火星大接近

　火星の直径は地球の半分程度と小さく、遠い時は表面のようすがよく観察できませんが、地球との最接近を迎えるころは火星が大きく見えるため、観察の好機となります

　火星には太陽系最大の火山であるオリンポス山があります。
　現在は火山活動は確認されていませんが、少なくとも数千万年前頃までは活動していたとみられています。
　オリンポス山の裾野の直径は約600km、高さは富士山の7倍近い27kmです。
　火星の赤道付近には、これまた太陽系最大級の渓谷、マリネリス峡谷があります。全長が約2,000kmにも及ぶ長大なもので、深いところでは10kmもの深さがあります。

火星の質量は

地球や金星と比べて火星の質量は小さい。太陽系の惑星移動のモデルであるグランド・タックモデルによると、木星は火星形成前に一度火星軌道程度まで太陽に近づき、後に現在の軌道に落ち着いたとしている。その際、火星の構成に使用されたであろう質量の小天体をはじき飛ばしてしまったため、火星が十分成長できなかった可能性を示唆している。

火星の大気は希薄で、地表での大気圧は約750Paと地球での平均値の約0.75%に過ぎません。逆に大気の厚さを示すスケールハイトは約11kmに達し、およそ6kmである地球よりも高い。これらはいずれも、火星の重力が地球よりも弱いことに起因しています。大気が希薄なために熱を保持する作用が弱く、表面温度は最高でも約20℃です。
　大気の組成は二酸化炭素が95%、窒素が3%、アルゴンが1.6%で、他に酸素や水蒸気などの微量成分を含む。
ただし、火星の大気の上層部は太陽風の影響を受けて宇宙空間へと流出していることが、ソビエト連邦の無人火星探査機のフォボス2号によって観測されています。
　したがって上記の火星の大気圧や大気組成は、長い目で見ると変化している可能性、そして今後も変化してゆく可能性が指摘されています。

　2003年に地球からの望遠鏡による観測で大気にメタンが含まれている可能性が浮上し、2004年3月のマーズ・エクスプレス探査機の調査による大気の解析でメタンの存在が確認された。現在観測されているメタンの量の平均値は体積比で約11±4 ppb です。

水の氷やドライアイスでできた極冠

　火星を望遠鏡で見ると、極地域に白く光る模様を見ることができます。これが極冠と呼ばれるもので、ドライアイスが積もったものです。
　季節によって大きさが変化し、大気との間で循環が起きていると考えられています。
　ESAが打ち上げた火星探査機「マーズ・エクスプレス」は、極地域の地下、極冠よりもはるかに広い地域に水の氷が含まれるとみられる凍土があることを確認しました。

水が流れてできた地形

　現在の火星の表面には、液体の水をたたえる海や川はありません。しかし、水が流れて浸食したような地形が数多く残されています。
　これはかつて、火星表面に大量の水があったことを物語っています。
　しかし、火星は地球よりも小さくその重力も小さかったため、蒸発して宇宙に逃げてしまったか、地球よりも寒冷な気候のために地下に氷結してしまったと考えられています。
　近年、アメリカが打ち上げた火星探査車「オポチュニティ」と「スピリット」によって、水があった環境下で作られたと考えられる鉱物も発見され、また、アメリカが打ち上げた探査機「マーズ･グローバル・サーベイヤー」の撮影した火星表面の写真から、ここ数年で新たに作られたと見られる地下水がしみ出して地表面を流れたような地形が見つかりました。
　このことから、火星には昔大量の水があり、現在でも地下には氷の形で存在し続けていることが、ほぼ確実視されています。

つめたく冷えきった内部

　火星は地球の約半分の大きさしかないため、現在の火星の内部は冷えて、液体核はないと考えられています。
　ケイ酸塩からなる地殻とその下のマントルは酸化鉄に富み、そのため表面が赤褐色に見えます。
　核は鉄・ニッケルの合金と硫化鉄からなっていると考えられています。