【火星大氣層稀薄是什麼原因造成的？】

質量、引力、磁場等等多種因素，火星質量太小，引力不足以束縛大氣層中的分子。火星磁場微弱，太陽風中的多數帶電粒子可以進入火星大氣層中，并激發給大氣層中分子能量，從而導緻分子快速逃逸到外太空去。除了這些，還有很多因素，本文将為您解答。

簡單了解下火星大氣層

火星的大氣層主要成分是二氧化碳。火星表面的平均大氣壓約為600帕，地球平均海平面氣壓約為101.3千帕。其範圍從最低的奧林帕斯山頂的30帕斯卡到最高超過1155帕斯卡的希臘平原低點。這種壓力遠低于未受保護人體的阿姆斯壯極限。火星的大氣質量約為25萬億噸，而地球約為5148萬億噸；火星大氣層的高度約為11.1公裡，而地球大氣層高度約為8.5公裡。

火星大氣由大約96%的二氧化碳、1.9%的氩、1.9%的氮和微量的自由氧、一氧化碳、水和甲烷等氣體組成，平均摩爾質量為43.34g/mol。自從2003年檢測到甲烷的痕迹以來，人們對其組成成分又重新産生了興趣，這些痕迹可能表明生命的存在，但也可能是由行星化學過程、火山活動或熱液活動産生的。

大氣中塵土飛揚，從表面看火星天空呈淺棕色或橙紅色；來自火星探測車的數據表明懸浮粒子的直徑約為1.5微米。

引力束縛影響大氣層

一般來講，質量的大小影響着引力的大小，我們拿金星與火星作為比較吧。金星質量是火星的7.59倍，因此引力也比火星大。由于金星大氣層溫度高，分子動能也就高，但是引力的束縛也很大，引力的大小也影響了分子的逃逸速度，金星的逃逸速度約為10.36 km/s，而火星隻有5.03 km/s。所以可以看出稍微給火星大氣分子一點能量，就可以逃逸出去，而金星則是它的2倍。雖然太陽風的帶電粒子撞擊大氣層中的分子，會給予能量，讓分子具有更高的速度，但是帶電的高能粒子隻能給予部分能量，然後會撞擊到其它大氣中的分子，這些分子又會傳遞給下一個，所以在能級上，越往後傳遞，能量就越弱了。再加上引力的束縛，因此大氣中的分子就流失的很少了。由于金星的引力比火星更大，因此要想和火星一樣，可有多種方法中的一種來解決，就是金星的大氣溫度必須更高，這樣分子才有動能逃出。

磁場作用影響大氣層

磁場薄弱也會影響大氣層中空氣的流失比例，因為太陽風會“趕走”大氣層中的空氣分子。太陽風中含有大量的高能帶電粒子，行星磁場的作用，就可以偏轉這些帶電粒子，并且束縛它們沿着磁場線到達極地。如果磁場微弱了，那麼太陽風的帶電粒子就不受束縛了，直接撞向大氣層中的分子，使得分子獲得更多的能量。這樣以來，分子的動能就增加了，速度也就增加了。由于火星的逃逸速度低，所以一旦到達這個速度，那麼分子就“逃出”了火星的引力，“跑到”外太空去了。

根據推論，火星大約在45億年前遭到冥王星大小般的天體撞擊，而後形成了火衛一和火衛二，從而導緻了内核熱能向地幔移動，進而内部的攪拌逐漸停止，無法以“發電機理論”持續對流生成磁場。由于火星的體積和質量都比地球小，所以其相對表面積與體積反比較大，因此火星核心也冷卻得比地球的快，地質活動變慢，磁場和闆塊運動逐漸消失。太陽風帶電粒子帶走大氣分子使得大氣變薄導緻氣壓偏低，而造成液态水在低溫就會沸騰、無法穩定存在。

雖然火星沒有構造全球磁場的直接證據，但是觀測數據表明，火星的部分地殼已經被磁化了，這表明過去曾發生過偶極場交替極性反轉。古地磁學中的磁敏感礦物與在地球洋底上發現的交錯帶相似。在1999年發表并于2005年10月（在火星全球勘測者的幫助下）重新檢驗的一個理論指出：這些帶表明40億年前，在行星發電機停止運轉和地球磁場消失之前，火星上存在闆塊構造活動。

在1994年，歐洲航天局的火星快車号在南半球發現了一種來自“磁傘”的紫外線。這表明火星沒有一個可以引導帶電粒子進入大氣層的全球磁場。火星有多個傘形磁場，主要分布在南半球，這是幾十億年前退化的全球磁場的殘餘物。

其它原因影響大氣層

除了上述原因外，還有火星自身的原因。火星的地核被矽酸鹽地幔所包圍着，形成了行星上許多構造和火山特征，但它看起來是休眠的。要知道火山活動會釋放大量氣體到大氣中，但是目前尚無證據顯示最近的火星有熱點在活動。火星最後的火山活動可能是由奧林帕斯山造成的，因此，現在要在火星上找到活動的火山可能性相當低。沒有火山活動，就會導緻沒有氣體的補充，所以大氣空氣分子流失比列就會更大。

參考資料

1.WJ百科-英文版

2.所有數據參數引用自 NASA-Planetary Fact Sheets

文章作者：零度星系（天文在線）

審核人員：北極光

最終審核： 零度星系

編輯用時：2018年09月22日-2018年09月23日

審核用時： 半個小時

最後更新：2018年11月26日星期一

注意：所有信息數據龐大，難免出現錯誤，還請指出錯誤所在好加以改之。

全文排版：天文在線（零度星系）

轉載請取得授權，并注意保持完整性和注明出處

本文由天文在線原創，歡迎關注，帶你一起長知識！

更多精彩资讯请关注tft每日頭條，我们将持续为您更新最新资讯!