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大气层|苍凉的火星，湛蓝的地球，为何我们是天选之子？

大气层|苍凉的火星，湛蓝的地球，为何我们是天选之子？
本文参加百家号 #科学了不起# 系列征文赛 。
想象一下我们的太阳系几十亿年以先的样子 。 太阳逐渐变暗变冷 ， 而有（至少）两颗星球——地球和火星 ， 仍有液态的水覆盖着它们地表的大部分区域 。 因为它们的大气中有包括二氧化碳这样的温室气体的大量存在 ， 没有哪个星球因为太阳的原因完全冻结 。 甚至这时候两个星球上早期的海洋已经孕育了原始的生命形式 ， 这些也为两个星球光明的且有利生物生长的未来铺好了道路 。
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在过去的几十亿年中 ， 这两个星球都经历了巨变 。 然而 ， 出于一些原因 ， 地球的地表上 ， 俨然一幅氧气充沛 ， 温度适宜 ， 万物茁壮生长的画面 。 而火星依然死寂 。 火星的海洋消失了 ， 大气流失了 ， 没有生命迹象的存在 。 为什么火星的生命沉寂而地球生机勃发 ， 这一定是有原因的 。 花了科学家们大概几十年 ， 他们最终找到了答案 。
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在芝加哥菲尔德博物馆中 ， 三叶虫的化石留存在了石灰石里 。 所有现存的 ， 且化石化的生物都有着可以追溯到大约35亿年前的的一位共同祖先 ， 且过去5.5亿年发生的所有事大都保存在了地球沉积岩里发现的化石记录中 。
地球最惊人的特点之一就是我们世界的历史都一一为化石所记载 。 在过去的亿万年间 ， 沉积岩保存了来自陆地海洋的各种化石 ， 各样的有机体都在化石里面留下了属于自己的痕迹 。
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在沉积岩系中 ， 有约10%是石灰岩 ， 石灰岩常常由像珊瑚、变形虫、藻类、浮游生物和软体动物等一些海洋生物的残余物组成 ， 石灰岩的主要成分是碳酸钙 ， 一些石灰岩中还含有镁和硅 。
尽管在沉积岩层上 ， 白垩纪-古近纪的边界层是十分明显的 ， 但它看起来只是一层薄薄的灰 。 但正是这层灰的元素组成 ， 才让我们知道是陨石造成了当时的地球生物大规模灭绝 。 地球表面几乎到处都是数百米长的沉积岩 ， 但石灰岩大概只占了其中的百分之十 。
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然而 ， “碳酸盐”成分普遍存在于地球上的石灰石以及海洋沉积矿物（如富含镁的白云石）里 。 这是是因为大气中的二氧化碳促进了碳酸盐的生成 ， 大气中的二氧化碳被海洋不停地吸收 ， 直至达到某个平衡点 ， 之后海洋中的二氧化碳就会与海中的矿物（比如钙 ， 镁等）相结合 ， 要么形成晶粒 ， 要么形成化学沉淀物 ， 然后漂坠海底 ， 促使了沉积岩的形成 。
我们可以从生物学和地球化学方面解释为什么石灰岩可以遍布地球地表且是地球上数量最多的岩石 。 人们普遍认为 ， 地球早期大气中的绝大多数二氧化碳最终都储存在了地球表层的石灰石中 。
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季节性结冰的湖泊遍布整个火星 ， 这是火星表面具有水的证据（并不是液体水） ， 这些也是火星过去存在水的证据 。
有海量的证据证明火星过去是有水的 。 季节性凝结的冰块冰不仅在两极存在 ， 而且在各种各样的盆地和陨石坑中也有很多 。 干涸的河床通常是如弓般弯曲的 ， 这和地球上的类似——这些痕迹往往贯穿了整片大地 。 整个火星上遍布了昔日河流入海甚至是曾经潮汐时的痕迹 。
这些证据表明可能液态水在火星上曾大量的存在 ， 但如今都不复往日了 。 反而在如今火星上的大气是如此的少 ， 以至于纯净无污染的液态水已经绝迹了 。 此外 ， 火星上的气压太低 ， 也不足以使液态的水存在 。
在火星上发现 ， 河床出现巨大弯曲的情况只发生在缓缓流动的河流将要干涸的最后阶段 。这些痕迹不可能是由冰川的流动、侵蚀造成的 ， 只能是液态水的自由流动留下的痕迹 。
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甚至在我们用探测器探测火星表面以先 ， 火星上有水存在的证据就有很多了 。 而当我们认真探索火星表面时 ， 证据就变得过多以至于无法被人们所忽视 。 火星上的机遇号发现了几乎完全密封的赤铁矿球体 ， 特别是一些看起来是互相连接起来的球体 ， 只有在液态的水存在的情况下这种物质才可能形成 。
自从在火星发现了与地球大气类似的饱含二氧化碳的大气 ， 人们就猜测火星表面存在石灰岩和其他含碳的岩石 。 但北欧海盗号、旅居者、勇气号、机遇号火星探测器并没有发现这些岩石 。


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