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火星大氣

[1]來自 搜狗 的圖片

火星周圍也籠罩着大氣層，與地球大氣層相似。火星大氣層的主要成分是二氧化碳，其次是氮、氬，此外還有少量的氧和水蒸氣。火星大氣層與地球大氣層都有氮存在，這是火星與地球最大的相似之處。 火星大氣的密度不到地球大氣的百分之一，表面大氣壓500～700帕。

大氣組成

二氧化碳

二氧化碳是火星大氣主要成分。冬天時，極區進入永夜，低溫使大氣中多達25%的二氧化碳在極冠沉澱成乾冰，到了夏季則再度升華至大氣中。這個過程使得極區周圍的氣壓與大氣組成在一年之中變化很大 。

氬氣

和太陽系其他星球相比，火星大氣有着較高比例的氬氣。不像二氧化碳會沉澱，氬氣的總含量是固定的，但也因為二氧化碳會在不同時間進出大氣，氬氣在不同地點的相對含量會隨時間而改變。近期衛星資料指出，南極區在秋季時氬氣含量提高，到了春季則會降低。

水汽

火星大氣變化顯著。當夏季二氧化碳升華回大氣時，它留下微量的水汽。季節性、時速接近400公里的風吹離極區，帶着大量的沙塵與水汽，其中水汽造就了霜與大片捲雲。這些水冰雲由機會號於2004年攝得。2008年七月31日，NASA鳳凰任務的科學家證實地下冰的發現。鳳凰號的更多分析將確認這些冰是否曾為液態，或包含生命必需的有機物。鳳凰號的熱電傳導性探針（Thermal and Electrical Conductivity Probe）顯示當地大氣中的水分在火星晚上時會消失，同時土壤的水分則會增加。

甲烷

火星大氣中含量為十億分之一級（ppb）的微量甲烷，首次的發現來自2003年一支在NASA戈達德太空飛航中心的團隊。2004年三月，火星快車號和自地面觀測的加法夏望遠鏡也支持甲烷的存在，濃度約10ppbv。甲烷的存在十分吸引人，因為這是不穩定的氣體，要存在必有某種來源。據估計，火星每年必須產生約270公噸的甲烷，但由小行星帶來的只占0.8%。雖然地質活動也可提供，但火星近期缺乏火山活動，熱液活動、熱點等是甲烷來源的可能性就較低。微生物（如甲烷古菌）也可能是來源之一，但尚未證實。

甲烷的分布不是全球性的，表示它在充分分布均勻之前就已被破壞，不過這也指出它必不時的釋放至大氣。目前計劃於尋找可能的伴隨氣體，藉以推測來源的形式：在地球海洋中，生物產的甲烷常伴隨着乙烯，而火山作用產生的甲烷則伴隨着二氧化硫。

2005年，研究發現橄欖石與水、二氧化碳於高溫高壓下蛇紋岩化（serpentinization）後可產生甲烷，過程與生物無關。在地表下幾公里深即可滿足反應的溫壓條件，且計算如果要維持目前甲烷濃度幾十億年，所需的橄欖石量並不多，增加了甲烷無機來源的可能。而如果要證明正確，就得發現此反應的另一產物蛇紋岩。 歐洲空間局發現甲烷的分布不均勻，但卻和水汽的分布相當一致。在上層大氣這兩種氣體分布均勻，但在地表卻集中在三處：阿拉伯地、埃律西昂平原和阿卡迪亞平原。西南研究學院的行星科學家David H. Grinspoon認為甲烷與水汽分布的一致性增加了生物來源的可能，不過生命如何在火星如此不友善的環境下生存仍然未知。如果要證明甲烷的分布與生物有關，探測船或登陸艇需要攜帶質譜儀，分析火星上碳12與碳14的比例（即放射性碳定年法），便可辨別出是生物還是非生物源。2012年，火星科學實驗室將會測量二氧化碳與甲烷中的同位素。

2013年9月19日，根據從好奇號得到的進一步測量數據，NASA科學家報告，並沒有偵測到大氣甲烷（atmospheric methan）存在跡象，測量值為0.18±0.67ppbv，對應於1.3 ppbv上限（95%置信限），因此總結甲烷微生物活性概率很低，可能火星不存在生命。但是，很多微生物不會排出任何甲烷，仍舊可能在火星發現這些不會排出任何甲烷的微生物。

存在生命證據

德國《明鏡》周刊報道，正在火星軌道上轉動的歐洲航天局「火星快車」的觀測結果，證實了過去一些科研小組的結論：在火星大氣層中含有甲烷，這為火星上可能有以微生物形式存在的生命，提供了進一步的證據。甲烷俗名叫沼氣，即使在地球上，現在也有細菌之類的一些微生物，它們依靠從氫和二氧化碳中製造的甲烷維持生命，從而可以在沒有氧氣的環境下生存。科學家根據化學知識認為，如果火星上有甲烷存在，這些甲烷不能產生很久，最多也不過是在幾百年前形成。因此，這裡必然有一個能不斷向火星大氣提供甲烷的「源泉」。這個「源泉」有三種可能：一是外來的小行星或彗星等碰撞火星帶來甲烷；二是火星火山爆發噴出的；三是火星上微生物製造出來的。從而證實火星有生命的觀點，最後一種可能最受歡迎，因為這本身就是證實。此外，科學家根據現有觀測完全排除第一種可能。對於第二種可能分析上有些麻煩。首先，目前火星上沒有活火山，但是科學家說，這並不說明問題，因為根據「火星快車」對火星上的死火山的觀測，它們有的甚至是在幾百萬年前才成為死火山，而以前的幾十億年一直活躍。而且，即使甲烷來自火山噴發，也無損於科學家猜測火星有生命，因為火山噴出的岩漿使表面下的水以液體形式存在，從而易於生命存在。

探測計劃

此項目由低成本火星探測計劃——「偵察（Scout）」提供資金。美國宇航局的首個「火星偵察」 任務是建造鳳凰號火星車，並計劃在今年8月發射。除此火星車研究合同之外，美國宇航局還獎勵位於聖路易斯的華盛頓大學的研究人員80萬美元，因為他們參與研製了名為ExoMars的歐洲火星科學任務。此任務計劃於2013年發射，將用來搜尋火星上今生前世的火星生命。

美國宇航局還獎勵加州大學150萬美元，因為他們提供了二個技術建議，此技術可以為ExoMars和其它未來火星探測器開發新的儀器。此儀器將能探測和分析火星上的有機物質。