水星的磁场
水星有没有磁场？70年代以前，也是谁都不知道。而一般估计，这么小的一个天体大概是不会有磁场的。
1973年11月，第一个也是到目前为止唯一的一个水星探测器发射成功，它的既定考察任务中，有一项就是探测水星究竟有没有磁场。它就是美国的“水手10号”探测器。探测器曾经3次从水星上空飞过，那是在1974年的3月29日和9月21日，以及1975年3月16日。
“水手10号”第一次飞越水星时，最近时距水星只有720多公里。探测器上的照相机在拍摄布满环形山的水星地貌的同时，磁强计意外地探测到水星似乎存在一个很弱的磁场，而且可能是跟地球磁场那样有着两个磁极的偶极磁场。水星表面环形山和磁场的发现使科学家很感兴趣，因为这些都是前所未知的。但是，磁场的存在必须得到进一步的证实，这就要等待到“水手10号”与水星的另一次接近。
水星上既无水，也没有空气。水星外观同月球相似，只是水星上有更多的环形山，高地平原参差不齐。与月面有所不同的是，水星表面分布着隆起的陡壁和山脊，宛如苹果因水分蒸发而表面收缩形成的皱纹。水星表面宁静、平滑，过去可能发生过火山活动，有火山熔岩形成的平面状地区，还遍布着大大小小的陨石坑。水星上有一个巨大的同心圆构造，它位于赤道地带，直径约有1300千米，被科学家命名为“卡路里盆地”。水星表面有100多个具有放射条纹的坑穴，还有大量断崖，有的长达数百千米。水星的密度与地球接近，并有一全球性的磁场。水星磁场的发现，表示水星内部可能是一个高温液态的金属核，这个既重又大的铁镍内核直径超过水星直径的1/3，有整个月球那么大。水星磁场强度只有地球的1%，磁力线的分布图形简直就是地球磁场按比例的缩影。
总之，水星没有空气，没有水分，也没有卫星。其上的温差很大，运行速度快，没有什么惊人的奇观，更没有任何生物痕迹。但是水星这种既像月球又像地球的特征，是宇宙中物质多样性的生动证明，也是研究太阳系形成和起源的宝贵资料。
5.因其外表而得名的火星
火星
因为火星的火红色，炽热的神秘外表，总令人浮想联翩，自古就吸引着人们，而希腊文明更是冠之以战神之名。不过此时人们观测火星的目的就如同其他天体般，大部分是为了占星，而真正为了科学目的的是在十七世纪之后，例如开普勒在提出行星运动定律时就是依据第谷对于火星运行的大量而精密的观测资料。
乔瓦尼·夏帕雷里所绘之火星地图。
自从望远镜发明后，开始有更进一步的观测。第一个将望远镜往天上瞧的伽利略所见之火星只是一个橘红小点，而随着望远镜的发展，观测者开始辨别到一些明暗特征，而惠更斯依此测出火星自转周期约为24.6小时，他亦为首次纪录南极冠的人。而一开始大家各自观测，意见亦不一致，命名也未统一（例如用绘制者命名）。不过后来意大利的乔瓦尼·夏帕雷里（GiovanniSchiaparelli）统合了各家说法而绘制了一个较可信的地图，而命名取自地中海、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（lacus）海（mare）等水体，如太阳湖（SolisLacus——LakeoftheSun）、塞壬海（MareSirenum——theSeaofSirens）、最明显暗大三角——大塞地斯（SyrtisMajor）；而亮区则是陆地，如亚马逊（Amazonis），而这个命名系统也延续下来。
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，他把这些细线命名为水道（canali），不过后来就被曲解了。
后来由于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海洋的说法。
帕西瓦尔·罗威尔（PercivalLowell）用小倍数望远镜观察到了火星运河，他宣称那些火星表面的痕迹显然是人工挖掘的运河，并认为一些地区亮度随季节而改变是由于植被消长引起。风靡大众的火星科幻中的火星人亦源于此。那些表面线条现在知道大部分并不真的存在，在一些情形中，那是古老的干水道或峡谷。火星表面颜色的改变则是因为发生火星尘暴。
火星地形图，青蓝色以北为北方低原，绿色以南则为南方高原，而醒目的塔尔西斯地区则是西半球（左半）的深红色区域，埃律西姆地区则是右边的小红色区。南方高原中亦有两个大盆地，分别是阿尔及尔平原（西）与希腊平原（东）。
地理
不像水星陨石坑遍布，火星多了更多样的地形，有高山、平原、峡谷，但由于重力较小等因素，火星亦有很不同的地方。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，流水侵蚀而成的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。而除此之外，火星更有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（TharsisBulge）、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（TyrrhenaPlatera）。
在西半球的塔尔西斯高原高约14公里，伴随着盛行火山作用的遗迹，其中五座大火山皆为盾状火山，包括太阳系最高的奥林帕斯山，有21.287公里高，550公里宽。其他四座包括艾斯克雷尔斯山（AscraeusMons）、帕弗尼斯山（PavonisMons）、阿尔西亚山（ArsiaMons）和亚拔山（AlbaPatera）──以体积和1600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（ElysiumMons）为主体，北南各有较矮的赫克提斯山（HecatesTholus）和欧伯山（AlborTholus）。
峡谷、河谷
在塔尔西斯高地东部有太阳系内最大的峡谷地貌：水手号峡谷（VallesMarineris）是一个4000公里长7公里深、复杂的大峡谷，是塔尔西斯高原形成时地壳张裂而形成。西起诺克提斯迷宫（NoctisLabyrinthus）、东经大片混沌地形（Choas）再转北入克里斯平原（ChrysePlanitia）。而克里斯低原更有数条峡谷（或河谷）“流入”，如卡塞峡谷（KaseiValles），而各峡谷末端常有泪珠状“岛屿”——也就是水流侵蚀的地形。
由于火星的自转轴有明显倾斜，亦有明显的四季变化，不过一季约为地球的两倍长。另一不同于地球的是，火星的轨道离心率比地球大，就是火星近日点、远日点的差别较大，当位于近日点时，南半球处夏季，比北半球远日点夏季所造成的升温更强，而北半球的冬天亦比南半球的冬天冷。
大气环流
火星大气环流主要为单胞环流，由赤道相对热空气上升，漂至极区下沉，再沿地面回到赤道。另外，在火星的夏半球，极冠的二氧化碳升华进入大气，使气压升高；而冬半球由于二氧化碳凝华，气压下降，由于进出大气的二氧化碳量高达25%，造成南北压力差，空气便倾向由高压的夏半球流向低压的冬半球，形成另一依季节而变向的环流。因此火星的天气系统趋向成为全球性的，例如尘暴。
尘暴
由于火星气压低，当太阳甫照地表时，大气便能快速增加动能，风速大，加上低重力，尘埃很容易被卷入空中。而就在南半球春夏季时，增温快，易形成强烈的风，卷起的狂沙再加强增温，风速更快，终于形成尘暴，从太空可看到一片褐色尘云旋转、移动。而这些区域性尘暴有些甚至发展成全球性尘暴，将整个星球笼罩在橘雾之下。水手9号到达火星的时候，火星被全球性尘暴遮住而无法观测。
尘卷风
地球干燥沙漠地常发生，在火星也一样常见。尘卷风（dustdevils）宛如迷你形龙卷风，当地表被加热时，上方空气变上升、旋转，挟带砂石，在地表上游走，在经过的地方因为把上层浅沙带走，留下深色轨迹。
火星的云层与南极冠
云
火星的云不像地球那么多又较厚实，由于冷、干、气压低，火星的云通常不多且薄，有些是水冰构成，有些是干冰构成，如果参杂沙尘则由白色变成黄色的黄云，另外一些常见的云，如：塔尔西斯山区和埃律西姆山区的山云、哈伯太空望远镜中常见的赤道云、火星边缘的蓝色云霭等。
古人观测火星时，认为火星在位置上及亮度上都常变不定，故又称“荧惑”，在星占学上象征残、疾、丧、饥、兵等恶象。“荧惑守心”是火星留守在“心宿”（天蝎座）的天文现象，“心宿”主要是有三颗星，中间这颗最亮，代表皇帝，旁边的两颗代表太子、庶子，“荧惑守心”是一个很罕见的天象，被认为是最不祥，可能出现两种结果一是皇帝驾崩，或是宰相下台。西汉成帝绥和二年（7年），天文台观测到了“荧惑守心”的天象，宰相翟方进被汉成帝赐了毒酒自杀。翟方进死没几天，汉成帝突然暴毙[3]，王莽后来称帝，翟方进之子翟义起兵反王莽。中国史籍中记载“荧惑守心”记录共二十三次，中国历史上所有实际发生过的“荧惑守心”天象共三十八次。
迄今，人类已发射了约30个火星探测器。从1962年苏联发射火箭号系列探测器、1964年美国发射水手号系列探测器起，开始了探测火星的历程。
苏联于1962年11月1日发射火星1号探测器。这个火星探测器高3.3米，直径1.1米，重863千克，装有拍摄火星表面照片并传回地面的摄像装置，还有考察火星上有机物、磁场、辐射带等观测仪器。4个月后，它在距离地面1亿多千米的地方与地面通信中断，没有完成探测任务。1971年5月10日和28日发射的火星2号和3号探测器，半年后进入火星轨道，其中火星3号着陆舱还在火星表面软着陆，虽然仅发送20秒钟电视信号，但它是第一个到达火星表面的探测器。1973年7月26日发射的火星5号于1974年2月12日进入火星轨道，成为火星的人造卫星，发回首批火星照片。1973年8月5日发射的火星6号，在着陆过程中对火星大气进了观测，发回了火星大气参数。1973年8月9日发射的火星7号于1974年3月9日在距火星1300千米处飞过，但该火星着陆器发生故障，使登陆失败。15年后，1988年7月7日和12日前苏联又相继发射福波斯1号和2号两个火星探测器，但它们在太空飞行200天到达接近火星的轨道后与地面失去联系，探测失败。
美国从1964年起发射水手号系列探测器，其中有4个成功地探测了火星。1964年11月28日升空的水手4号于1965年7月14日从离火星约1万千米的地方掠过，第一次对火星作了近距离考察，探测到火星的大气密度不足地球的1%，还拍摄了212张照片，从中可鉴别出火星的约300个火山口，火星表面布满环形山和沙漠。1969年2月24日和3月27日发射的水手6号和7号，于7月31日和8月4日在距火星约3400千米处飞过，对火星的大气成分和结构作了探测，发现火星上到处是沙漠和大大小小的含铁硅酸盐岩石。1971年5月30日发射的水手9号于11月14日进入火星轨道飞行，拍摄了70%的火星表面，传回7000多张火星照片。其中第一张照片从根本上否定了火星存在运河的说法，因为从照片上看到的是如同沙漠里一样的由火星风形成的沙粒带状条纹。这些照片只发现了许多干涸的河床，其中有的长达1500千米，宽200千米，这表明火星上可能曾经存在过液态的水。水手9号拍摄的火星照片，为后来海盗号在火星着陆探测选定了地点。
1975年8月20日和9月9日，美国先后发射两个海盗号探测器。它们在进入火星上空时轨道舱绕火星飞行，着陆舱则在火星表面上软着陆，1976年7月20日和9月3日它们先后在火星软着陆后，着陆舱经轨道舱中继向地球发回探测数据。共发回5万多张火星照片。还对火星表面的土壤取样化验分析，结果表明，火星上没有发现任何生命存在的痕迹，也未探测到火星上有任何有机分子。