火星空气可以呼吸吗？主要成分二氧化碳人不能呼吸

火星有大气层，主要的成分是二氧化碳，人在火星上不能呼吸。所以火星上的空气跟地球上的空气是不同的，有别于人类平时所呼吸的具有氧分子的空气。虽然近些年来科学家对火星的探测增多，认为火星和地球一样有宜居条件，但火星缺少氧气，人类无法呼吸的。

一、火星上的气体

火星跟地球一样，周遭也被笼罩着大气层，火星的大气层与地球的大气层相类似，被称为火星大气。不同的是火星大气层当中，火星空气中多是二氧化碳，二氧化碳是火星大气的主要成分。除了二氧化碳以外，火星大气中还含有氩气，甲烷。

目前根据已知的研究报告表明，火星上有可能存在一些生物。而火星上的生物可能就是依靠火星上的甲烷生存的。但是火星当中的微生物肯定是跟地球上的生物不同的，人类存在的根本除了水，还有空气，需要持续的进行呼吸才能够生存，而火星上没有这种生存环境。

二、火星大气的作用

火星是跟地球性质最为接近的一个行星，近些年来科学家们也并没有停止对于火星的勘测。因为不断地从火星身上有新的发现，也是在已知的概念里，最有可能像地球一样，适合生物生存的一颗行星。这是因为火星和地球一样都有自己的大气层。

但是目前的数据报告显示，还没有完全有力的证据可以证明，在火星大气的包裹下，就一定会产生人类一样的生命。能确定的是火星本身具有引力，而火星大气正是被火星的引力吸引在表面，无法向四处扩散。根据卫星探测器所拍摄的报告和来看，在火星表面有许多沟壑。

​这些沟壑可能是火星上曾经有过水源的证明，并且在火星的两极是有冰的，因此，虽然在火星上大气比较稀薄，但也可能正是这一层稀薄的大气才保护了火星的水资源，避免太容易就蒸发了，因此，火星大气的作用应该和地球大气层的作用是相近的。

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毫巴。火星大气温度垂直分布与地球不同：由表面至５０公里高度，温度随高度增加而下降，自３２０Ｋ降至１４０Ｋ；从５０～１００公里，温度呈小范围的不规则变化，约有２０Ｋ左右的波动（在这一高度范围内有一系列的冷、暖层）；１３０公里附近，温度为１６０Ｋ。火星大气中主要有下述两个风系：（１）中纬度冬季体系：与地球的相应体系类似，盛行偏西风、高空急流、迁移性扰动和风暴，表面附近风速为１０～２０米/秒，到１０公里以上的高空急流层速度增至１００米/秒，均为地球上的两倍。（２）赤道夏季体系：主要受太阳辐射日变化及其与局部地形相互作用的影响，没有迁移性扰动。此外，火星上也有大气潮汐。因火星表面为荒漠，潮汐效应远较地球强烈，北半球夏季潮汐风速达５～１０米/秒，随高度增加潮汐风速增大，在８０～１００公里高度的潮汐风速比地球上的５０米/秒强得多。与地球700帕高度大气中水气当量相比，火星大气相对湿度较高，接近饱和：在北半球高纬地区冬季水气当量为10-2可降厘米，在南半球高纬地区冬季水气当量则小于10-4可降厘米。因此，火星大气中有少量的云，主要由水滴和冰粒组成。这种稀薄而无明确边缘的水冰云，可分为四大类：（１）白天与火星表面贴近的空气因表面传导加热作用而上升并膨胀冷却所形成的“对流云”。强烈的对流云发生在５～８公里的高度，在赤道地区中午时分尤为多见。（２）火星大气中强烈的西风吹过高地形障碍物时形成的“波状云”。（３）火星大气中空气沿大型高地的斜坡向上运动时缓慢形成的“山形云”。通常分布在高火山区上空，有精确的变化规律。（４）火星低洼地区霜冻表面受早晨阳光照射而在其上空形成的“晨雾”，有日复一日的变化规律。此外，火星大气中还有由二氧化碳凝成、轮廓分明的“干冰云”。火星大气主要成分是二氧化碳，按体积算占总量的９５％；其次是氮气,占２７％；再次是氩,占１６％。大气次要成分有氧气、一氧化碳、水、氖、氪、氙和臭氧，此外还有微量的原子氧、原子氢和过氧化氢。这些成分与地球平流层成分非常相似。

火 星 的 基 本 资 料

火星是太阳系九大行星之一，按离太阳由近到远的顺序，火星排在地球的后面，列为第四。它的平均直径为6790公里，约为地球直径的一半。它的密度也比地球小，为3933克/立方厘米（地球为552克/立方厘米）。火星与太阳的平均距离为228000000公里，环绕太阳一圈约相当于地球上的687天。火星上的一天相当于地球上的24小时37分226秒，比地球的一天稍长一点儿。火星有两个小卫星：火卫一和火卫二。火星的自转轴同地球一样，也是倾斜的，同时因为它也具有大气，所以也和地球一样有四季节变化。火星表面的平均大气温度为零下23摄氏度。火星没有可检测出的磁场，连同它密度小的情况，可以认定它没有大型的金属内核。火星有稀薄的大气，其表面的大气压为75毫巴，相当于地球上30～40公里高度处的大气压。火星大气的主要成分（约95％）是二氧化碳，有约 3％的氮，1～2％的氩，合起来约为01％的一氧化碳和氧,还有极少量的臭氧和氢，水汽的数量很少，随季节和位置而变化，平均约为大气总量的001％。如果火星大气中的水全部凝聚，也只能形成001％毫米厚的水膜覆盖整个火星表面。和地球上相似,火星大气中也飘浮着云,但和地球上不同的是,火星大气中云的主要成分是二氧化碳和水。火星极区的冬季，大气温度低于二氧化碳的凝固点，因而形成覆盖极区的浓雾状的干冰云。经测定，极区的云中也有冰的成分。中纬度地区的冬季，温度也在冰点以下，水汽凝结，形成冰云。

由于火星轨道的偏心率较大，火星的近日距和远日距相差4200万公里。这就造成了火星同地球的距离有较大变化。火星与地球的距离同发生冲日的月份有关。最小距离是在 8月底，在这前后发生的冲叫作近日点冲或大冲，此时火星同地球的距离只有 5,600万公里左右。火星在轨道上运行一圈约687天，地球平均要经过780天（最少764天，最多806天左右）才与火星相冲一次。这样，相冲的点约16年在轨道上转一圈。这就是说，火星大冲大约每15年或17年发生一次。上一次火星大冲发生在1986年 7月10日。今年火星冲日发生在北京时间8月29日2时，火星与地球距离最近的时刻是8月27日18时。届时火星距离地球55758005公里，是5万多年以来最近的一次。

火 星 的 地 貌

在望远镜中，火星呈现为一个明亮而模糊的微红色圆面。最引人注目的是，覆盖在两极地区的白色极冠，其大小随火星季节而变化。在较大的望远镜中，还可以观测到线度至少几百公里的明亮或黑暗区域：明亮而呈桔**的区域称为“大陆”，几乎占火星总面积的六分之五；黑暗区域称为“海洋”，其颜色常随季节变化。

火星南北半球之间有着令人惊异的不同。就火星的地质史来说,南半部比较古老,表面崎岖而密布环形山。这些环形山估计多半是在火星历史的早期（可能是最初的十亿年）形成的；北半部则以大的火山熔岩平原为特征，这些熔岩平原很象月球上的“海”，其中还有一些死火山。北半部地势普遍比南半部低，环形山也比南半部少得多。火星表面的高低差别一般在 5～10公里左右。火星的沙漠部分被红色的硅酸盐、赤铁矿等铁的氧化物以及其他金属的化合物所覆盖，因而显出明亮的橙红色。这些覆盖物均为较年轻的物质，可能源于火山或风化。

火星表面上的地理特征，主要有：环形山和火山。 和月面相比，火星上环形山的数量要少得多，环形山边缘坡度平缓（坡度都小于10°),不象月面环形山能投射出尖尖的影子，这表明环形山曾受到严重的侵蚀。环形山可以分为两种：火山成因的环形山和陨石撞击而成的环形山。以地球表面的标准来看，火星表面的许多表面结构都算是巨型的。如火星上巨大的盾形火山比地球上的大得多。地球上夏威夷的冒纳罗亚和莫纳克亚两座火山加在一起直径约200公里，高出洋底9公里，而火星上最大的奥林匹斯火山直径约为550公里，高出周围地面27公里之多。还有类似这样的大型火山，位于长达2000公里的塔西斯高地，这一地区比周围的北半球平原高出10公里。火星的盾形火山在形状和结构上酷似夏威夷的盾形火山。这些破火山口一度曾是熔岩的出口。熔岩沿着火山侧面流下，形成从中心向四面延伸的呈辐射状的地形。许多直径 100公里左右的处于不同保存状态的火山,它们分散在火星表面,大部分在北半球。至于由陨石撞击形成的环形山，最大的是海纳斯盆地，宽达1,600公里，深至少4公里。南半球有些地区环形山密度同月球上明亮的高地环形山区差不多，推测它们形成的年代也差不多，为40～45亿年。这些地区仍保留着古老的地表。北半球的大多数地区由于熔岩流的不断覆盖，古老的地表已不复存在。平原上的少数环形山是平原形成以后受陨石撞击的记录。

火星表面上最引人注目的特征是位于赤道地区的巨大的峡谷。最大的一个是位于赤道以南的水手谷，它实际上是一系列峡谷，在赤道地区延伸 4000多公里，比周围地面低6公里。峡谷壁通常十分陡峭,有明显的边界,并显示出陷落和山崩活动的迹象。一些错综复杂的较小的峡谷可能是地下冰融解和蒸发期间形成的，也可能是由风或水的侵蚀造成。较大峡谷的成因至今还不知道。

现在的火星是一个荒凉的世界，表面不存在液态水，但在火星表面有一些宽阔而弯曲的河床。这些河床与轰动一时的“运河”完全是两回事。这些干涸的河床，最长的约1,500公里,宽达60公里或更多。主要的大河床分布在赤道地区。卫星显示，大河床和它的支流系统结合，形成脉络分明的水道系统。同时具有呈泪滴状的岛、沙洲和辫形花纹。支流几乎全都朝着下坡方向流去。这些河床同地球和月球上的熔岩河床不同，肯定是由比熔岩流更少粘滞性的液体造成的。这种液体估计就是水。今天的火星表面温度很低，大部分水作为地下冰保存下来，还有一部分被禁锢在永久的极冠之中。极稀薄的大气，使得冰在温度足够高时只能直接升华为水汽。自由流动的水看来是无法存在的。有人认为，在火星历史的早期，频繁的火山活动排出大量氨和甲烷等火山气体，这种浓厚的原始大气会产生很强的温室效应，从而使火星表面温暖起来，造成有水在河里流动的条件。后来火山活动减少，火山气体逐渐分解，其中的轻元素原子逃逸到星际空间，重元素原子同其他成分结合，火星大气变得稀薄、干燥、寒冷，火星表面就成为现在所看到的样子。也有人认为，在火星历史的早期，自转轴的倾斜度比现在更大，因而两极的极冠融化，大量二氧化碳进入大气，大量的水蒸发并凝成雨滴在赤道地区落下,形成河流。至于有些大的河床,估计是火山活动和地热融化了地下冰，出现大量的水冲刷火星表面而形成的。除此以外，还有许多明显为水冲刷的沟壑似乎也证明火星至少以前有过水。

火 星 的 气 候

火星表面的平均温度比地球低30摄氏度以上。火星稀薄而干燥的大气使它表面的昼夜温差常常超过100摄氏度,远大于地球上昼夜温差的幅度。火星的赤道附近，最高温度可达20摄氏度左右(约在午后一小时)。到了夜间，由于火星大气保暖作用很差，表面温度很快下降，最低温度（在黎明前）在零下80摄氏度以下。火星两极地区温度更低，在漫长的极夜最低温度能降到零下139摄氏度。

在一些大的盾形火山附近，常常能观测到延伸几百公里的云。估计这是由于火星大气中的气流遇到高耸的环形山地形时被搅乱、上升，在膨胀时变冷所形成的凝固云。这种云都出现在大气中水蒸气增多的夏季。尘暴是火星大气中独有的现象，其形状就像一种**的“云”。它是由火星低层大气中卷着尘粒的风构成的。大的尘暴在地面上用较大的望远镜就能观测到。局部的尘暴在火星上经常出现。因为火星大气密度不到地球的1％,风速必须大于每秒40～50米才能使表面上的尘粒移动，但一经吹动之后，即使风速较小，也能将尘粒带到高空。典型的尘暴中绝大部分尘粒估计直径约为10微米。最小的尘粒会被风带到50公里高空。大的尘暴多半发生在南半球的春末，当火星靠近近日点的时候。尘暴的发源地处在太阳直射的纬度线上，经常发生在海纳斯盆地以西几百公里的诺阿奇斯地区。中心尘云在最初几天慢慢扩展,然后很快蔓延开来,几星期内就完全覆盖南半球。特别大的尘暴还能扩展到北半球，进而掩盖整个行星。尘暴的起因看来与太阳的加热作用有关。火星过近日点时，太阳的加热作用大,引起大气温度的不稳定,从而产生最初扬起灰尘的扰动。然而，一旦尘粒到了空中，吸收了更多的太阳能,这种充满尘粒的空气就会比周围大气更热,因而急速上升。别处的空气又扑去填补它原来的位置，造成更强的地面风，形成更大的尘暴。尘暴范围和强度越来越大。当尘暴最终分布到整个火星范围时，火星上温差减小，风逐渐平息，尘粒就慢慢地从大气里沉降下来。沉降过程至少要几个星期，尘暴激烈时可持续几个月之久。几乎每个火星年都要发生一次这种大规模的尘暴。火星上还常有一种沙尘卷风。

火 星 探 索

人类很久以前就认识了火星，许多人甚至相信火星上有河流和森林。这不仅是因为火星距离地球近，还办为它那主宰季节变化的自转轴倾角与地球非常接近，虽然那里一年相当于地球的两年，但一天的时间与地球差不多。过去人们通过简单的望远镜，发现火星上有许多纵横交错的阴影，觉得那是智慧生物开凿的运河。于是，火星的神秘增加了，人类对它的期望也与日俱增。

1962年11月起，前苏联发射了“火星号”系列探测器，1964～1977年美国发射了“水手号”和“海盗号”两个系列共八个探测器。1976年7月和9月“海盗”1号火星的真面目，那是一个如月球般荒凉、遍布陨石坑的世界。

尽管如此，火星地表与地球的相似仍然使人们愿意相信火星曾经拥有过生命。主要的理由就是火星上有存在水的迹象，而水是生命之源。即使火星不曾有过生命，只要那里有水，人类就觉得倍感亲切。必竟在太阳系中，地球除了火星可以商量，再没有一个有可能帮她哺育生命的伙伴了。为此人类还要不懈地努力，争取在火星上耕耘出一片绿洲。也许会有一天，人类坐在火星上。

行星大气是包裹着行星体的中性气体和电离气体的总称。火星，是太阳系八大行星之一，体积只有地球的015，质量只有地球的1/9，火星上也有四季变化，由于它绕太阳运行一周约687天（地球时），故每季的长度约为地球上两倍。1958年7月14日，美国水手4号空间探测器飞越火星，首次向地球传回近距离拍摄的火星。1955年9月18日，美国全国地理学会和洛厄尔天文台的天文学家报告说，在火星上有一块相当于得克萨斯州大小的区域变成草绿色，进一步使人相信地球外存在生命形式的理论。

火星大气的主要成分是 CO2，其次是 N2、Ar、H2O、O2、CO 和 O3。

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和地球相似，火星上也存在大气。在五十年代,柯伊伯等通过分光观测,确认火星大气的主要成分是二氧化碳，还有极少量的一氧化碳和水汽。根据火星探测器“海盗”1号的直接测定，火星表面的大气压为75毫巴，相当于地球上30～40公里高度处的大气压。火星大气的主要成分（约95％）是二氧化碳，有约 3％的氮，1～2％的氩，合起来约为01％的一氧化碳和氧,还有极少量的臭氧和氢，水汽的数量很少，随季节和位置而变化，平均约为大气总量的001％。如果火星大气中的水全部凝聚，也只能形成001％毫米厚的水膜覆盖整个火星表面。

和地球上相似,火星大气中也飘浮着云,但和地球上不同的是,火星大气中云的主要成分是二氧化碳和水。火星极区的冬季，大气温度低于二氧化碳的凝固点(150K)，因而形成覆盖极区的浓雾状的干冰云。经测定，极区的云中也有冰的成分。中纬度地区的冬季，温度(190K)也在冰点以下，水汽凝结，形成冰云。

在一些大的盾形火山附近，常常能观测到延伸几百公里的云。估计这是由于火星大气中的气流遇到高耸的环形山地形时被搅乱、上升，在膨胀时变冷所形成的凝固云。这种云都出现在大气中水蒸气增多的夏季。

尘暴是火星大气中独有的现象，其形状就像一种**的“云”。它是由火星低层大气中卷着尘粒的风构成的。大的尘暴在地面上用较大的望远镜就能观测到。局部的尘暴在火星上经常出现。因为火星大气密度不到地球的1％,风速必须大于每秒40～50米才能使表面上的尘粒移动，但一经吹动之后，即使风速较小，也能将尘粒带到高空。典型的尘暴中绝大部分尘粒估计直径约为10微米。最小的尘粒会被风带到50公里高空。大的尘暴多半发生在南半球的春末，当火星靠近近日点的时候。尘暴的发源地处在太阳直射的纬度线上，经常发生在海腊斯盆地以西几百公里的诺阿奇斯地区。中心尘云在最初几天慢慢扩展,然后很快蔓延开来,几星期内就完全覆盖南半球。特别大的尘暴还能扩展到北半球，进而掩盖整个行星。1971年的尘暴就是这样，它在9月开始,当“水手”9号在11月到达时,已经笼罩了整个火星。尘暴的起因看来与太阳的加热作用有关。火星过近日点时，太阳的加热作用大,引起大气温度的不稳定,从而产生最初扬起灰尘的扰动。然而，一旦尘粒到了空中，吸收了更多的太阳能,这种充满尘粒的空气就会比周围大气更热,因而急速上升。别处的空气又扑去填补它原来的位置，造成更强的地面风，形成更大的尘暴。尘暴范围和强度越来越大。当尘暴最终分布到整个火星范围时，火星上温差减小，风逐渐平息，尘粒就慢慢地从大气里沉降下来。沉降过程至少要几个星期，尘暴激烈时可持续几个月之久。几乎每个火星年都要发生一次这种大规模的尘暴。

表面在望远镜中，火星呈现为一个明亮而模糊的微红色圆面。最引人注目的是，覆盖在两极地区的白色极冠(见火星极冠)，其大小随火星季节而变化。在较大的望远镜中，还可以观测到线度至少几百公里的明亮或黑暗区域：明亮而呈桔**的区域称为“大陆”，几乎占火星总面积的六分之五；黑暗区域称为“海洋”，其颜色常随季节变化。

火星表面的平均温度比地球低30℃以上。火星稀薄而干燥的大气使它表面的昼夜温差常常超过100℃,远大于地球上昼夜温差的幅度。火星的赤道附近，最高温度可达20℃左右(约在午后一小时)。到了夜间，由于火星大气保暖作用很差，表面温度很快下降，最低温度（在黎明前）在－80℃以下。火星两极地区温度更低，在漫长的极夜最低温度能降到-139℃。