火星是太阳系中的八大行星之一,属于类地行星,自转周期、自转轴倾角均与地球相近,直径约为地球的53%,质量约为地球的11%。公转一周约为地球公转时间的两倍。地表赤铁矿是火星程橘红色的原因。
火星和地球一样拥有多样的地形,有高山、平原和峡谷,大部分是沙漠、地表沙丘和砾石。2015年9月28日,美国宇航局公布,火星上有少量的水。2018年7月25日,科学家又发现,火星上有液态水湖(地下湖)。
火星大气既稀薄又寒冷,以二氧化碳为主,常有沙尘暴发生,沙尘悬浮于其中。火星的大气密度大约只有地球的1%,温度低,表面平均温度接近零下56℃,水和二氧化碳易冻结。火星两极永久地覆盖着固态二氧化碳(干冰)。在夏天,火星北部二氧化碳完全升华,剩余的则为冰水层。
火星早期,与地球十分相似,几乎所有的二氧化碳都被转化为含碳的岩石,不能产生温室效应,后来,二氧化碳浓度的提高,也只能提高火星表面温度约5℃左右,因此,火星表面温度比地球冷得多。
火星大气成分主要是二氧化碳,约占95%,有少量的氮气、氩气和微量的氧气、水汽。其平均大气压强约为7毫巴。
2008年6月20日,凤凰号在火星上挖掘,发现了八粒白色的物体,四天后就凭空消失,因此,科学家推测这些白色颗粒一定是升华了,不可能是盐一类的物质。有人猜测,是二氧化碳霜或是地表尘埃。
科学探测认为,30多亿年前,火星可能曾发生大规模的火山喷发,火山灰和岩浆在地面留下许多痕迹。由于火山运动,促使火星内部和表面二氧化碳和水的循环。”好奇号”火星探测车发现了一个已干涸的远古淡水湖,并找到了碳、氢、氧、硫、氮等元素。科学家们说,约在40亿年前,火星气候与地球相似。
钼元素的氧化物在行星演化史上与生命的起源有关联。史蒂文·本纳教授认为钼氧化物是一种催化剂,当其被高度氧化时,可作用于早期的有机分子。
火星上有一个巨大的臭氧洞,太阳中的紫外线可直接照射到火星表面,因此,在火星上难以找到有机分子。美国宇航局2015年11月5日公布了火星大气的观测结果:太阳风可能是剥夺火星大气的罪魁祸首,太阳风每秒钟约带走100克的火星大气。太阳风中高能粒子流形成的电场,使火星大气中某些原子被电离。
1、由于火山爆发等板块运动,把火星深层的二氧化碳释放到大气中。
2、火星表面平均温度零下56℃,火星二极的水和二氧化碳易冻结,干冰的升华和冻结循环,增加了火星大气中的二氧化碳。
3、岩石的氧化。在催化剂钼氧化物和少量氧气的作用下,使岩石中某些有机分子断裂(分解)为二氧化碳。
4、火星有巨大的臭氧洞,太阳中的紫外线与太阳风的共同作用使碳、氢、氧、硫等元素发生电离,最后生成二氧化碳。
众所周知,火星与地球的巨大差别中,空气成分是其中的关键因素,地球上氧气的占比约为五分之一,而空气主要成分是氮气,占据了78% ,稀有气体0.94% 二氧化碳0.03% 其他气体和杂质0.03%。一般都会维持稳定状态,以达到生态平衡。
但是火星就不一样了,虽然火星周围也笼罩着大气层,与地球大气层相似。但是火星大气层的主要成分是二氧化碳,约占火星大气成分的95%,但是火星大气密度却不到地球的1%,所以尽管火星大气二氧化碳占比高,“温室效应”却并未失控。其次是氮、氩,此外还有少量的氧和水蒸气。火星大气中也含有微量的甲烷、水等气体分子,都是温室气体。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。 但是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。
据科学家表示,火星中大量二氧化碳的产生时期可以追溯到40亿年前,一场剧烈的陨石撞击改变了火星的稳定气候,导致火星地表结构发生变化,火山喷发,二氧化碳喷涌而出。这一场灾难导致火星磁场消失,大约与火星地壳二分出现同时发生。磁场的消失导致火星直接面临着太阳风粒子的直接袭击。这一切都加剧了火星恶劣气候的进程,其中就包括二氧化碳的大量聚集,所幸火星的引力并不大,因而其密度并不夸张。
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