《行星》The Planets 是BBC於2019年上映的一部講述太陽系行星的紀錄片。
紀錄片的英國版本，由Brian Cox教授講解演示；而其美國版本，由Zachary Quinto教授展示。其初次放映，是2019年5月28日，於BBC 2臺播出。
上一次，大家和我們一起欣賞了《行星》的第一集：A Moment in the Sun（沐浴陽光）。在第一集中，我們通過將其它類地行星與地球作比較，分析了水星、金星、火星以及木星的衛星木衛六的前世今生及未來。
這一次，我們繼續跟著Brian Cox教授，藉助最新的科學探測手段，通過分析比較，來更深入地認識地球的好姐妹——火星。
火星，是距離地球第二近的行星，其公轉軌道半長軸大約1.524天文單位，近日點1.382天文單位，遠日點1.666天文單位。在很多的描述中，火星都與地球一樣，位於「宜居帶」之內。
但是如今我們知道，火星是一個寒冷、荒涼的世界。
大家都是愛科學的人，不管是根據牛頓的力學定律，還是根據馬克思的辯證唯物主義思想，亦或者是佛系青年們的佛學因果論，都向我們闡釋了一個道理——凡是事物的變動，都是有原因的。
是什麼原因，讓一個明明處於宜居帶之內的、被人們寄予厚望、可能存在生命的星球變成了一個死寂的荒漠呢？（至少不會是人性的扭曲或者道德的淪喪。）
借用Cox教授的話：「在這荒涼的塵土下，掩藏的，是往日的傷疤。」
人類對火星非常感興趣，可能揭別人的傷疤確實有著難以言說的樂趣吧，所以人類發射了非常多的探測器，前往火星，有些失敗了，但很多都成功了。
但是話又說回來，火星自古以來就非常讓人著迷。
因為是行星，所以它在天球上的位置，相對於絕大部分的星星來說，飄忽不定，難以捉摸——我們現在知道這是參考系選取的問題——但是古人覺得這非常神奇。所以中國古人將火星稱為「熒惑」，熒熒如火的惑星。而西方人哥白尼，更是在長久的宗教壓迫後，以火星運行軌跡的特殊為契機，提出了日心說。
後來，我們都知道，火星人作為入侵地球次數最多、規模最大且總是死得非常憋屈的外星人，長期活躍在各類影視和文學作品中。甚至一些不相干的東西，比如集成灶，也會冠上這種外星人的名字。（不是廣告）
所以大家看到了，人類剛一進入宇航時代，就開始了大規模的火星探索。直到今天，我們對於火星的熱情，也沒有絲毫減退。
圖註：海盜1號著陸器（Viking1）第一個成功從火星地表傳回信號，表情包收好。
過去是因為懷疑有火星人，現在，則是我們越來越發現，火星雖然一片死寂，但是火星，似乎並非一直如此。
圖註：火星地形圖（USGS，2014）
藉助大量探測器形成的數據，科學家們繪製了火星的地形圖。就算沒有專業地質學家的眼光，我們也能看出來，在這張圖上，是有很多類似河床的谷地。
甚至還有河口三角洲。
圖註：Eberswalde撞擊坑裡的三角洲，由Mars Global Surveyor探測器拍攝
而在南緯45度，西經340度附近，有一片很大的區域，被稱為「諾亞大陸」（Noachis Terra），整片大陸，都充滿了被流體衝刷，剝蝕的痕跡。
基於這些發現，發射的火星探測器幾乎都以找水作為主要任務目標。
2011年11月26日，著名的地面探測器，火星車「好奇號」（Curiosity），發射，並於2012年8月6日成功著陸。它的著陸地點被設計在Gale撞擊坑——這裡還可能是一個乾涸的湖泊。
紀錄片用動畫結合實際錄像的模式，為我們展現了好奇號極端酷炫的著陸過程。
首先，好奇號很傳統地進行「升力再入」，也就是頂著個燒蝕劑蓋子一路衝進去，一邊下降，一邊靠阻力和升力降低速度，以獲得能安全打開降落傘的速度。燒蝕劑的蓋子，則防止探測器過熱。
隨後，打開降落傘，藉助火星的大氣層進行減速。
速度慢下來之後，之前用於再入大氣層的燒蝕劑蓋子，就成了累贅，於是探測器拋棄了它。
然而，火星大氣層非常稀薄，降落傘並不能將著陸器的速度降低到足夠低。之前的勇氣號和機遇號，是給外殼充氣，在地面上彈跳減速。然而好奇號，要搞點更高端的方法——點燃火箭！
這個機構叫做天空吊車（Sky-Hurricane），就像吊車一樣，將火星車輕輕放在地面上——未來，人類如果要建設火星基地，少不了這種精準的吊裝技術。
停留幾秒，確認火星車已經安全落地之後，天空吊車切斷纜繩，自行墜毀。
好奇號火星車，安全落地。
大家一定要去看紀錄片本體——這簡直太刺激了。
著陸之後，好奇號展開了自己的機械臂。好奇號的機械臂非常靈活，用於執行各種各樣的科學任務。好奇號自身，更是一臺價值25億美刀的移動化學實驗室。
上一次，我們還說過，好奇號是個自拍狂魔。
好奇號在Gale撞擊坑裡慢慢探索，他看到了被水流衝刷出來的礫石，明顯有磨圓和分選的過程。
61天之後，他採集了第一份，火星土壤樣品。
倒進分析儀器，去進行分析。
分析發現，儘管火星的土壤看起來非常乾燥，實際上，這份土壤樣品，依然有2%，是由水組成！
火星，曾經比現在，要溼潤的多。
Cox教授說：在40億年前，火星是水的世界。這顆紅色的星球在很久以前，是藍色的。
要知道水，在地球上可並不少見。這也就是說，如果你想知道在40億年前，火星長什麼樣子，你只要找一個足夠荒涼的，不怎麼長草的湖邊或者海邊，環顧四周——火星那個時候，就長這樣子。沒錯，不需要去埃隆馬斯克那裡掏火星船票錢。
要知道在筆者小時候，科學家們還天天為火星上那些溝壑到底是不是河流而吵來吵去——如今，火星曾經富含水分，幾乎已經是學界的共識了。科學真的是突飛猛進，只要不學習，立刻就落後了。
水，在地球上促成了擁有無限可能的生命，從此讓地球變成了星空下最獨特的，你我的故鄉。既然過去的火星像地球一樣，擁有充足的水分——那麼火星人呢？在哪裡呢？為什麼在之後的10億年中，火星上的水消失了，而地球上卻漸漸產生了生命呢？
地球其實也不容易。
40億年前，地球也擁有海洋——我們所清楚知道的是，那個時候，大氣層濃密而富含二氧化碳。看上去可能和如今地獄一般的金星有點像。
而地球的海洋，則是酸性的。
這中間發生了什麼？為什麼昔日的地獄變成了如今的天堂？為什麼昔日蘊藏一線生機的藍色火星，變成了荒漠？
作為一個比較性的命題，我們當然要從雙方去找原因。但是地球是一個地質構造活躍的地方，地表的景觀不斷被板塊運動、風化剝蝕、生命活動所重塑，我們沒辦法在地面上找到答案。Cox教授告訴我們，可以看月亮。
月球的地質活動，從數十億年前，就幾乎完全停止了。從那時候開始，太陽系內發生的許許多多的大事，在月球上留下的痕跡，都有據可查了。
通過分析月球上撞擊坑的疊加情況，我們可以判斷撞擊坑之間，發生的相對的時間序列。而通過對歷次返回的登月樣本定年。我們則可以定出相應撞擊坑的年代的絕對值，進而反推所有撞擊坑的精確年代。
Cox教授在講解撞擊坑
同樣的方法也可以運用在火星。研究發現，火星的撞擊坑形成年代，有一個峰值，大約在38到39億年前。
這段時間，被稱為「晚期大撞擊時期」。
據推算，每平方米的火星表面，落下了53噸的物質。
而這樣的「大轟炸「，據模擬計算很可能是因為海王星的軌道，從外向裡推移了一點點。
太陽系是一個整體，整體中的任何成員，都會影響整個體系的行為。這一點在下一集中會更加集中的體現——而在這一集中，只是略微一提。
根據月球撞擊坑的記載，地球在39億年前，同樣經歷了晚期大撞擊。
這樣的大轟炸，很可能改變了地球和火星姐妹倆未來命運的平衡。
因為就在這次大轟炸後不久，大約38億年前，地球命運的轉折出現了——生命誕生了。地球上的化學，出現了一個新的分支——生物化學，生命的化學。這個新的分支開始影響地球的整體環境。
圖註：Mars Reconnaissance Orbiter,(MRO)，在火星大氣層進行大氣剎車的藝術想像圖
2006年3月10日，MRO探測器，進入了火星軌道，並對火星進行了一次徹底的勘探。它飛行了超過6萬圈軌道，對99%以上的火星地表，進行了測繪。有了很多美麗，或驚人的發現。他看到了極地的雪崩、火星上變幻的沙丘以及隨火星季節變化的沙流——甚至也許是流動的液態水。
接著，在Eridania盆地，MRO發現了一些神奇的東西。
400米厚的礦物沉積物。
這種東西，在地球上，通常出現在一個這樣的地方——
深海熱液區。
這是我們目前猜想的，地球生物兩大可能的起源地之一。這也就是說，火星曾經也擁有與地球生命起源時，非常非常類似的環境。
又過了很久，到了35億年前，火星開始進入一個相對寒冷的季節。之前我們曾經提到的奔流在諾亞大陸上的洪水，漸漸被冰封起來。但是在相近的年代，火星的火山活動開始變得劇烈起來。熾熱的火山熔巖融化了凍結起來的冰雪，引發了一場災難性的洪水。
這是一場極端大規模的洪水，就算在整個太陽系的歷史上，也是一次空前的盛事。
這些冰川融水，從高山上奔流而下，創造了整個太陽系，最大的瀑布。落差達到4千米，350立方千米的水，從這裡流過！而這樣的一次洪水爆發，持續了僅僅幾周。
洪水消退，這座前無古人，後...恐怕也無來者的瀑布，消失了。
留下一座，到現在為止依然是太陽系最大的峽谷——水手峽谷（Valles Marineris）。
火星曾經具有如此發達、如此令人嘆為觀止的水系，這些水為什麼就沒了呢？
這個答案，要找一個反面去看。
我們如今知道，地球，有一個磁層保護我們。插播廣告：歡迎報考中國科學院地質與地球物理研究所，地球物理學、空間物理專業，和筆者一起學習和研究磁層物理嘿嘿！（被領導拖走）
站在地面上，我們對磁層最直觀和最美麗的印象，就是極光。
圖註：Cox教授在看極光，興奮的搓手手。
簡單地說，太陽輻射，每天將地球大氣層的粒子電離、加速、發送到外太空去。但是這些粒子——包括一部分太陽風裡的粒子，被地球的磁層束縛住無法逃脫。最後，被磁層從地球的南北磁極發射回來。這些相對高能的粒子，轟擊在中性的大氣層粒子上，就會激發出極光。這些綠色的，是氧原子557.7納米波長的極光。如果你對極光感興趣，也可以報考空間物理......
因此從結果上看，地球的大氣層，很難被太陽輻射和太陽風剝離掉。
這樣的保護罩，火星曾經也有。這種保護罩由行星內部液態的核所產生。這種產生的過程，被稱為「地核發電機」過程。地球的核心非常活躍，因此擁有強有力的保護罩。但是火星——
火星太小了，它的質量只有地球的0.107倍，不到九分之一。所以它的核心，很快就冷卻了。火星的磁場保護罩，也隨著火星核心的冷卻而消失。
從那個時候開始，火星無法再保護自己的大氣層，只能任由太陽宰割。這其中，水的主要成分氫H，作為最輕的原子，非常容易從大氣層逃逸出去。於是，很多蒸發進大氣層的水，再也沒有回到過火星地面。
一天天、一年年。漫長的歲月之後，火星，變成了一片乾旱寒冷的荒漠。
火星，因為質量太小，規模太小，而早夭。
後來，地球，開始了太陽系內，生命的獨唱。
地球和火星，簡單地看，猶如姐妹一般，非常相似。但是因為規模的差距，走上陌路。
火星，因為某種機制，質量太小，他的「發電機」過早地關閉，生命來不及產生，就失去了所需的條件。
而地球，同樣因為某種機制，擁有了足夠的質量，擁有了穩定而強大的磁場保護，最終誕生了我們，而後開始思考我們從哪裡來？我們如何來？我們要到哪裡去的問題.
我相信讀到這裡的朋友，都是熱愛科學的，那麼在《行星》的下一集開始之前，我們可以問這樣一個問題——
什麼機制？會讓兩個相鄰的行星，擁有如此不同的質量？最終導向不同的結局？
這是何等強大的力量，何等決定性的力量。
而我們，正要去解開這些，偉大的謎題。
1
美編：桃之夭
校對：黃志偉