火星自轉與子午灣

每隔26個月火星都會運行至與地球和太陽連成一線，此時陽光直接照射火星向著地球的一面，位相達至圓滿，亦即是特別天文現象「火星衝」。此時如若透過可觀中心20吋研究級天文望遠鏡拍攝火星大特寫，能清楚見到褐紅色的表面和較深色的地形，以及位於火星南極的白色冰層，亦即極冠，好比地球南北極的冰帽一般。

火星的自轉周期是24.6小時，自轉軸傾斜成25°，與地球的23.9小時自轉及轉軸傾斜成23.5°非常相似，所以擁有分明的四季。早於二百年前，天文學家已透過望遠鏡觀測到火星的自轉以及擁有不同的地形特徵。1830年代，德國富有的銀行家暨天文學家威廉·比爾(W. Beer)建立了私人天文台並聘任了天文學家馬德勒(J. H. Mädler)，他們準確地初步測定了火星自轉周期及繪製了世界上首張火星地圖，更以火星上的一個圓形地貌作為地圖的參考點。1877年著名的意大利天文學家斯基帕雷利(G. Schiaparelli)以這個點作為火星圖的本初子午線，那就被命名為「子午灣(Sinus Meridiani)」。到了探索火星的太空時代，由於需要更準確的參考點，科學家利用1970年代水手9號飛抵火星後拍攝的照片，找到子午灣中一個只有0.5公里寬的隕石坑，將其命名為Airy-0作為火星的本初子午線(經度0°的位置)，一直沿用至今。

Photo credit: 美國地質調查局USGS Astrogeology Science Center

有趣的是，在1975年維京號探索火星任務的年代，火星圖以行星面座標系統(planetographic system)定義，經度值0°-360°是向西方發展的，所以在觀測者眼中當火星西向東自轉時，隨時間所看到的就是按經度值遞增的地區。而到了千禧年代，登陸火星的任務變得頻繁，人類登火已成為可見未來的目標，國際天文聯會(IAU)接納火星的行星中心座標系統(planetocentric system)，經度值0°-360°是向東方發展，與我們一向熟悉的地球經度類似。例如火星著名的奧林匹斯火山，在舊有火星圖上標示其經度值是134°，在最新的網上火星圖則是寫226°(又或是134°W)