主题：【原创翻译】火星——另一个世界的故事（介绍） -- starwolf

6、大气和水的起源

——复杂而又难以捉摸的起源

火星、地球和金星都具有基本上是由氮、氧、碳的化合物、水蒸气和稀有气体（如：氦、氩、氖、氪、氙）组成的大气层。这些大气因组成气体的比例和全球气压各不相同而有所区别。如：火星的表面气压低于地球气压的100倍到150倍，而地球又比金星的气压低90倍。

【图】从航天飞机“发现”号上透过地球大气层所见的火星（左）和金星（右）。（Courtesy NASA）

【图】火星水和大气的起源。大多数火星上的水和碳的氧化物原本积存于球粒状陨石内，在吸积时释放到大气层中。不久后的火山爆发也释放出一部分。根据华盛顿大学的Roger Phillips的观点，塔尔西斯突出部和它的火山群的诞生需要大约3亿立方千米的火山熔岩，释放出的水足以形成120米深的全球海洋和比地球大气致密50%的大气层。在吸积阶段之后，含水的彗星和陨石的撞击也有助于原始海洋和大气的形成。（Courtesy NASA，JSC，JPL和Calvin J.Hamilton）

为认识行星大气的原始构成，行星学家需要进行很多调查工作：因为大气成分已经由于挥发性元素、固态地壳、液态海洋和火山活动的化学、物理作用而极大地改变了，所以要在现在的大气中寻找持续40亿年未经改变的成分。多少有些矛盾的是，这些元素又必须被排除在形成现在大气层的反应之外。如：氧、氮和碳形成碳酸盐和硝酸盐成为了地壳的一部分；氘和氢可能是海洋和冰层中水分解的产物。剩下的只有稀有气体了。它们的化学性质不活跃（所以又名惰性气体）且具有同位素。

在1976年，维京探测器的测量表明，稀有气体仅占火星大气组成的1.6%多。其中最多的是氩-40，它们是岩石中钾-40放射性衰变的产物。还有一些是痕量元素（小于百万分之5）氖、氪和氙。

描述火星大气的起源和历史由于火星的低重力、缺乏磁场和未知的火山活动而变得更加困难。前两个因素是原始大气因陨石撞击和太阳风活动而损失的主要原因。

至于火星上水的初始数量很可能大于现今地球上海洋中的总量。我们现在知道，在早期的吸积阶段后，部分的（火星）核心和地幔已经形成，吸积过程随富含挥发性元素和（多达10%的质量的）水的星子的到来而持续着。起源于火星的陨石分析似乎预示着一半的行星是由这种材料（——指陨石）组成的。绝大多数的水现在确定已经消失了，但一些仍以冰的形式残留在地壳中，而且在地幔中也存在，虽然存量仍具有争议。

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