火星大气查看源代码讨论查看历史

         

火星大气

[1]来自 搜狗 的图片

火星周围也笼罩着大气层，与地球大气层相似。火星大气层的主要成分是二氧化碳，其次是氮、氩，此外还有少量的氧和水蒸气。火星大气层与地球大气层都有氮存在，这是火星与地球最大的相似之处。 火星大气的密度不到地球大气的百分之一，表面大气压500～700帕。

大气组成

二氧化碳

二氧化碳是火星大气主要成分。冬天时，极区进入永夜，低温使大气中多达25%的二氧化碳在极冠沉淀成干冰，到了夏季则再度升华至大气中。这个过程使得极区周围的气压与大气组成在一年之中变化很大 。

氩气

和太阳系其他星球相比，火星大气有着较高比例的氩气。不像二氧化碳会沉淀，氩气的总含量是固定的，但也因为二氧化碳会在不同时间进出大气，氩气在不同地点的相对含量会随时间而改变。近期卫星资料指出，南极区在秋季时氩气含量提高，到了春季则会降低。

水汽

火星大气变化显著。当夏季二氧化碳升华回大气时，它留下微量的水汽。季节性、时速接近400公里的风吹离极区，带着大量的沙尘与水汽，其中水汽造就了霜与大片卷云。这些水冰云由机会号于2004年摄得。2008年七月31日，NASA凤凰任务的科学家证实地下冰的发现。凤凰号的更多分析将确认这些冰是否曾为液态，或包含生命必需的有机物。凤凰号的热电传导性探针（Thermal and Electrical Conductivity Probe）显示当地大气中的水分在火星晚上时会消失，同时土壤的水分则会增加。

甲烷

火星大气中含量为十亿分之一级（ppb）的微量甲烷，首次的发现来自2003年一支在NASA戈达德太空飞航中心的团队。2004年三月，火星快车号和自地面观测的加法夏望远镜也支持甲烷的存在，浓度约10ppbv。甲烷的存在十分吸引人，因为这是不稳定的气体，要存在必有某种来源。据估计，火星每年必须产生约270公吨的甲烷，但由小行星带来的只占0.8%。虽然地质活动也可提供，但火星近期缺乏火山活动，热液活动、热点等是甲烷来源的可能性就较低。微生物（如甲烷古菌）也可能是来源之一，但尚未证实。

甲烷的分布不是全球性的，表示它在充分分布均匀之前就已被破坏，不过这也指出它必不时的释放至大气。目前计划于寻找可能的伴随气体，藉以推测来源的形式：在地球海洋中，生物产的甲烷常伴随着乙烯，而火山作用产生的甲烷则伴随着二氧化硫。

2005年，研究发现橄榄石与水、二氧化碳于高温高压下蛇纹岩化（serpentinization）后可产生甲烷，过程与生物无关。在地表下几公里深即可满足反应的温压条件，且计算如果要维持目前甲烷浓度几十亿年，所需的橄榄石量并不多，增加了甲烷无机来源的可能。而如果要证明正确，就得发现此反应的另一产物蛇纹岩。 欧洲空间局发现甲烷的分布不均匀，但却和水汽的分布相当一致。在上层大气这两种气体分布均匀，但在地表却集中在三处：阿拉伯地、埃律西昂平原和阿卡迪亚平原。西南研究学院的行星科学家David H. Grinspoon认为甲烷与水汽分布的一致性增加了生物来源的可能，不过生命如何在火星如此不友善的环境下生存仍然未知。如果要证明甲烷的分布与生物有关，探测船或登陆艇需要携带质谱仪，分析火星上碳12与碳14的比例（即放射性碳定年法），便可辨别出是生物还是非生物源。2012年，火星科学实验室将会测量二氧化碳与甲烷中的同位素。

2013年9月19日，根据从好奇号得到的进一步测量数据，NASA科学家报告，并没有侦测到大气甲烷（atmospheric methan）存在迹象，测量值为0.18±0.67ppbv，对应于1.3 ppbv上限（95%置信限），因此总结甲烷微生物活性概率很低，可能火星不存在生命。但是，很多微生物不会排出任何甲烷，仍旧可能在火星发现这些不会排出任何甲烷的微生物。

存在生命证据

德国《明镜》周刊报道，正在火星轨道上转动的欧洲航天局“火星快车”的观测结果，证实了过去一些科研小组的结论：在火星大气层中含有甲烷，这为火星上可能有以微生物形式存在的生命，提供了进一步的证据。甲烷俗名叫沼气，即使在地球上，现在也有细菌之类的一些微生物，它们依靠从氢和二氧化碳中制造的甲烷维持生命，从而可以在没有氧气的环境下生存。科学家根据化学知识认为，如果火星上有甲烷存在，这些甲烷不能产生很久，最多也不过是在几百年前形成。因此，这里必然有一个能不断向火星大气提供甲烷的“源泉”。这个“源泉”有三种可能：一是外来的小行星或彗星等碰撞火星带来甲烷；二是火星火山爆发喷出的；三是火星上微生物制造出来的。从而证实火星有生命的观点，最后一种可能最受欢迎，因为这本身就是证实。此外，科学家根据现有观测完全排除第一种可能。对于第二种可能分析上有些麻烦。首先，目前火星上没有活火山，但是科学家说，这并不说明问题，因为根据“火星快车”对火星上的死火山的观测，它们有的甚至是在几百万年前才成为死火山，而以前的几十亿年一直活跃。而且，即使甲烷来自火山喷发，也无损于科学家猜测火星有生命，因为火山喷出的岩浆使表面下的水以液体形式存在，从而易于生命存在。

探测计划

此项目由低成本火星探测计划——“侦察（Scout）”提供资金。美国宇航局的首个“火星侦察” 任务是建造凤凰号火星车，并计划在今年8月发射。除此火星车研究合同之外，美国宇航局还奖励位于圣路易斯的华盛顿大学的研究人员80万美元，因为他们参与研制了名为ExoMars的欧洲火星科学任务。此任务计划于2013年发射，将用来搜寻火星上今生前世的火星生命。

美国宇航局还奖励加州大学150万美元，因为他们提供了二个技术建议，此技术可以为ExoMars和其它未来火星探测器开发新的仪器。此仪器将能探测和分析火星上的有机物质。