鹽水）。2018年7月25日，意大利航天局宣佈，在火星冰盖之下發現一個直径20公里的冰下湖。這是太空科学家在火星上探测到的首个大型液态水体。由於火星位於太陽系的宜居帶，同時有更多證據證明火星曾擁有類似地球的環境，與及豐富的資源，故此火星成為各國研究的重點，其中美國及中國已有載人登陸火星的計劃，未来将在火星建立基地。
Title: 火星 (Mars)
Section: 命名

古中國：取其「熒熒如火、亮度與位置變化甚大使人迷惑」之意，命名「熒惑」。《尚書·舜典》記載：「在璿璣玉衡以齊七政。」孔穎達疏：「七政，其政有七，於璣衡察之，必在天者，知七政謂日月與五星也。木曰歲星，火曰熒惑星，土曰鎮星，金曰太白星，水曰辰星。」據說，古人觀察熒惑呈赤色，赤色於「五行」屬火，而命名為「火星」。古希臘：因其火紅之色而取名「Ares」（音：阿瑞斯），源自希臘神話的戰神，天神宙斯的兒子阿瑞斯（希臘語：Ἀρης）。古羅馬：因其火紅之色而取名「Mars」（音：馬爾斯），源自羅馬神話的戰神瑪爾斯（拉丁語：Mars）。
Title: 火星 (Mars)
Section: 物理性质

以直徑、質量、表面重力來說，火星約介於地球和月球中間：火星直徑約為地球的一半、月球的兩倍，質量約為地球的九分之一、月球的九倍，表面重力約為地球的38%、月球的2.4倍。火星體積约為地球的15%，質量约為11%，表面積略小于地球陸地面積，密度則比其他三顆類地行星還要小很多。2012年8月，加利福尼亚大学洛杉矶分校的教授尹安在分析了100张来自火星勘测轨道飞行器的卫星图片后发现，火星有类似地球主要板块划分的构造特点。長期觀測火星發現，南半球地勢比北半球高，北極盆地顯示有過大撞擊，推論約45億年前遭冥王星大小天體撞擊之後，不但形成火卫一和火卫二，亦逼使內核熱能散溢出上地幔、內部攪拌逐漸停止，無法以发电机原理持續對流生成磁場。由於火星比地球小，相對表面積與體積成反比而較大，因此火星核心也冷卻得比地球的快，地質活動趨緩，磁場和板塊運動消逝，太阳风帶走大氣變薄導致氣壓偏低，而造成液態水在低溫就會沸騰、無法穩定存在。
Title: 火星 (Mars)
Section: 物理性质
Subsection: 內部結構

火星的地壳平均厚约50公里，最厚可达125公里。火星的地幔由硅酸盐组成，包裹著半径约为1300至2400公里，可能由液態鐵及少量硫組成的地核。
Title: 火星 (Mars)
Section: 地理特征
Subsection: 地質

火星基本上是沙漠行星，地表沙丘、礫石遍佈，沒有穩定的液態水體。二氧化碳為主的大氣既稀薄又寒冷，沙塵懸浮其中，每年常有塵暴發生。與地球相比，地質活動不活躍。火星地表地貌大部份於遠古較活躍的時期形成，充滿撞擊坑，有密佈的隕石坑、火山與峽谷。奧林帕斯山是太陽系最高的山，水手號峽谷是太陽系最大的峽谷。另一個獨特的特徵是南北半球的明顯差別：南方是古老、充滿隕石坑的高地，北方則是較年輕的平原，兩極皆有主要以水冰組成的極冠，而上覆的乾冰會隨季節消長。基於撞擊坑密度的撞擊坑計數法可判別出其地表年齡：撞擊坑大而密集處較老，反之則年輕，進而將地質年代分為四個階段：前諾亞紀、諾亞紀、赫斯珀利亞紀和亞馬遜紀。前諾亞紀沒有留下實質地表，此時地形南北差異形成，有全球性磁層；諾亞紀有大量隕石撞擊，火山活動旺盛，可能有溫暖潮濕的大氣、河川和海洋，侵蝕旺盛，但到末期這些活動已減弱很多；赫斯珀利亞紀，火山活動仍然繼續；亞馬遜紀則是大氣稀薄乾燥，以冰為主要活動，如極冠、冰凍層、冰河，並有週期性變遷，溝壑也是這時期形成，火山活動趨緩並集中在塔爾西斯與埃律西昂。現今火星風成地形遍佈，如吹蝕、磨蝕等風蝕作用，和沙塵遇地形阻礙而填積、侵積等風積作用。（名詞解釋：）前者形成如廣泛分布於梅杜莎槽溝層的風蝕脊，後者則如大瑟提斯高原上撞擊坑下風處的沙塵堆積，和撞擊坑中常見的沙丘。
Title: 火星 (Mars)
Section: 地理特征
Subsection: 地形

火星和地球一樣擁有多樣的地形，有高山、平原和峽谷。南北半球的地形有著強烈的對比：北方是被熔岩填平的低原，南方則是充滿撞擊坑的古老高地，而兩者之間以明顯的斜坡分隔；火山地形穿插其中，眾多峽谷分布各地，南北極有以水冰与干冰組成的極冠，而風成沙丘廣布整個星球。隨著衛星拍攝的照片越來越多，更發現很多的地形景觀。20世紀早期，地面以無線電波測量火星地形。1976年海盜號進行的地形測量，發現了峽谷和南北半球的巨大差異，而衍生出北方平原本是海洋的假說。火星全球勘測者自1999年起以雷射進行更精確的地形測量，得出目前使用的全球地形圖，以火星大地水準面（Areoid）為基準，最高點在奧林帕斯山，高21,229公尺；最低點在希臘平原，低於基準8,200公尺。現在很多探測器，如火星勘察衛星、火星快車號和火星探測漫遊者会運用航照圖的地形判別方法，以視差法來測量區域地形，並製成高解析度立體照片。此外，火星的經度坐標採用東經0至360度，而非地球的東西經各180度。
Title: 火星 (Mars)
Section: 地理特征
Subsection: 地形

=塔爾西斯高原擁有許多座大型火山，其中包括一座盾狀火山——奧林帕斯山。它的寬度超過600千米，高度超過21千米，其高度達到了茂納凱亞火山的兩倍，與灶神星雷亞希爾維亞盆地的中央山丘高度相當，是太陽系中最高的山峰之一。
Title: 火星 (Mars)
Section: 地理特征
Subsection: 地形

=人类已在火星上发现了超过4.3万个直径大于5公里的陨石坑。其中，最大的陨石坑是希腊平原，宽约2300公里，深约7公里，是一个清晰的反照率特徵。同时，火星还有其它大型陨石坑，如阿耳古瑞平原（宽约1800公里）及伊希斯平原（宽约1500公里）。火星隕石坑的形態表明，在隕石撞擊後，其地面曾經變得濕潤。
Title: 火星 (Mars)
Section: 地理特征
Subsection: 地形

=火星上的水手谷長約4000公里（與歐洲相當），深度約7公里。它的形成可能是由於塔爾西斯高原的擴大而導致的地殼塌陷。在2012年，科學家提出水手谷並不是一個地塹，而是一個已漂移了150公里的板塊的邊界。
Title: 火星 (Mars)
Section: 地理特征
Subsection: 地形

=來自火星奧德賽號上熱輻射成像系統（THEMIS）的影像顯示阿爾西亞山北坡有七個可能的深洞，照片中光線無法抵達底部，推測底部可能更深、更寬，可能免受微隕星、紫外線、太陽閃焰和其他高能粒子的侵害，可能是未來尋找液態水或生命痕跡的可行地點。但後來火星勘察衛星的更高解析度HiRISE影像部分推翻了之前猜測，認為只是光線角度造成深不見底的樣子。
Title: 火星 (Mars)
Section: 地理特征
Subsection: 大氣

火星大氣層相對較薄，平均地表氣壓只有6百帕，约为地球表面氣壓的0.6%，相當於地球表面算起35公里高的氣壓，如此低的氣壓使聲音傳播的距離只有在地球上的1.5%。隨著季節的變化，火星氣壓變化可達20%。火星大氣层按高度可分为低層大氣、中層大氣、上層大氣和外氣層。其中低層大氣由於氣懸微塵與地表的熱，這部份相對溫暖；中層大氣存在有高速氣流；上層大氣（或熱氣層）溫度很高，大氣分子也不再像下層那樣分布均勻；外氣層高度在200公里以上，大氣漸漸過渡到太空，無明顯外層邊界。火星大氣成分为95%的二氧化碳，3%的氮气，1.6%氬气，很少的氧气、水氣等，亦充滿著很多吸收藍光的懸浮塵埃，使天空成黃褐色。2003年火星大衝時地面望远镜在大气中发现了甲烷；2004年3月，火星奧德賽號确认了这一发现。由於甲烷易被紫外線分解，存在甲烷表示现在或者最近几百年内在火星上存在製造甲烷的来源，火山作用、地質作用、彗星或小行星撞击甚至生物來源如甲烷古菌等都有可能。2013年9月19日，根據從好奇號得到的進一步測量數據，NASA科學家報告，並沒有偵測到大氣甲烷（atmospheric methan）存在跡象，因此總結甲烷微生物活性概率很低，可能不存在生命。但是，很多微生物並不會排出任何甲烷，仍舊可能在火星發現這些不會排出任何甲烷的微生物。火星大氣環流主要為單胞環流，由赤道相對熱空氣上升，漂至極區下沉，再沿地面回到赤道。另外，在火星的北半球，極冠的二氧化碳昇華進入大氣，使氣壓升高；而南半球由於二氧化碳凝華，氣壓下降。由於進出大氣的二氧化碳量高達25%，造成南北壓力差，空氣便傾向由高壓的夏半球流向低壓的冬半球，形成另一依季節而變向的環流。因此火星的天氣系統一般為全球性的，例如塵暴。
Title: 火星 (Mars)
Section: 地理特征
Subsection: 天气和气候

由于火星的自转轴倾角与地球的相当，火星的气候是在太阳系中与地球最相似的，但一个季节的时间比地球的要长。火星离太阳较远，表面接收到的阳光仅有地球的43%，且大气层较薄，无法存储过多热量，因此火星表面的温差较大（-110 °C～35 °C）。火星天氣重覆次數較高，比地球的容易預測。如果一個氣象事件在一年的特定時間中發生，可提供的資料（相當稀疏）指出，那个事件很可能在下一年幾乎同一個位置再發生一次，誤差最多一個星期。2008年9月29日，鳳凰號拍下了降雪事件，是在接近鳳凰號登陸地點附近海姆達爾撞擊坑之上，为高4.5公里的幡狀雲降雪。這次降雪在到達火星表面時就已蒸發。火星上的风速要超過地球100倍。
Title: 火星 (Mars)
Section: 地理特征
Subsection: 水文

火星地表遍佈著流水的遺跡，有些是洪水刻畫而成，有些則是降雨或地下水流動而形成，但多半年代久遠。沖蝕溝則是另一類規模較小的地形，但形成年代十分年輕，常分布於撞擊坑壁，型態多樣。關於其成因有兩派說法，一派認為是由流動的水造成，另一方則認為是凹處累積的乾冰促使了鬆軟物質滑動。火星南北極有明顯的極冠，曾被認為是由乾冰組成，但實際上絕大部分為水冰，只有表面一層為乾冰。這層乾冰在北極約1公尺厚，在南極則約8公尺厚，是冬季時凝華而成，到夏季則再度昇華進入大氣，不過南極的乾冰並不會完全昇華。夏季仍存在的部分稱為永久極冠，而整體構造稱做極地層狀沉積（Polar Layered Deposits），和地球南極洲與格陵蘭冰層一樣為一層層的沉積構造。北極冠寬達1,100公里，厚達2公里，體積82.1萬立方公里；南極冠寬達1,400公里，最厚達3.7公里，體積約1.6百萬立方公里。兩極冰冠皆有獨特的螺旋狀凹谷，推論主要是由光照與夏季接近昇華點的溫度使溝槽兩側水冰發生差異融解和凝結而逐漸形成的。2011年由火星勘察衛星的淺地層雷達發現南極冠有部分原本認為是水冰的地層其實是乾冰，所含二氧化碳量相當於大氣含量的80%，這比以往認為的要多很多。根據此的模擬結果，十萬年一週期的氣候變遷中藉由乾冰昇華、凝結，大氣總質量的變化幅度會達數倍。由這些乾冰沉積上方地表的下陷與裂隙判斷，乾冰正在慢慢昇華。自海盜號即發現，火星北半球中緯度有幾處峽谷底含有條紋流動狀的地表特徵，但不確定是富含冰的山崩、含冰土的流動或是塵礫覆蓋的冰河。但根據更新任務的資料與比對地球的相關地形，支持這些是冰河，且推測是自轉軸傾角較大時的氣候狀態下所累積的。由火星奧德賽號X射線光譜儀的中子偵測器得知，自極區延伸至緯度約60°的地方表層一公尺的土壤含冰量超過60%，推測有更大量的水凍在厚厚的地下冰層（cryosphere）。另外一個關於火星上曾存在液態水的證據，就是發現特定礦物，如赤鐵礦和針鐵礦，而這兩者都需在有水環境才能形成。對於在火星上有冰存在的直接證據在2008年6月20日被鳳凰號發現，鳳凰號在火星上挖掘發現了八粒白色的物體，當時研究人員揣測這些物體不是鹽（在火星有發現鹽礦）就是冰，而四天後這些白粒就憑空消失，因此這些白粒一定昇華了，鹽不會有這種現象。2008年7月31日，美国航空航天局科学家宣布，凤凰号火星探测器在火星上加热土壤样本时鉴别出有水蒸气产生，从而最终确认火星上有水存在。2013年9月26日，美国航空航天局科學家報告，火星探測車好奇號發現火星土壤含有豐富水分，重量約佔1.5%～3%，顯示火星有足夠的水資源供給未來移民使用。2015年9月28日，美国航空航天局宣佈，在火星上發現液態的鹽水。根据火星勘测轨道飞行器配备的光谱仪获得的数据，研究人员在火星的斜坡上发现了水合矿物。这些暗色条纹表明火星地表随时间变化有流水存在。在较温暖的季节，这些线条的颜色变得更深，表明水流在斜坡上出现，在较冷的季节，这些地表特征变浅。在火星的部分地区，最高温度可以达到摄氏零下23度，此时深色线条最明显。2018年7月25日，据意大利媒体报道，该国科学家在火星上首度发现一个地下液态水湖。该研究称，“火星地下及电离层高级探测雷达”在火星南极冰层下1.5千米处发现一个大型液态水湖，里面含有盐。湖的直徑约为20千米，温度至少为零下10度。
Title: 火星 (Mars)
Section: 运动规律

火星與太陽平均距離為1.52AU，公轉週期為1.88地球年，687地球日，或668.6火星日。火星公转軌道和地球的一樣，受太陽系其他天體影響而不斷變動。軌道離心率有兩個變化週期，分別是9.6萬年和210萬年，於0.002至0.12間變化；而地球的是10萬年和约40万年，於接近0至0.07間變化（見米蘭科維奇循環）。1火星日平均為24小時39分35.244秒，或1.027地球日。火星目前自轉軸傾角為25.19度，和地球的相近。不同於地球的穩定處於22.1和24.5度間，由於火星沒有如月球般的巨大衛星來維持自轉軸，其自轉軸傾角可在13度至40度間變化，其變化週期為一千多萬年。由于沒有大衛星的潮汐作用，火星自轉週期變化小，不像地球的會被慢慢拉長。火星自轉軸有明顯傾斜，日照的年變化形成明顯的四季變化，而一季的長度約為地球的兩倍。由於火星軌道離心率大，為0.093（地球只有0.017），使各季節長度不一致，又因遠日點接近北半球夏至，北半球春夏比秋冬各長約40天。雖然火星沒有地球般受海洋影響的複雜氣候，但仍有以下特殊之處：火星軌道離心率比地球大，造成日射量在一年當中變化更大，位於近日點時，南半球處夏季，比北半球遠日點夏季所造成的升溫更強；隨季節交替，二氧化碳和水氣會昇華和凝結而在兩極冠間遷移，驅動大氣環流；地表反照率特徵，因顏色深淺和沙、岩性質差異而造成的容積熱容不同，可影響大氣環流；易發生的塵暴會將沙塵粒子捲入高空，沙塵粒子吸收日光與再輻射會使高層大氣增溫，但遮蔽天空的沙塵會使地表降溫；自轉軸傾角和軌道離心率的長期變化則造成了氣候的長期變遷。火星表面的平均温度比地球低30度以上。目前，火星與地球最短距離正慢慢減小。当地球與火星之間的距离最小时，称为火星衝日。火星相鄰兩次衝日的時間間隔約為779天。當地球、太陽和火星連成一線时，在火星上便可看到地球凌日，在太陽的位置可看到地球的黑點通過，同理还有水星凌日，在地球上则不会看到火星凌日。
Title: 火星 (Mars)
Section: 衛星

火星有两个天然衛星——火衛一与火衛二，最長直徑各為27公里和16公里，形狀不規則並充滿撞擊坑，以近圓形的軌道於接近火星赤道面處公轉。它們雖然很小，但由於接近火星，使火衛一從火星上看約有滿月直徑的二分之一至三分之一大，而火衛一的視星等可達-7，火衛二可達-5，白天可能可見。和月球一樣，這兩顆衛星都被火星潮汐锁定。火衛一的公转週期比火星自转更快，所以在火星上來看是西升東落的，且僅需約4個小時；而火衛二的公轉周期只比火星自轉慢一些，東升西落要花約2.4個火星日。因為火衛一離火星很近，火星的潮汐力会慢慢但稳定地减小它的轨道半徑，預計再過約760萬年，火衛一将因軌道低於3620公里（火星的洛希极限）而被瓦解。另一方面，火衛二因为离火星足够远，所以它的轨道反而正在慢慢地被向外推进。兩顆衛星可能是捕獲的小行星，但新研究認為可能是撞擊事件、或原本的衛星被火星潮汐力拉碎後，由散佈軌道上的岩屑再度吸積而形成。两颗衛星是在1877年被阿薩夫·霍爾发现的，以希腊神话中的福波斯和得摩斯命名，兩者皆為战神阿瑞斯的儿子。
Title: 火星 (Mars)
Section: 觀測探测
Subsection: 古代

火星的火红色，自古就吸引着人们，希臘人稱火星為「戰神」。此時的火星觀測和其他天體一樣，大部分是為了占星，而後漸漸涉及科學方面，如克卜勒探索行星運動定律時依據了第谷积累的大量而精密的火星運行觀測資料。望遠鏡出現後，人们对火星可以进行更進一步的觀測。使用望遠鏡观测星空的伽利略所見的火星只是一個橘紅小點，然而隨著望遠鏡的發展，觀測者開始辨別到一些明暗特徵。惠更斯依此測出火星自轉週期約為24.6小時，而他亦為首次紀錄火星南極冠的人。一開始由于各人各自觀測，意見不一致，地名也未統一（例如用繪製者名字命名）。後來義大利的喬范尼·斯基亞帕雷利統合了各家說法而繪製了地圖，地名取自地中海、中東等的地名和聖經等作為來源，而其餘則依照舊有的觀念：暗區被認為是湖、海等水體，如太陽湖、塞壬海、明顯的暗大三角——大瑟提斯；而亮區則是陸地，如亞馬遜。這個命名系統一直延續下來。當時，斯基亞帕雷利和同期觀測者一樣，觀察到了火星表面似乎有一些從暗區延伸出的細線，因為對於暗區是水體的傳統，這些細線被命名為「水道」。而後來觀察到暗區會在冬季時縮小、夏季時擴張。有人提出暗區是植物覆蓋、而暗區的擴大縮小則是消長所引起的，改變以往認為暗區是水的說法。帕西瓦爾·羅威爾觀察到並宣稱那些「水道」其實是人工挖掘的「運河」，用來灌溉植物，因為水道應太細不可見，而看到的細線應是灌溉出的大片植物。风靡大众的火星科幻和火星人即源于此。不過這些細線大多已被證明不存在，部分則是峽谷或隕石坑後延伸出的深色沙子。而火星表面颜色的改变则是因为沙被風吹移，或發生沙尘暴。
Title: 火星 (Mars)
Section: 觀測探测
Subsection: 20世紀

蘇聯、美國、日本在这个世纪發射了不少太空船研究火星表面、地質和氣候。這些太空船包括軌道衛星、登陸器和漫遊車，但相当大部分任務在完成前或剛要開始時就因種種原因而失敗。1960年10月10日，蘇聯向火星發射了第一枚探測器火星1A號，但以失敗告終。此後蘇聯經過多次嘗試，終於在1962年11月1日，蘇聯向火星發射了火星1號，這枚探測器終於進入了前往火星的軌道，然而1963年3月21日它飛行到距離地球1.06億公里的距離時，與地面失去了通信聯繫。1965年，NASA的水手4號飛掠火星。1971年水手9號進入火星軌道，成為第一個環繞火星的探測船。1971年蘇聯火星計畫火星2號的登陸器墜毀後數日，相同的火星3號的登陸器成功登陸火星，是第一個成功登陸火星的探測器，但登陸十幾秒後隨即失去聯繫，攜帶的火星車Prop-M也未能將訊息傳回地球。1975年，NASA發射海盜號，包括兩組軌道衛星和登陸器。海盜1號和2號軌道衛星各運作了六年和三年。兩個登陸器皆於1976年成功登陸，並傳送了第一張火星地景的彩色照片，而軌道衛星也繪製了全面的火星地圖，甚至到今天都還在使用。1988年蘇聯發射弗伯斯1號、2號以探測火星和兩個衛星。弗伯斯1號於抵達前失去聯繫，而弗伯斯2號雖然成功拍攝了火星和火衛一，但在放出兩艘登陸器到火衛一前也失去聯繫，所攜帶的著陸器也未能在火星表面著陸。在1992年火星觀察者失敗後，NASA於1996年11月發射了火星全球勘測者。火星全球勘測者於1997年進入火星環繞軌道，其出色地完成任務，它在2001年完成了地圖繪製的任務，並三次延長任務，直到2006年11月2日失去聯繫而結束，總計在太空中運作了10年。在火星全球勘測者發射一個月後，NASA發射了火星探路者，並攜帶一個登陸器和漫遊車——旅居者號（Sojourner），於1997年7月登陸在阿瑞斯峽谷。旅居者號成為第一個在火星上成功運作的火星車，並運作長達83個火星日傳回了大量照片。NASA的火星勘測98計畫於1998、99年發射了火星氣候衛星與火星極地登陸者，前者預計研究氣候、水與二氧化碳等，後者則預計於南極登陸，探測器搭載的深空2號則計劃於火星極地登陸者進入大氣時與它分離，直接降落並穿入地表進行研究。但火星氣候探測者號在1999年9月23日在進入火星軌道的過程中失去聯絡，最終任務失敗，極地登陸者則在1999年12月3日探測器登陸火星時失去聯絡，兩者均以失敗告終。另外，1996年12月16日，俄羅斯發射了火星96號探測器，探測器進入地球軌道後未能成功點火進入前往火星的軌道，而宣告失敗。1998年7月3日日本發射的希望號探測器，於2003年12月10日進行最後的遠程遙控修復作業仍告無效之後，日本放棄讓「希望號」進入火星軌道的嘗試，項目也以失敗告終。
Title: 火星 (Mars)
Section: 觀測探测
Subsection: 21世紀

这个世纪，更多国家和地区的航天部门加入到火星探测的行动中。2001年NASA發射了2001火星奧德賽號，任務成功進行並延續到2010年9月。船上的伽瑪射線光譜儀於地表下一公尺內偵測到大量的氫，證明有大量的水分子存在火星近地表。2003年NASA發射了兩台相同的火星探測漫遊者——精神號（MER-A）和機會號（MER-B）。兩台皆於2004年1月成功登陸並工作超過預定時間。傳回的資料中最有價值的是兩地過去有水的確實證據。偶爾的塵捲風和風暴清除了太陽能板上的沙塵，使它們的工作時長超過了預定任務時間。2003年歐洲太空總署發射了火星快車號，包括軌道衛星和登陸器——小獵犬2號，而小獵犬2號於2004年2月降落失敗（后查证为降落后无法正常部署而失联）。2004年船上的行星傅立葉光譜儀於其大氣中偵測到甲烷。2006年6月ESA宣布火星快車號發現極光。2005年8月NASA發射了火星勘察衛星，於2006年3月進入火星軌道展開為期2年的工作。它搭載更先進的通訊系統，頻寬比之前任務總和還寬，且傳回的資料遠多於過去任務的總和。其擁有解析度高達0.3公尺的相機——HiRISE，拍攝地表和天氣以尋找未來任務的適合登陸地點。2008年2月19日拍攝到北極冠邊緣的一系列雪崩影像。2007年2月25日，探測彗星的羅塞塔號近距離飛掠火星並拍照，拍到火星的高空雲系。NASA於2007年8月發射鳳凰號，於2008年5月登陸在火星北緯68度的極區。鳳凰號登陸器有一支可伸及2.5公尺的機械手臂，並可挖掘土壤1公尺深。它還搭載一座顯微鏡，解析度達人類頭髮寬度的千分之一。2008年6月20日，其確認了在2008年6月15日發現的地表白色物質為水冰。2008年11月10日，NASA由於火星進入冬季而無法繼續聯繫鳳凰號，任務結束。2009年2月17日，黎明號飛掠火星以重力助推前往目的地灶神星和穀神星，並在接近火星時拍照。2011年11月9日，中俄合作的福布斯-土壤號升空，預計送回火衛一土壤樣本。而该探测器还搭载了一颗重110公斤的火星探测器，也就中國第一艘火星軌道環繞器螢火一號（YH-1），預計乘坐俄羅斯的聯盟號運載火箭升空，航程大約10個月。螢火一號主要研究火星的電離層及周圍空間環境，火星磁場等。但该探测器发射到近地轨道后，因为与地面失去联系变轨失败，探测器的碎片于莫斯科时间2012年1月15日坠落在太平洋海域。繼鳳凰號之後，NASA於2011年的發射的火星科學實驗室（好奇号），在2012年8月6日05:31UTC成功登陆火星的盖尔撞击坑。它和火星探測漫遊者一樣是火星車，但比火星探測漫遊者更大、速度更快，而且設備更完善。它搭載了雷射化學檢測儀，可在13公尺外分析岩石的組成。比起之前其它火星任务，它携带了更多先进科学仪器。本次任务的总成本达到了25亿美元，是历来最贵的火星探测任务。2013年11月19日NASA發射MAVEN探測器，研究火星大氣。2014年9月22日進入環繞火星的軌道，MAVEN至今仍在運作。2014年9月24日，印度的火星軌道探測器也成功進入火星軌道。2016年3月14日，ESA與俄羅斯聯邦航天局合作研發的火星微量氣體衛星成功發射，該衛星將分析火星大氣層，並將運載斯基亞帕雷利演示登陸器至火星進行登陸。其可挖掘兩公尺深以尋找有機物甚至火星生命。登陸器於2016年10月19日登陸火星，但由於登陸器與火星高速碰撞，造成登陸計劃失敗。原定於2020年7月發射的羅莎琳·富蘭克林號，則被推遲到2022年。2020年7月下旬，阿联酋希望号火星探测器、中国国家航天局的天问一号、與NASA的毅力号，先後發射升空。2021年2月9日希望號到達火星。2月18日毅力號成功登陸火星，毅力號還攜帶一台火星無人直升機机智号，機智號在2021年4月19日首次試飛獲得成功，這是人類首次實現飛行器在其他星球的受控飛行。4月20日，毅力號成功將火星大氣的二氧化碳轉化成氧，這是地球以外的首次成功造氧。5月15日，中国国家航天局的天问一号着陆器和祝融号火星车在火星烏托邦平原南部预选着陆区成功着陆，5月22日，祝融號被成功釋放到火星表面，中國成為了繼美國之後第二個在火星著陸並且成功部署火星車的國家，而且是第一個一次完成環繞、登陸、巡視的國家。
Title: 火星 (Mars)
Section: 觀測探测
Subsection: 人類登陸

目前，將一公斤物體由地球表面送往火星平均要花費约30,900美元。2004年美國總統布什宣布載人火星任務為太空探索展望中的長期目標。NASA和洛克希德·馬丁已開始研究獵戶座太空船，計劃於2020年以前送人類到月球，作為人類登陸火星的準備。2007年9月28日，NASA執行長邁克爾·格里芬聲明NASA預計於2037年以前送人類到火星。ESA也希望於2030至2035年間將人類送上火星。直達火星是羅伯·祖賓——火星学会的創始人和主席——提出的極低成本載人火星任務，使用重載的農神五號級火箭，省略軌道組裝、低地軌道會合和月球燃料補給站而直接用小的太空船前往火星。修改後的計劃，稱為「Mars to Stay」，改為先不送回第一批登陸者。狄恩·尤尼克說明，送回一開始的四到六人所花費用比送他們到火星還高，反而還可再送二十人。