火星的大气里有什么（火星上的大气去哪儿了）

文图/郑永春

本文出自《知识就是力量》杂志

之前的火星探测任务已经证明，火星曾经有过大规模的液态水， 这要求当时的火星有浓厚的二氧化碳大气层，以实现保存液态水所需要的温室效应。

但现在的火星只有十分稀薄的大气层，历史上曾经浓密的二氧化碳大气层到哪里去了呢？

马文号火星探测器

科学家们在火星表面或一定深度都没有发现充足的含碳矿物，这些证据否认了人们曾经的猜想——火星上曾经浓厚的二氧化碳被埋藏到地下。

那么，会不会有一种可能：火星大气逃逸、消散到太空中，可能是火星气候变化的主要原因。马文号（MAVEN）是火星大气与挥发物演化探测器的英文缩写，是世界上第一颗专门用于研究火星高层大气的探测器。）就通过测量火星高层大气与太阳和太阳风的相互作用，研究出了火星大气的逃逸过程。

马文号火星探测器概念图

火星大气的逃逸过程

原来，由于火星没有全球性的磁场，太阳风可以直接抵达火星，将火星高层大气中的带电离子驱赶走。而我们所身处的地球，由于有磁场的保护，带电的太阳风离子就无法直接抵达地球大气层。这也致使太阳风离子对地球和火星上的大气产生了不同的影响。马文号测量了火星大气中离子的总逃逸速率及其速率变化，探测结果发现，过去40亿年中，火星大气粒子逃逸对气候变迁有巨大影响。

据探测，火星大气的逃逸主要发生在三个区域：一是火星面向太阳风一侧，该侧火星大气被太阳风电离后“吹”到火星阴面并逃逸出大气层，占大气逃逸总量的75%；二是极区上空，占火星大气逃逸总量约25%；三是绕火星的延展云层，仅占火星大气逃逸总量的很小一部分。

不仅仅是太阳风，不时出现的太阳风暴对火星大气的影响更为显著。尤其是在太阳系形成早期，太阳风暴出现的几率更为频繁。当太阳风暴击中火星大气层时，大气逃逸速率将提高约10~20%。平均每秒约有100克的火星大气被“吹走”，相当于两个鸡蛋的质量。

目前， 火星上仍残存着稀薄的大气层。而在太阳系的八大行星中，火星的自然环境与地球最为相似，是唯一经改造后适合人类长期居住的天体。科学界越来越清晰地认识到，火星是人类面临重大灾难时最有可能去的避险地。