本文参加百家号 #科学了不起# 系列征文赛。
火星自然环境是最接近地球的。
这个“最”是相比较太阳系除地球外的七大行星而言，还包括矮行星和所有卫星。但即便最像，火星气候环境也与地球有天壤之别。除了地球，在整个太阳系其他星球上，迄今没有一个星球有地表液态水，火星也还没有发现。火星大气主要成分为二氧化碳，而且极其稀薄，密度只有地球1%左右，表面气压是地球约0.7%倍。
火星的一天和地球时间差不多，平均火星日为24小时39分244秒，这样，在火星感受到的日夜和地球差不多；火星自转轴倾角为25.19°，与地球23.44°差不了多少，因此火星有和地球差不多的一年四季。但火星轨道距离太阳约地球的1.5倍，公转线速度比地球略慢，为24.13km/s，因此火星一年约地球两年，为686.98天，每个季节也就差不多比地球时间长一倍。
但火星的轨道偏心率较大，影响气候较大。
火星远日点时距离太阳2.492亿千米，近日点时距太阳2.066亿千米，近远日点相差4260千米，这样就与地球冷暖变化不同了。地球冷暖基本遵从太阳在回归线之间的移动规律，直射的时候就是夏天，斜射的时候就是冬天；而火星远日点日照量比近日点相差45%，影响就较大了，冷暖也虽然也受到回归线直射的影响，但近远日点对其气温影响很大。
而且由于火星大气稀薄，且没有臭氧层，一方面对于太阳紫外线几乎没有防护作用，可以杀灭火星一切生物；另一方面对太阳辐射到地表的能量保护效应差，因此显得更冷，即便把火星拉到地球轨道位置，也会比地球冷许多。
现在火星平均温度为-55℃，夏天赤道温度可高于冰点，最高温度可达27℃，但这只是在白天的地表，而在距离地面2米高处，温度将下降20~30℃，这就是大气密度低不保暖的缘故。
因此，有人形容在火星上，人们会温暖了脚趾，冻掉了鼻子。当然这种体验是无法得到的，因为人类在没有宇航服保护下暴露在火星环境中，不但会被冻死，还会被窒息、体液沸腾溢出、太阳紫外线杀伤等方式很快死去。
火星昼夜温差很大，即便赤道上，白天温度超过冰点，晚上也会降到-100℃，最低温度可达-133℃。
火星两极的冰冠。
火星极地温度会“下雪”，但这个雪不是水冰，而是干冰，就是二氧化碳冻结而成。在火星两极，经常被干冰“白雪”覆盖。二氧化碳在火星大气压6.1百帕状态下，升华点为148K（-125.15℃），到了夏季，北极气温可达205K（-68℃），这些“白雪”就会升华，露出被盖住的水冰。而南极即便到了夏天，也达不到二氧化碳升华的温度，因此永久被这些“白雪”覆盖，只有边缘出露出水冰与干冰的台阶状分层状态。
经过对勘测资料分析，科学家们认为，火星极冠高原水冰厚达数公里，如果全部溶解，可覆盖火星全球形成一个10米深的水圈，因此只要溶解火星极冠和地下冰冻水，在火星上制造出海洋和江河湖泊是有可能的。
火星的风暴。
火星有风，而且风速还很高，最高时达到180km/h，而地球12级台风的风速也只有117~134km/h，16级的飓风才能达到180km/h以上。看起来火星风暴不得了了，可以摧枯拉朽，横扫一切。难怪在《火星救援》影片中，宇航员马克·沃伦斯就是因为风暴被遗弃在火星，在那里他孤独的坚守，在密封舱里种下了土豆维持生命等待救援。又一场大风暴摧毁了密封舱的种植基地，马克·沃伦斯的命运更为堪忧。
其实这都是噱头，科学家们认为，火星风暴风速很高，但由于火星大气稀薄，即便最大的风暴让人感受到的也只是舒适轻柔的习习之风，就像一粒蒲公英的种子或一根羽毛，轻轻的拂过脸庞。
但火星沙尘暴却令人恐惧。
火星沙尘暴以多、久、大著称。前面说了，火星大气稀薄，吹不起大浪，也扬不起大的颗粒，但会扬起很多很多尘埃般的细尘。别看这些细尘很小，由于火星的重力比地球小，细尘扬起得会很高，面积会很大，而且持续几个月不落下。
哈勃空间望远镜和NASA的火星轨道探测器都拍摄到了这种遮天蔽日的沙尘暴，它们定期发生，一个地方每年同一时间会发生同样的风暴，小的风暴尚可应对，但有时会遮蔽全球，让火星暗无天日，寒冷异常。
这种巨大持久的沙尘暴是地球上无法比拟的。正是这种“软刀子”，看起来并不摧枯拉朽，却缠绵不散的“温柔之风”，会让生命窒息。
想一想，如果人类将来开发火星，即便在透明密封舱里种植了植物，在长达几个月暗无天日没有光合作用下，这些植物也只有死亡。NASA投放到火星的机遇号火星车，在孤独恶劣的环境忠实的坚守了，游弋考察发回了海量资料，就是在6月一次长达4个月的全球性沙尘暴中以身殉职（由于没有阳光而失去动力），永久失联的。
火星迄今还没有发现生命。
这种恶劣气候不适宜生命生存，因此迄今所有的探测器和火星车都还没有在火星上找到任何生命迹象，甚至连地球生命赖以存在的有机质，也是众里寻它千百度，它却在一个曾经的烂泥坑中住。
一直到6月，“好奇号”火星探测车才有了发现，它在大风陨石坑30亿年前的泥岩中，取得的土壤样本中发现了有机物质，还在火星大气中检测到甲烷。由此人们又燃起了对火星生命的期盼与希望。
有一个科学团队把英国多赛特郡王某个与火星地貌相似之处，“取代”火星作为研究对象，通过研究侏罗纪海一条小溪流，研究团队发现了生物细胞的关键组成部分~脂肪酸的踪迹，并由此计算出火星上应该存在大量的有机质，他们形容，火星上的有机质可以存满1.2万个奥运会游泳池。
火星到底有生命吗？
发现有机质的存在，给一直想在火星上找到生命的科学家们增添了几许希望。
但现在已经基本封死了火星上存在高级生命的可能性，即便有生命存在也是很低级的生命，这种低级生命很可能不会生存在地表，而是地层深处，不依靠光合作用生存繁衍。
科学家们在深海和地层深处，找到了不依靠阳光的光合作用而生存繁衍的生命，如2000米深海中的郁金香巨型管虫（上图）和1400米矿井深处钟乳石中的线虫，这些低级生物没有阳光能量，只能通过自身寄生细菌的化学反应，将无机物转化为能量。
这些发现大大拓展了生命的存在条件，因此有人推测，火星或许也存在这样类似的地下生命。但推测不等于现实，火星生命探索还任重道远。
以今年为起点，从此火星探索高潮迭起？
人类现在对火星充满了兴趣，但探索火星在人类目前的科技水平状态下，还是一个很艰难的事情。因此许久以来，火星的领地一直是美国独领风骚，其他一些航天大国只是打打擦边球。曾在上个世纪与美国航天探索一较高低的前苏联，在探索火星的征程上早就败下阵来，一直到现在的俄罗斯，先后发射了20余艘探测器，无一成功。
今年，火星热又掀起了高潮，包括中国在内的4个国家和地区都借两年一遇的发射窗口，宣称要发射探测器。其中的3艘已经发射成功，正在奔向火星的征途，这3艘探测器为中国的“天问一号”、阿联酋的“希望号”、NASA的“毅力号”。还有一艘是曾经说过要发射的俄罗斯和欧盟合作项目，但迄今尚无消息。已经发射的探测器都在明年2月份先后抵达火星，届时火星就热闹了，但这些探测器会不会全部成功抵达，还要静静等待。
“天问一号”是中国自主首次发射的第一个火星探测器，是一次高起点的任务，计划一次达到绕、落、巡三项目标。早先曾经搭载俄罗斯探测器发过第一艘探测器“萤火一号”，因俄罗斯探测器变轨失败而不知所踪，因此这次发射意义十分重大，我们祝愿其马到成功。
人类希望，当地球不宜居或者承载不了人类之重时，火星作为姐妹星球能够为地球分忧，NASA的火星改造计划早就沸沸扬扬于世，但要做成这件事，则需要上千年甚至数万年的努力，人类要像愚公移山一样，一代一代接着干，能否做成，还很难说。
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