背景上我們看到一些藍綠色大塊——這是起先叫做“海”的，這名字一直延留到現在，正像月亮上的海一樣，雖然這兩種海現在都無人認為它是有水的地方。連線這些海的是一些較狹的暗紋，就是“運河”，這舊有的名字也隨著海一同延續下來。
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火星的四季
早期的觀測認為火星極冠區主要被冰雪覆蓋，但是最近的觀測認為，火星的大氣比我們的要稀薄得多，那層薄薄的大氣主要是由二氧化碳（９５．３％）加上氮氣（２．７％）、氬氣（１．６％）和微量的氧氣（０．１５％）和水汽（０．０３％）組成的。最細心的觀測告訴我們：火星大氣中的雲很少會遮蔽上面的景物。因為只有在大氣中水汽凝結時才會下雪的，所以火星的極區中不大可能下那麼大的雪。即使能在火星極區中下雪並且化去的雪量很少，積雪大概也只有幾厘米深。
火星表面的平均大氣壓強僅為大約７００帕斯卡（比地球上的１％還小），但它隨著高度的變化而變化，在盆地的最深處可高達９００帕斯卡，而在奧林匹斯山的頂端卻只有１００帕斯卡。但是它也足以支援偶爾席捲火星數十天之久的颶風和大風暴。火星那層薄薄的大氣層雖然也能製造溫室效應，但也只能提高其表面溫度５℃，比我們所知道的金星和地球的表面溫度少得多。
１９７６年，“海盜”號探測器接近火星，它發現火星的兩極覆蓋的物質主要是乾冰，而不是積雪，因此否定了火星表面存在水的猜想（科學家們現在相信，乾冰層的下面可能有冰水層）。那麼，火星的四季是怎麼形成的呢？當火星的一半球上春季漸過的時候，白色的極冠就逐漸減縮，這一半球的黑暗地方就更顯明、綠色更重。當夏季漸過而極冠完全或差不多完全化去時，這些黑暗地方就很顯然地衰落而變成褐色。關於這種季候變遷的早期看法是說由於植物造成的——在火星春季植物開始茂盛，而秋季來臨就又死去。當然這種說法已被證明是錯誤的。火星上看似季候變遷的現象根本不是植物的表現。那究竟是什麼原因呢？
科學家們開始把注意力集中到火星表面的土壤上。或許火星表層土壤是由粉紅色的類似長石的礦物構成的，或許是由一種地球上所沒有的礦物所構成的？有人推測，火星表層土壤是由一種性質類似塑膠的低價碳氧化物所構成。美國普林斯頓大學的地質學家迪特？哈格雷夫斯認為火星的表層土壤是由綠高嶺石構成。千百萬年前火星上的火成岩與火星上一度存在的山相互作用，形成了一層綠高嶺石外殼。當時不斷有大量隕石穿過薄薄的二氧化碳大氣層落在火星表面，隕石落下時的巨大沖擊產生了足夠的熱量，使火星表面某些區域的綠高嶺石轉變為紅色的磁性礦物；而隨後落下的隕石又將這些紅色的磁性礦物擊碎為細小的紅色塵土，隨風四散，分佈到整個火星表面，從而使火星呈紅色的外觀。
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火星的衛星
火星的兩顆衛星是１８７７年霍爾（Ｈａｌｌ）在海軍天文臺發現的。以前的觀測未曾見到它們，是因為這兩顆衛星異常的渺小。大概從沒有人想到過衛星會那樣小，因此也沒有人費神用大望遠鏡去細心尋覓。可是發現以後它們卻絕不是難以看見的東西了。當然對它們觀測的難易程度是要依靠火星在軌道中的位置以及相對我們地球的方位所決定的。在火星接近衝位的時候，有三四個月甚至６個月（依情形而定）的時間可以觀測它們。在近日點附近的衝時，甚至可以用直徑不到３０厘米的望遠鏡看見它們。究竟看出多麼小，是要依觀測者的技術和從眼中消去火星光的努力而定的。大致說來，一架直徑３０厘米至４５厘米的望遠鏡是必需的。看它們的困難完全因火星的光輝而起。如果能將這光輝除去，從更小得多的望遠鏡中也無疑是可以看見的了。因為這種光輝的緣故，外層的一顆較容易看見——雖然內層的那顆更為明亮。
霍爾把外層的衛星叫做“火衛二”（Ｄｅｉｍｏｓ），內層那顆叫做“火衛一”（Ｐｈｏ－ｂｏｓ），這兩個都是古神話中戰神（Ｍａｒｓ）的侍從。火衛一有一特點：它與火星之間的距離是太陽系中所有的衛星與其主星的距離中最短的，從火星表面算起只有 ６ ０００千米，它繞這顆行星旋轉一週只用７小時３９分，這比火星繞軸自轉一次的時間的三分之一還少。因此，在火星上看來，最近的“月亮”出於西方而沒於東方。
火衛二的公轉期間是３０小時１８分。這種迅速運動的結果便是在它一起一落之間要過去差不多兩天。
火衛一離火星表