火星地名：星際史詩中的命名之旅

火星，這顆以其獨特的紅色外觀而聞名的星球，一直以來被認為與地球具有相似的條件，並可作為未來移民之地。它不僅是一個古老而充滿謎團的世界，也是備受科學家們關注的目標，隱藏著關於太陽系的奧秘和生命的線索。當我們俯瞰火星表面最引人注目的地理奇觀「水手谷」，身臨這無盡深淵領略其寬闊深邃的雄姿時；當我們仰望佇立的「奧林波斯山」，讚歎於火星之巔的巍峨身姿時；當我們徜徉於廣袤的「烏托邦平原」，追尋「祝融號」火星車探尋奧秘的足跡時，我們不僅讚歎於它的雄偉壯麗，更驚訝於它的多姿多彩。今天，我們將從火星上的地形及其地名出發，帶你了解這顆星球上的別樣風景。

Part.1

火星上的地形

人類對火星的觀測記錄可追溯到公元前兩千年古埃及天文學家的時代。自1610年伽利略第一次用望遠鏡觀測火星以來，隨著望遠鏡性能的不斷提升，天文學家觀測到了火星表面存在著大片明暗交加的區域，並把它們想象成「大陸」和「海洋」，而這種由於反照率差異而呈現出來的明亮或陰暗區域則在現代天文學中被稱為反照率特徵。1877年，義大利天文學家喬凡尼·維爾吉尼奧·斯基亞帕雷利結合前人的成果，根據其觀測到的景象繪製出了一張具有重要意義的火星地圖，併為這些明暗區域取了富有神秘色彩的名字。

圖1. 義大利天文學家喬凡尼·維爾吉尼奧·斯基亞帕雷利繪製的火星地圖

1965年美國發射的水手4號火星探測器傳回的21張照片向世人揭開了火星的神秘面紗，而後續火星探測器傳回的清晰圖像，特別是水手7號在火星軌道上進行的觀測徹底改變了人們對火星的理解，那些早期天文學家觀測到的大片明暗區域並非只是簡單的黑白映像，而是存在著大量形態各異、蔚為壯觀的地形細節，而這其中，火星表面蔚為壯觀的「水手谷」就是為了紀念美國水手號任務而命名的。在科學界的共同努力下，IAU最終確定了火星表面最具代表性的29種地形，並給予了正式的名稱。除了早期天文學家觀測到的反照率特徵之外，還包括：平原、高原、荒原、窪地、高地、山（山脈）、方山、山脊、丘陵、穹丘、峽谷、谷、溝、溝壟、峭壁、陡崖、滑坡、沙丘、蛇曲、沼澤、渾地、流地、迷宮、高原舌、坑鏈、暗斑、環形坑、碟形坑。

圖2. 水手谷（Valles Marineris）局部（圖源：由首次火星探測工程地面應用系統製作）

這些地形絕大多數都能在地球或月球上找到具有類似特徵的對照物，我們也可以從它們的名字中推測出其大致的樣貌。當然，火星上也存在著一些我們無法在地球和月球上觀察到的獨特形貌，而這也讓我們不禁讚歎於宇宙的神奇力量。與火星給人一種紅色沙漠的傳統印象截然不同，在這顆星球的南北兩極卻是一片千里冰封的冰雪世界，科學家們通常將這兩塊永久性的冰凍地帶稱為冰蓋，它的最上面覆蓋了一層季節性的乾冰，它在火星的每個秋季和冬季都會由大氣中的二氧化碳凍結而成，並在春季變暖進入夏季時昇華消失，每年大約有 25%的火星大氣會通過這些季節性的冰蓋進行循環。冰蓋下方的主體則是由水冰和從大氣中掉落的灰塵混合而成的數千層薄薄的層狀沉積物。在IAU的地形劃分上，冰蓋的主體部分通常稱之為高原，而其向周圍延伸、具有舌狀邊界的區域則稱之為高原舌。

圖3. 由北方高原（Planum Boreum）和雙子高原舌（Gemina Lingula）組成的北極冰蓋（圖源：由首次火星探測工程地面應用系統製作）

渾地是火星上獨特地形的一個典型代表，它是由一系列大小、形狀各異的崎嶇地塊雜亂無章地分佈在火星表面構成的，就像一片被巨大力量隨機翻動、打亂的拼圖，形成了一種極具視覺衝擊力的地貌景觀。這些地形可能是由於地下冰層的瞬間熔化或氣化導致地表塌陷而形成的。當這些冰層熔化時，上面的地殼會因為失去支撐而塌陷，形成了一大片破碎的區塊，通過縱橫交錯的溝壑鑲嵌在一起。

圖4. 亞蘭渾地（Aram Chaos）局部（圖源：由首次火星探測工程地面應用系統製作）

迷宮又是火星表面一種令人驚歎的地形，它由一系列縱橫交錯的峽谷和溝壑組成，就好像是一個錯綜複雜的巨大迷宮。在火星最著名的地理奇觀之一水手谷的西端，矗立著一座長約1200公里的諾克蒂斯迷宮，它清楚地展示出了一片蛛網般伸展的地塹群。科學家認為，這些神奇的迷宮是由於火星地殼運動和張力導致地表經歷了劇烈的拉伸和斷裂，從而形成了一系列縱橫交錯的峽谷和山脊網路，給人一種錯綜複雜、令人迷失的感覺。

圖5. 諾克蒂斯迷宮（Noctis Labyrinthus）（圖源：由首次火星探測工程地面應用系統製作）

Part.2

火星上的地理實體是如何命名的

火星上地理實體的命名可追溯到19世紀中期。在1840年出版的第一張火星反照率特徵圖中，天文學家約翰·海因里希·梅德勒和威廉·比爾就用a、b、c……等字母對這些明暗區域進行了簡單的標記，但並沒有給出具體的名稱。在隨後的二十年時間裡，那些最顯眼的反照率特徵被一些天文學家賦予了各種各樣非正式的名稱，而第一個進行系統性命名的天文學家是理查德·A·普羅克特，他在1867年繪製的火星地圖中，用參與火星製圖的幾個天文學家的名字對一些反照率特徵進行了命名。這一命名體系最終被喬凡尼·維爾吉尼奧·斯基亞帕雷利設計的新方案所取代，並一直沿用至今。他在其開創性的火星地圖中，用來自於古希臘、古羅馬的古典神話以及聖經中的人物、地點等名稱，對火星表面的這些「海洋」和「大陸」進行了系統性的命名。如廣為人們所知的埃律西昂（希臘神話中英雄死後靈魂前往的至福樂土）、塞壬海（名字求源於希臘海妖塞壬）。1958年，IAU成立了一個特別委員會，對歷史上遺留的一系列火星地名進行了規範化的管理，正式採納了128個反照率特徵的名稱，其中105個來自於喬凡尼·維爾吉尼奧·斯基亞帕雷利繪製的地圖，20個來自於其他天文學家繪製的火星地圖，另有3個由該特別委員會提出。這些反照率特徵名稱也成為了現代火星命名體系的地名之源。

隨著人類對火星的探索進入太空時代，返回的高畫質影像圖揭示了火星表面豐富的地形細節，對識別出的大量地理實體進行命名也成為了顯而易見的需求，而原先的經典命名體系顯然無法滿足這種命名需求上的巨大變化。在經過長期的討論和修訂後，IAU為反照率特徵之外的其他火星表面的地理實體制定了原則性的命名框架，從而建立了現代的火星地理實體命名體系。總體上，主要包含兩大部分：

針對火星表面分布最為廣泛的環形坑和谷這兩種地形，設定了專門的命名主題。對於火星表面密密麻麻的環形坑，它的命名取決於其直徑大小：直徑在50公里以上的環形坑以科學家的名字命名，特別是那些在火星領城做出過傑出貢獻的科學家，或者是對火星知識傳播有貢獻的作家或其他人物；而直徑在50公里以下的環形坑，則約定以地球上人口小於約10萬的居民點的名字來命名，這也是為什麼火星上的地名較少有著名城市的原因。而對於大量蜿蜒曲折的谷來說，其命名同樣取決於規模大小：規模較大的谷，用各個國家語言中表示「火星」或「星星」的單詞進行命名。如長約1700公里的「阿瑞斯谷」，是以希臘語的「火星」命名的；HuoHsing Vallis，則是中文「火星」一詞的威妥瑪拼音，現在的標淮譯名為「火星谷」。對於規模較小的谷，則以世界各地古典或現代的河流名稱進行命名。例如，以我國河流命名的「松花江谷」就是一條長340公里左右的小谷。

除反照率特徵、環形坑和谷三者之外的其他地形，則採用一條簡單的規則——即沿用附近的反照率特徵的名字；若附近不存在反照率特徵，則沿用附近環形坑的名字。這也是為什麼火星上，有許多不同地形的地理實體具有相同地名的原因。天問一號著陸區所在的烏托邦平原，就是根據其附近的反照率特徵「烏托邦」來命名的，而周圍還有同名的烏托邦峭壁。

在上述的命名體系框架下，任何團體或個人出於火星科學研究、製圖等需要，均可向IAU提出火星地理實體的命名申請，特別是各個國家的火星探測任務團隊，可以根據探測活動以及後續科學研究的需要進行批量的命名。截至2023年9月30日，IAU共批准了2050個火星地理實體的名稱，這其中有46個地名由於種種原因被廢棄。從歷年火星地名的命名數量來看，在1958年IAU正式採納126個反照率特徵名稱之後（根據行星命名辭典中的資料，128個古典反照率特徵中，其中有一個最終於1973年正式批准，另有一個被廢棄），隨後的兩次命名高峰分別出現在1973年和1976年，正是美國水手9號任務和維京號任務成功地對火星進行探測之後。而超過三分之一的火星地名來源於希臘、拉丁（及羅馬）文化的這一現象，也印證了在現代火星地理實體命名體系下，古典的反照率特徵名稱是火星地名之源的說法。作為兩個傳統的超級宇航大國，與美國和俄羅斯（含前蘇聯）的人物、地點和文化相關聯的火星地名數量遙遙領先於其他國家，而中國也有47個相關聯的名稱鐫刻在了火星上。火星地理實體的命名一直在持續進行之中，而隨著命名高峰的逝去，近些年來每年的命名數量基本穩定在數十個的體量。

圖6. 歷年火星地名命名數量（圖源：由首次火星探測工程地面應用系統製作）

圖7. 與各個國家的人物、地點及文化相關聯的火星地名數量（圖源：由首次火星探測工程地面應用系統製作）

Part.3

中國元素的火星地名

2021年5月15日，天問一號搭載的火星車「祝融號」成功著陸在火星北半球的「烏托邦平原」，標誌著中國成為第二個成功登陸火星的國家。為了便於祝融號末來巡視路線的規劃以及後續科學研究活動的開展，也為了紀念我國首次火星探測任務取得圓滿成功，我國向IAU提出了對天問一號著陸點附近共計22個地理實體進行命名的申請，並於2022年3月9日獲得了正式批准，這也是我國首次對火星地理實體的自主命名。

根據火星地理實體命名規則，在此次我國提交的22個火星地理實體命名申請中，有16個是環形坑，可以被賦予新的名稱，另有6個分屬於穹丘、溝和方山三種地形的地理實體則需按照就近的原則，沿用附近環形坑的名稱。這些環形坑的直徑均在50公里以下，這也決定了需要用地球上現有人口小於10萬的居民點來命名。如何在遵循國際命名規則的基礎之上，將中國悠久的文化歷史和民族特色融入到命名主題之中，是命名方案的首要考慮。而最終確定的兩條命名主線，則巧妙地結合了我國深厚的歷史文化底蘊：

第一條主線，是從火星「戰神」的名字含義聯想到我國春秋戰國的歷史，於是，春秋戰國時期各諸侯國的都城名稱成為了命名的首選。然而，這些歷史古都自古以來便是繁華富庶之地，到現在早已發展成了現代化的大都市，這顯然與IAU規定的人口小於10萬的居民點不符。因此，一個折中的方案在遵循規則的前提下，保留了原方案所蘊含的寓意：一批與春秋戰國時期各諸侯國古都的歷史遺蹟存在關聯的現今村鎮級地名，被用於天問一號著陸區內環形坑的命名。例如，「春秋五霸之首、戰國七雄之一」的齊國都城臨淄，其歷史的記憶如今仍為山東省淄博市的臨淄區所保留，但其龐大的城市規模和人口數量使得無法直接使用臨淄這個地名。而根據考證，齊國都城遺址位於臨淄區下轄的齊都鎮上，因此「齊都」成為了替代「臨淄」的最佳選擇，用於本次環形坑的命名。

第二條主線，則是在已經公佈的中國歷史文化名鎮中進行選擇。根據第一條主線所選擇的地點存在一個特點，即大多數地名集中在中原地區附近，這也與中原大地本身就是中華文明的發源與興盛之地密切相關。而來自於祖國天南海北、覆蓋廣泛區域的地名分佈則更能表現出我國幅員遼闊的雄偉之美。因此，一批保存文物特別豐富且具有重大歷史價值或紀念意義的、能較完整地反映一些歷史時期傳統風貌和地方民族特色的歷史文化名鎮被精心挑選出來，用於天問一號著陸區內環形坑的命名。如代表巴蜀之地平和安樂的「平樂」鎮，體現剛勁熱烈湖湘風情的「文家市」，盪漾著江南水鄉柔情的「周莊」，洋溢著濃濃西域風情的「魯克沁」，等等。

天問一號著陸區地理實體名稱

圖8. 天問一號著陸區地理實體名稱分佈（圖源：由首次火星探測工程地面應用系統製作）

天問一號著陸區火星地理實體的成功自主命名，激發了我國人民強烈的民族自豪感和對火星地名的濃厚興趣。而在此之前，火星上就已經存在了21個與我國有關聯的地名。1973年，IAU出於「命名應體現國際化」的考慮，公佈了最早3個與中國有關的地名，除「火星谷」外，還有分別以西漢天文學家劉歆、東漢天文學家李梵命名的2個環形坑，而後又相繼從《泰晤士世界歷史地圖集》等地圖中，帶有一定隨意性地選取若干中國地名為小型環形坑與谷進行了一系列命名。而在此次自主命名之後，也有「岱陽」「烏坎」、「朱範」和「嫩江谷」4個與中國相關的地名獲批，均是國內行星科學家出於論文發表等科研需求，對其研究所涉及的地理實體進行的命名。

與中國關聯的其他火星地理實體名稱

Part.4

結束語

火星地理實體的命名，不僅具有重要的科學意義，同時也有著深刻的文化和社會意義，它還是世界各國航天實力的體現。而我們在自主開展的火星地理實體命名中，以探測活動和科學研究為牽引，以火星地理實體命名規則為準則，融入了古往今來的歷史、四方上下的空間，展現了宇宙級的「中國式浪漫」。「天問」是我們中華民族對自然和宇宙空間探索的文化傳承，也是對科學創新永無止境的追求，相信隨著我國月球與行星探測活動的不新開展，今後不僅在月球和火星、乃至其他星球上都會留下越來越多的中國印記和自主命名的、具有中國特色的地理實體名稱。

參考文獻:

1.熊雅穎, 張舟斌. 怎樣把名字寫在火星上？那些火星上的中國地名. 中國國家地理, 2022年第09期

2.IAU WGPSN. Gazetteer of Planetary Nomenclature. https://planetarynames.wr.usgs.gov/

3.Tenielle Gaither and Rosalyn Hayward. PLANETARY NOMENCLATURE: A Brief History and Overview. https://www.lpi.usra.edu/publications/newsletters/lpib/new/planetarynomenclature/

4.Wikipedia. Classical albedo features on Mars. https://en.wikipedia.org/wiki/Classical_albedo_features_on_Mars

作者簡介：

張舟斌：中國科學院國家天文臺高級工程師，主要從事月球與行星地名研究，參與中國首次月球地理實體命名，以及嫦娥三號、四號、五號和天問一號著陸區地理實體命名工作。

來源：中國科學院國家天文臺