科学家解释关于火星大气的成分、气候和天气

火星今天稀薄的大气层主要由二氧化碳构成，这是这位艺术家的例证

火星是一个在很大程度上显示气候变化的星球。尽管它的大气层曾经足够厚，可以在水面上运行，但今天的水要么是稀缺要么是不存在的。今天的大气也太薄，无法轻易地支持我们所知道的生命，尽管生命可能存在于古代。

火星的气候来自各种各样的因素，包括它的冰帽、水汽和沙尘暴。有时，巨大的沙尘暴会覆盖整个星球，持续数月，使天空变得模糊而红。

火星的大气是由什么构成的?

火星的大气层比地球稀薄100倍，而二氧化碳则是95%。这是它的组成部分，根据NASA的事实表:

二氧化碳:95.32%

氮:2.7%

氩:1.6%

氧气:0.13%

一氧化碳:0.08%

此外，少量的水，氮氧，氖，氢-氘氧，氪和氙

气候和天气

火星的早期(特别是在35亿年前)火星的表面有足够的水来运行水。轨道图片显示了广阔的河流平原和可能的海洋边界，而几个火星探测器发现了表面有水浸透的岩石的证据(如赤铁矿或粘土)。然而，由于人们仍然知之甚少的原因，火星大气层变薄了。

最主要的理论是，火星的轻引力，加上它缺乏全球磁场，使得大气很容易受到太阳风的压力，来自太阳的源源不断的粒子流。在数百万年的时间里，太阳的压力把较轻的分子从大气中剥离出来。这一过程正被NASA的MAVEN(火星大气和挥发性进化)任务所调查。其他研究人员假设，一个小体的巨大撞击可能会使大气消失。

火星稀薄的大气和离太阳较远的距离意味着火星比地球冷得多。平均温度大约是零下80华氏度(零下60摄氏度)，尽管在冬天的时候，极地附近的零下195度(零下125摄氏度)，在赤道附近的温度高达70华氏度(20摄氏度)。

火星的大气层比地球稀薄大约100倍，但它仍然足够厚以支持天气、云和风。火星表面也有辐射，但这不足以阻止火星的探索;好奇号漫游者的分析发现，一个火星任务与欧洲航天局的宇航员的辐射指导方针相当，尽管它确实超过了NASA。

巨大的尘埃恶魔通常会踢出覆盖火星表面的氧化铁尘埃。灰尘也是大气的永久组成部分，在北方的秋冬季节里，它的含量更高，而北方的春季和夏季则更低。火星上的沙尘暴是太阳系中最大的，能够覆盖整个星球，持续数月。这些通常发生在春季或夏季。

一种解释为什么沙尘暴能在火星上如此大的原因是空气中的尘埃粒子吸收阳光，使火星周围的大气变暖。温暖的空气流向寒冷的地区，产生风。强风将更多的灰尘从地面上吹起，从而使大气温度升高，增加了更多的风，并扬起更多的灰尘。2015年的一项研究进一步表明，火星的动量——受其他行星的影响——在沙尘暴季节的早期阶段，产生了环绕地球的沙尘暴。

有时，它甚至会在火星上下雪。火星的雪花是由二氧化碳而不是水制成的，被认为是非常小的颗粒，会产生雾效应，而不是像下雪一样出现。火星的南北两极被冰覆盖，大部分是由二氧化碳而不是水构成的。

美国国家航空航天局表示，季节性的变化是由于二氧化碳冰盖的波动和减弱，大气中移动的尘埃，以及在地表和大气之间流动的水汽。(大部分水来自于北极冰帽，在火星夏季，当二氧化碳从瓶盖中蒸发时，它会被暴露和升华。)

“在冬季，极地的温度足够冷，可以使大气中的二氧化碳(二氧化碳)凝结成冰。”然后，二氧化碳在春季和夏季将冰帽升华，回到大气中。

“在北半球，二氧化碳的冰帽在夏天完全消失了，覆盖了一种多年生的H2O冰帽。在南半球的夏季，一个小的二氧化碳覆盖的冰帽存活了下来;这种常年的冰帽被南极所抵消。在火星的一年中，这种二氧化碳在冰面上的循环会使大气质量变化百分之十。

到2017年，有几个轨道任务监测火星的长期气候变化，包括:

ExoMars追踪气体轨道器(欧洲空间局或ESA)

MAVEN(NASA)

火星快车(ESA)

火星奥德赛(NASA)

火星轨道飞行器任务或曼加里安(印度研究空间组织)

火星勘测轨道飞行器(NASA)

目前的地面任务包括NASA的“好奇号”和“机遇号”。其他的地面任务计划将在未来几年内完成，包括美国宇航局2020年的火星探测器和来自欧洲航天局的ExoMars探测器。

生命的可能性

火星可能曾经生活过。有些人猜想，今天可能还存在着生命。一些研究人员甚至推测，地球上的生命可能已经播种了火星，或者火星上的生命播种地球。上世纪70年代末，维京人曾在火星上寻找生命，但却空空如也。今天，其中一些结果仍然存在争议，特别是其中一种土壤被加热，然后检查有机物的情况。虽然维京人没有发现任何有机物，但其他研究人员对其失败有不同的解释(例如，仪器对探测生命不敏感)。

海洋过去可能已经覆盖了火星表面，为生命的发展提供了一个环境。尽管今天的红色星球是一个寒冷的沙漠，研究人员认为液态水可能存在于地下，为任何可能存在的生命提供了一个潜在的避难所。几项研究表明，地表下有大量的水冰。

在火星的斜坡上有时会出现一种叫做“循环坡”的特征。2015年，研究人员宣布，在这些特征中发现了水化盐，这表明RSLs在它们体内有一种咸水——这种环境可能适合某种形式的极端生活。然而，2016年和2017年的更多研究对这一理论提出了质疑。一项研究表明，水可能来自火星大气，而另一些人则认为RSLs是由于干燥的沙子造成的。

美国国家航空航天局的“好奇号”探测器目前正在火星上寻找可居住的环境，这一任务始于2012年。美国国家航空航天局(NASA)的“2020年火星探测器”(Mars 2020 rover)预计将会上升一个等级，其中包括缓存潜在的样本，并在未来的任务中提取生物签名。欧空局还计划自己的生物签名探测车作为ExoMars任务的一部分。挑战在于，这些探测器虽然强大，但却无法携带同样类型的复杂实验室设备，这些设备通常用于地球上，在旧岩石样本中寻找生命迹象。而且，即使是地球样本也很难通过生命测试，因为地质签名可以伪装成生命;例如，2016年和2017年在格陵兰和魁北克的古代生活的发现是有争议的。