火星的大气层
火星大气层是指火星周围笼罩着的大气层,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,这些数据来源"好奇"号上装备的"火星样品分析仪"对火星大气进行分析后结果,二氧化碳约占96%,氩气和氮气各占1.9%,而对生命至关重要的氧气则微乎其微。
火星的大气质量约为25万亿吨,而地球约为5148万亿吨;火星大气层的高度约为11.1公里,而地球大气层高度约为8.5公里。相对于地球来说,现在火星已经很稀薄了,可是在火星的历史上曾经也是一个适合人类生存的星球。
来自火星探测车的数据表明悬浮粒子的直径约为1.5微米,说明大气中尘土飞扬,这也正是从表面看火星天空呈浅棕色或橙红色,所以被称为火星的原因。
火星大气层稀薄是什么原因造成的?曾经也有很厚大气层的火星,由于质量、引力、磁场等等多种因素,这些物质从火星大气层逃逸才导致今天的稀薄。
首先引力是大气逃逸一个重要因素,根据万有引力定律,物体产生引力与它的质量成正比。火星是太阳系中质量比较小的行星,正是它的质量小,所以它对表面物质产生的引力也小。我们拿它和金星来做对比,金星质量是火星的7.59倍,因此引力也比火星大。由于金星大气层温度高,分子动能也就高,但是引力的束缚也很大,引力的大小也影响了分子的逃逸速度,金星的逃逸速度约为10.36 km/s,而火星只有5.03 km/s。所以可以看出稍微给火星大气分子一点能量,就可以逃逸出去。
其实,因为火星磁场极其微弱,而在太空之中,存在着一种太阳风的带电粒子,这种带电粒子常常会撞击到火星周围的大气层中的粒子。在碰撞过程中,太阳风的带电粒子会给大气层中的粒子传递能量,从而使得原本在火星大气层中的粒子挣脱束缚,脱离了火星的控制。
当然火星大气层稀薄很大程度上还与自身的原因。火星的地核被硅酸盐地幔所包围着,火星上几乎没有火山发生或者火山处于休眠期。没有火山活动,就会导致没有气体的补充,所以大气空气分子流失比例就会更大。
正是因为火星上稀薄的大气层,火星无法抑制热量,即使太阳没有有大量热量进入,但又在夜晚散发出去,从而使火星温度低。因此,行星表面上的所有水都被封闭在极地。而二氧化碳的冻结温度为-78.5摄氏度。所以二氧化碳成为火星大气层的主要成分。
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