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火星探测|火星上的水和大气是如何消失的？( 二 )


火星探测|火星上的水和大气是如何消失的？
△MAVEN火星探测器（图源：NASA）
目前火星的大气层分为低层大气和高层大气 ， 由二氧化碳、氮气、氩、氧气、一氧化碳等组成 ， 其中主要成分为二氧化碳 ， 体积比占95.32% ， 而氧气只占0.13% 。 火星大气逃逸主要发生在三个区域：一是太阳风吹到火星背面 ， 占大气逃逸总量的75%；二是极区上空 ， 占大气逃逸总量的约25%；三是绕火星的延展云层 ， 仅占大气逃逸总量的很小部分 。
火星探测|火星上的水和大气是如何消失的？
△尘暴（dust devil）（图源：NASA）
火星磁场的消失 ， 导致太阳风不光吹跑了火星的一些大气 ， 部分水也跟着“丢了” 。 火星现在十分干旱 ， 火星风与尘暴频繁 ， 火星风的平均风速达4.3m/s,在地形交界处的风速可高达50m/s ， 且常常伴有强烈的尘暴 ， 这也加速火星大气的剧烈运动和逃逸 。
火星的探测还有必要吗？
为了探测火星 ， 我们人类“用心良苦” ， 在已经得知火星水源稀缺、大气稀薄的情况下 ， 继续探索火星有什么用呢？未来的火星探测又会有哪些亮点呢？
首先 ， 火星上的水与大气的演化是一个非常复杂的过程 ， 综合作用因素很多 ， 为了解这个过程及特征 ， 揭开火星的神秘面纱 ， 还需对火星大气层成分进行更进一步的探测和研究 。
其次 ， 火星上的水冰忠实记录着火星过去的气候和地质历史 ， 可以帮助我们深入理解火星历史气候变化 ， 反演火星的形成与演化 ， 追溯火星生命存在的痕迹 。
另外 ， 水冰是可以作为将来登陆火星的宇航员和火星移民的补给来源 ， 更可以和二氧化碳（火星大气中的主要成分）进行反应 ， 产生可供人类呼吸的氧气和可供作为火箭推进燃料的甲烷 。 只不过 ， 唯一的问题是 ， 既想着陆器获得足够的太阳能供给 ， 又想着陆器着陆在一个富含水冰（纬度不太低）的地方 ， 实在是挺难的！
自20世纪60年代以来 ， 国际上已实施多次火星探测任务 。 尤其是在2015年NASA正式宣布确认火星表面存在季节性液态水以后 ， 寻找火星生命痕迹和加深对火星地质演化和环境宜居性的认识 ， 成为人们关注且亟待解决的重要科学问题 。
2020年是全球火星探测活动非常密集的年份 ， 美国的“毅力号”（Perseverance）火星车 ， 阿联酋的“希望号”（Hope）轨道飞行器 ， 和中国的“天问一号”首次火星探测任务都将飞往火星 ， 去探究火星的水、大气以及生物宜居性的问题 。 火星探测将是中国行星探测的第一步 ， 是深空探测领域从月球到行星的发展历程中承前启后的关键环节 ， 也是未来迈向更远深空的必由之路 。
参考文献：
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火星探测|火星上的水和大气是如何消失的？


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