火星大气层是指火星周围笼罩着的大气层，与地球大气层相似。火星大气层的主要成分是二氧化碳，其次是氮、氩，此外还有少量的氧和水蒸气，这些数据来源好奇号上装备的火星样品分析仪对火星大气进行分析后结果，二氧化碳约占96，氩气和氮气各占1。9，而对生命至关重要的氧气则微乎其微。
　　火星的大气质量约为25万亿吨，而地球约为5148万亿吨；火星大气层的高度约为11。1公里，而地球大气层高度约为8。5公里。相对于地球来说，现在火星已经很稀薄了，可是在火星的历史上曾经也是一个适合人类生存的星球。
　　来自火星探测车的数据表明悬浮粒子的直径约为1。5微米，说明大气中尘土飞扬，这也正是从表面看火星天空呈浅棕色或橙红色，所以被称为火星的原因。
　　火星大气层稀薄是什么原因造成的？曾经也有很厚大气层的火星，由于质量、引力、磁场等等多种因素，这些物质从火星大气层逃逸才导致今天的稀薄。
　　首先引力是大气逃逸一个重要因素，根据万有引力定律，物体产生引力与它的质量成正比。火星是太阳系中质量比较小的行星，正是它的质量小，所以它对表面物质产生的引力也小。我们拿它和金星来做对比，金星质量是火星的7。59倍，因此引力也比火星大。由于金星大气层温度高，分子动能也就高，但是引力的束缚也很大，引力的大小也影响了分子的逃逸速度，金星的逃逸速度约为10。36kms，而火星只有5。03kms。所以可以看出稍微给火星大气分子一点能量，就可以逃逸出去。
　　其实，因为火星磁场极其微弱，而在太空之中，存在着一种太阳风的带电粒子，这种带电粒子常常会撞击到火星周围的大气层中的粒子。在碰撞过程中，太阳风的带电粒子会给大气层中的粒子传递能量，从而使得原本在火星大气层中的粒子挣脱束缚，脱离了火星的控制。
　　当然火星大气层稀薄很大程度上还与自身的原因。火星的地核被硅酸盐地幔所包围着，火星上几乎没有火山发生或者火山处于休眠期。没有火山活动，就会导致没有气体的补充，所以大气空气分子流失比例就会更大。
　　正是因为火星上稀薄的大气层，火星无法抑制热量，即使太阳没有有大量热量进入，但又在夜晚散发出去，从而使火星温度低。因此，行星表面上的所有水都被封闭在极地。而二氧化碳的冻结温度为78。5摄氏度。所以二氧化碳成为火星大气层的主要成分。

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