爲什麼火星上的大氣比地球上的稀薄的多?

黑洞家的鏟屎官

火星大氣壓力不到地球的1%,主要由二氧化碳、氮氣、氬氣等組成,平均分子量為43.34,大氣標高約11公里;而地球大氣主要由氮氣、氧氣、氬氣組成,平均分子量為29,大氣標高為7-9公里。由此你也可以看出,一個星球能維持怎樣的大氣層主要和它的質量有關,當然也有其它一些因素。

1、火星質量比地球低很多,其引力比地球更難以維持大氣層,大氣洩露到太空中的速度比地球快得多。科學家們研究認為,火星形成時大氣濃度也是很高的,但很快就洩露到了較低的水平。如果我們乘坐飛船離開地球,100億年後再回來,地球還存在的話,其大氣層也會損失到很低的水平。

2、火星沒有磁場,或磁場很弱,大氣被太陽風吹走了。比如氫這種很輕的元素,幾乎就完全沒法在岩石行星上以氣體的形式存在,地球和火星上的氫都早已被太陽風吹走了。

3、火星溫度很低,大氣壓力更小。由於火星遠離太陽,其表面溫度很低,一些潛在的大氣成分(比如二氧化碳)被凍結在兩極。

4、地球上的大氣可以從放射性物質中獲得補充。火星上放射性元素的丰度尚不清楚,但太陽系形成時,越重的元素越容易沉積到靠近太陽的行星中,所以地球可能比火星有更多的放射性元素,這讓地球可以維持內部液態地核的熱量,產生全球性的磁場,不讓太陽風吹走更多的氣體,還可以經由衰變產生更多的氣體

補充到大氣層中

5、最重要的是,地球上有生命,可以經由代謝過程保持大氣層中的氮氣和氧氣,而不是任它們與礦物質發生反應沉積下來。火星由於沒有生命,氧氣和鐵生成氧化鐵,遍佈火星表面,因而火星也成為了紅色星球。這些塵埃還經常被掛到大氣中,形成沙塵暴,甚至是全球性的沙塵暴,當前就有一場全球性的沙塵暴正在火星肆虐,美國的機遇號火星車因為是太陽能的,目前已處於休眠狀態,能不能再次醒來都還要打個問號。

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徐德文

火星大氣濃度大概只有地球的1%,因此火星上大氣活動有時雖然看起來十分劇烈,但實際上威力卻很小。

火星被認為歷史上也有濃厚的大氣,根據探測器發回的信息,火星表面也有大量的水,但是隨著大氣的剝離,水分也逐漸被蒸發,逸散到宇宙中,只保留了一些固體水,或者在火星地下深處仍會有液態水存在。近期席捲火星的超級沙塵暴,看起來聲勢浩大,但據NASA的工作人員說,這樣的沙塵暴其實威力比地球上的小得多,因為火星引力小,粉塵才更容易被吹起來,但威力大打折扣。

火星上現在仍有一定的大氣,大氣中甲烷的濃度呈現季節性變化的趨勢,推測火星上的火山或者其他一些通往火星內部的裂縫在不斷地釋放甲烷。火星大氣如今如此稀薄主要有兩個原因,火星質量小,逃逸速度更低,氣體分子更容易在自由運動中逃出火星;另外由於火星磁場很弱(或者說沒有?)來自太陽的恆星風(高能粒子束)逐漸將火星大氣剝離。

目前有兩種針對火星季節性波動的甲烷的猜測,一種是在原始火星大氣中逐漸形成的,後來部分被封存在地下被地質活動慢慢釋放出來;另一種是地下生物或者有機物相互作用(僅僅是推測之一,別當真)作用產生的,因為甲烷濃度呈現明顯的季節性波動。人類探索火星還有很多路要走,以後登陸火星後很可能獲得更驚人的發現。


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