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现和完成。
在火星的表面是锈红色的，科学家从在火星的土壤里得知，火星曾经经历过水灾，可能就是因为这场洪水，而导致火星上的高级生命灭亡，然后在火星上遗留下一些低智能的生物，所以在火星上没有高智能生物。
火星的观测史火星的火红色，自古就吸引着人们，而希腊更是称之为战神。此时人们观测火星就和其他天体般，大部分是为了占星，而为了科学目的主要在十七世纪之后，如开普勒探索行星运动定律时就是依据了第谷积累的大量而精密的火星运行的观测资料。
乔瓦尼·斯加帕雷里所绘之火星地图。望远镜明后，人们对火星可以进行更进一步的观测。第一个使用望远镜观测星空的伽利略所见的火星只是一个橘红小点，然而随着望远镜的展，观测者开始辨别到一些明暗特征。惠更斯依此测出火星自转周期约为24.6小时，他亦为次纪录火星南极冠的人。一开始由于各人各自观测，意见亦不一致，地名也未统一（例如用绘制者名字命名）。后来意大利的乔瓦尼·斯加帕雷里（giovannischiapare11i）统合了各家说法而绘制了一个较可信的地图，地名取自地中海、中东等的地名和圣经等作为来源，而其余则依照旧有的观念：暗区被认为是湖（1acus）海（mare）等水体，如太阳湖（so1is1anetetheseaofsirens）、最明显的暗大三角——大塞地斯（syrtismajor）；而亮区则是陆地，如亚马逊（amazonis）。这个命名系统一直延续下来。
当时，斯加帕雷里和同期观测者一样，观察到了火星表面似乎有一些从暗区延伸出的细线，因为对于暗区是水体的传统，这些细线命名为水道（neta1i）。而后来观察到暗区会在冬季时缩小、夏季时扩张，有人提出暗区是植物覆盖、而暗区的扩大缩小则是消长所引起的，改变以往认为暗区是水的说法。帕西瓦尔·罗威尔（perciva11oe11）亦观察到，并宣称那些“水道”其实是人工挖掘的“运河”，用来灌溉植物，因为水道应太细不可见，而看到的细线应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。不过这些细线大多已证明是不存在的，部分则是峡谷或陨石坑后延伸出的深色沙子。而火星表面颜色的改变则是因为沙被风吹移，或生火星尘暴。
火星表面现7个奇特洞穴
火星探索近期捷报频传。“火星探测轨道飞行器”和“机遇”号火星分别现火星表面曾有水以及火星可能有地下水的线索。日前，美国科学家借助“奥德赛”探测器又在火星上现了奇特洞穴。
据美国媒体报道，美国地质探测局科学家日前在休斯顿举行的月球和行星科学会议上报告说，他们通过美国宇航局“奥德赛”火星探测器回的图片，在火星表面辨认出了七个洞穴。
“奥德赛”上的热辐射成像系统的温度数据也进一步证明了这几处地点的确为洞穴。研究人员称这7个洞穴为“七姐妹”，并为他们分别取了名字。
这七个洞穴分布在火星阿尔西亚火山的侧面。洞口宽度在1oo米到252米之间。由于洞口基本观测不到洞底，科学家们只能估算出这些洞至少有8o米到13o米深。
这些洞穴的现具有重要意义。先，如果火星上曾有原始生命形式存在，这些洞穴可能是火星上唯一能为生命提供保护的天然结构。其次，如果条件适宜，这些洞穴将来可能作为人类登陆火星之后的居住点。
火星的地理
火星和地球一样拥有多样的地形，有高山、平原和峡谷。由于重力较小等因素，地形尺
寸与地球相比亦有不同的地方。南北半球的地形有着强烈的对比：北方是被熔岩填平的低原，南方则是充满陨石坑的古老高地，而两者之间以明显的斜坡分隔；火山地形穿插其中，众多峡谷亦分布各地，南北极则有以干冰和水冰组成的极冠，风成沙丘亦广布整个星球。而随着卫星拍摄的越来越多，更现很多耐人寻味的地形景观。
火山
火星的火山和地球的不太一样，除了重力较小使山能长的很高之外，缺乏明显的板块运动，使火山分布是以热点为主，不像地球有火环的构造。火星的火山主要分布于塔尔西斯高原、埃律西姆地区和零星分布于南方高原上，例如希腊平原东北的泰瑞纳山（Tyrrhenapatera）。
地形图中，在西半球耸立一个醒目的特征，中央即为塔尔西斯高原，高约14公里，宽过65oo公里，伴随着盛行火山作用的遗迹，包含五座大盾状火山，包括太阳系最高的奥林帕斯山，有21.287
公里高，55o公里宽。其他四座包括艾斯克雷尔斯山、帕弗尼斯山、阿尔西亚山和亚拔山－－以体积和16oo公里的直径来看是太阳系最大的山。在大火山之间亦散布著零星的小火山。
在火星的另一端还有一个较小的火山群，以14.127公里高的埃律西姆山为主体，北南各有较矮的赫克提斯山和欧伯山。
峡谷
一提到火星的峡谷，可能会认为是由水造成的，但事实不只如此。除了水，还有由火山活动形成的。由水造成的又可能是洪水短时间冲刷成的、稳定的流水侵蚀成的、或由冰川侵蚀而成；而火山活动所喷的熔岩流亦可造成熔岩渠道（1avanete1）。另一个例子则是地壳张裂造成，如水手峡谷。
水与冰
火星的低压下，水无法以液态存在，只在低海拔区可短暂存在。而冰倒是很多，如两极冰冠就包含大量的冰。2oo7年三月，nasa就声称，南极冠的冰假如全部融化，可覆盖整个星球达11米深。另外，地下的水冰永冻土可由极区延伸至纬度约6o°的地方。
推论有更大量的水冻在厚厚的地下冰层（cryosphere），只有当火山活动时才有可能释放出来。史上最大的一次是在水手谷形成时，大量水释出，造成的洪水刻划出众多的河谷地形，流入克里斯平原。另一次较小但较近期的一次，是在五百万年前科伯洛斯槽沟（cerberusFossae）形成时，释出的水在埃律西姆平原（e1ysiump1anitia）形成冰海，至今仍能看见痕迹。对于于火星上有冰存在的直接证据在2oo8年6月2o日被凤凰号现，凤凰号在火星上挖掘现了八粒白色的物体，当时研究人员揣测这些物体不
是盐(在火星有现盐矿)就是冰，而四天后这些白粒就凭空消失，因此这些白粒一定升华了，盐不会有这种现象。火星全球勘测者所照的高分辨率照片显示出有关液态水的历史。尽管有很多巨大的洪水道和具有树枝状支流的河道被现，还是没现更小尺度的洪水来源。推测这些可能已被风化侵蚀，表示这些河道是很古老的。火星全球勘测者高解析照片也现数百个在陨石坑和峡谷边缘上的沟壑。它们趋向坐落于南方高原、面向赤道的陨石坑壁上。因为没有现部分被侵蚀或被陨石坑覆盖的沟壑，推测他们应是非常年轻的。
有个特别引人注目的例子。短短6年，这个沟壑又出现新的白色沉积物。nasa火星探测计划（mar*p1orationprogram）的席科学家麦克·梅尔（michae1meyer）表示，只有含大量液态水才能形成这样的样貌。而水是出自降水、地下水或其他来源仍是一个疑问。不过有人提议，这可能是二氧化碳霜或是地表尘埃移除造成的。
另外一个关于火星上曾存在液态水的证据，就是现特定矿物，如赤铁矿和针铁矿，而这两者都需在有水环境才能形成。
2oo8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，也有可能是太阳烤干了，因为火星离太阳近，从而最终确认火星上有水存在。
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