火星算不算是死亡了的地球？(火星大还是地球大)_网络百科

从行星演化的角度来看，火星实际上是早夭的地球。

一、形成

无论是火星还是地球，它们形成的原因和过程都是很相似的：大约 50 亿年前左右，太阳系中只有一团炽热的星云物质（也有理论说是冷的星云物质，我们不考虑这些争议，只讨论大致的行星演化过程），这团物质中的绝大部分物质（比如氢元素）都来自一团星际云，另外一些重元素则来自于上一代恒星爆炸后抛飞出来，它们构成了原始的太阳星云。在星云形成之后，它开始绕着中心旋转，其中 99%的物质都汇聚在中央并点燃核聚变（因为中央处温度和压力极大）形成了太阳，剩下的 1%的物质围绕着太阳运动，这些物质就是整个太阳系内所有大小行星的起源。

太阳系形成过程示意图，有修改，版权属于原作者，侵删图 /lifeng.lamost.org

在这些物质围绕太阳运动的过程中，会冷却凝聚行星小的固体物质，一般被称为星子。太阳释放的光和热对星子造成了分选：离太阳近，温度高，离太阳远温度低，所以在离太阳近的地方保存的都是耐高温的含铁量高的星子，远一点的地方则是不那么耐高温的石质星子，再远一点就是那些完全不耐热的水、冰、气态星子。

随后，星云物质们开始冷却形成液态小颗粒，液态小颗粒又继续冷却形成固态小颗粒，固态小颗粒继续碰撞，就好像贪食蛇那样，大的吃小的，越长越大，变成无数颗小行星。小行星们继续碰撞，于是就变成了八大行星。也正是这样，我们的太阳系的八大行星基本上都是沿着相同的轨道面围绕太阳运动，而且离太阳近的地方是水、金、地、火四颗岩石行星，离太阳远的地方是木、土、天、海四颗气态行星，而且它们的密度大体上是逐渐降低的（并不是严格降低，原因请见 @昙花再现的回答为什么土星的密度那么小，只有其他巨行星的一半？）。

所以，实际上从这个角度来看，火星和地球的形成过程是没有什么差别的。但是它们的命运实际上是由出生地决定的：地球靠太阳更近，因而含铁物质更多，岩质物质也更多，火星因为远离太阳，铁质物质少，岩质物质也少，同时又因为邻近木星，木星的大引力可能阻挡了火星吸收更多岩质物质，因而火星要比地球小很多。

二、演变

岩质行星在形成最初，如果体积大到一定程度以后，最开始基本上都是岩浆球的状态。这有多个方面的原因：

一方面是因为岩质行星形成于无数小行星的撞击，撞击的动能转化为热能，让岩质行星表面熔融，变成岩浆；

一方面是因为在岩质行星表面熔融后，液态岩浆因为受到重力的作用，重的元素下沉，轻的元素上升，重元素下沉时候重力势能也会转化为热能；

另一方面是小行星都含有微量放射性元素，放射性元素的衰变会释放热量，这些热量无法让单个的小行星熔融，但是当它们都汇聚在一颗较大的行星上之后，会在这颗行星内部源源不断地释放热量，维持行星的内部的高温；

所以，在形成之初，地球、火星（甚至金星和水星也一样），都是一个岩浆球（或者至少半熔融状态）。

太阳系诞生之初，四颗岩石行星可能都是这种岩浆球状态图 /cgtrader.com，侵删

但是由于宇宙背景温度是 -270℃左右，所以按照我们的常识（其实是热力学第二定律），炽热的岩浆球马上就会降温。而又按照常识，这个岩浆球的表面就会首先降温，越往深处降温越慢。随着这种降温，于是岩浆球就自然形成了圈层结构：地壳、地幔、地核（火壳、火幔、火核？）

（0610 补充：地球上的降温，是热传递和热对流，比如一杯热水通过空气传递热量，但是宇宙空间内的降温主要是热辐射式的降温，因为宇宙空间内是真空状态，气体极为稀少，因此主要以辐射电磁波的形式向外传递热量，但是这种降温方式效率比较低，所以地球才能在数十亿年后地核内依然保持火热，感谢知友 @蔚蓝海涛提醒）

当形成圈层结构之后，由于星球自转速率与内核自转速率的不一致，这种自转速率之差就导致内核就像是一个发电机的转子一样，而地幔（火幔）则就类似于转子外层的线圈一样，这就形成了一个巨大的行星发电机。电生磁，这个我们在初高中物理就学得到，我们甚至能利用右手螺旋定则来大致判定磁场方向——就这样，在地球和火星外部就形成了一个巨大的行星磁场，这个磁场能够起到偏转太阳带电离子的作用，就好像是一个大大的护盾，护住了初生的地球和火星。

行星磁场能保护行星表面生物不被太阳风破坏图 /epl.carnegiescience.edu，侵删

让我们的视线回到星球表面。在形成了圈层结构之后，行星表层的温度已经降到足够低，这时候大规模的降雨将雨水汇聚在地表，形成了最早的海洋——桥豆麻袋！雨水怎么就突然出现了？？？？

这些雨水的来源很简单：岩浆！

在现在的火星和木星之间，有一个小行星带，这里的小行星都是从太阳系形成开始就一直存在的老物件了，它们的年龄可能跟地球、火星的年龄一般大，但可能由于木星引力的干扰，导致这些小行星一直没能形成一个大的行星，于是它们留到了现在，地球上绝大部分掉落的陨石就来自于小行星带，它们是我们研究太阳系往事的窗口。早就有地质学家们对掉落的陨石的化学成分进行了分析，在分析后发现，这些陨石中或多或少都含有一些水分，少的 1%，多的 10%以上，这些说明水在整个太阳系是广泛存在的，它们以化合物、结晶水等形式存在于小行星中。

那么问题来了，当这些小行星碰撞到一起形成了大的行星后，水去了哪里呢？它们都去了岩浆里。一旦岩浆球开始冷却，岩浆中的水分将会以水蒸气的形式存在于空气中，等到行星表面降温后，水蒸气凝结，水分下降，于是就形成了原始的海洋。此外，在行星的岩石外壳形成之后，也会有大规模的火山喷发，这些火山喷发也会源源不断将岩浆中的水分带到地表。

另外，随着岩浆喷发，一起被喷出来的还有诸如二氧化碳、二氧化硫、硫化氢、一氧化碳等多种气体，这些气体与水蒸气一起构成了原始行星的大气。所以在这一阶段，地球和火星其实也都没什么差别。

随后，到了大约 42~37 亿年前，整个太阳系中发生了一次大规模的小行星碰撞事件，几乎所有的岩质行星都被许多小行星撞击，在行星表面撞出了许多陨石坑，这就是我们现在在月球、火星、金星、水星等星球上都能看到密密麻麻的陨石坑的原因。在地球上其实也有，只不过地球还是“活”着的，数十亿年来的风雨的冲刷，让这些陨石坑已经不见踪迹了。

在水星、金星和月球上都还能看到来自数十亿年前小行星撞击的痕迹图 /wikicommons

在这一期间火星与地球的发展其实是很类似的，在地表形成了大量的河谷、河网、峡谷、湖泊，这些流水地貌与地球上的水流地貌非常相似，有科学家就曾经专门通过对比火星和地球流水地貌的规模和特征，从而推断火星上这些河流中的水源、水流量等等信息，有人甚至推测，曾经火星上某些河流的水流量可能是地球上亚马逊河水流量的 10 倍。在这些水流的作用下，火星表面不少地方还发育了非常多的沉积岩，这一点也与地表类似。我们近年来发射到火星上的探测器也都观察到了这些特征。

此外，如果考虑到地球上 38~35 亿年前左右就已经演化出现了原始的生命，因此我们甚至可以推测，很可能在火星上也有可能已经有原始的藻类生命演化了出来。

但是好景不长，火星很快就夭折了。

三、早夭的火星

正如前文所说，地球和火星的命运，其实是由它们出生位置决定的（真·投胎决定论！）。

由于出生位置的不利，导致了火星个头小，因而其引力也比较小，无法保持住其本身的大气，所以火星表面的气体实际上是持续不断地向外逸散到宇宙中。就好像是一个漏气的气球，要是火星内部岩浆还能持续向外排水排气，那么还能维持下去，但是可惜的是火星的内核也很快就凉凉了。

这也可能是由于火星个头小的原因，导致火星热量散失比地球快很多，也可能是由于火星形成时候构成火星的金属物质比较少，这导致了放射性元素比地球少，因此内部产热量也比地球少很多，所以火星快速冷却了下来。可能从 37 亿年前开始，火星内核就已经开始降温，到了 35 亿年左右，火星内核的大部分已经凝固，到了 30 亿年前左右，火星内核绝大部分都凉透，只剩下局部岩浆还处于冷却中了。（这一时间段为个人从下图中推测，并未查证文献）

凉下来的内核再也无法通过旋转产生星球级别的磁场，也无法通过火山喷发为火星地表带来水蒸气，于是火星上的水分和气体持续性减少，缺乏了磁场保护的火星也变得环境恶劣起来，处于演化早期的生命们要么寻找地下深处有水的地方潜伏，要么干脆就灭绝了。

到了这时候，火星上的所有演化历程就一下子停滞了下来：

没有了水，意味着改造火星表面最大的动力已经消失了，火星的地貌也就停留在了被小行星轰炸的样子。

稀疏而干燥的大气，让火星表面的风都吹的有气无力，即使是经过 30 多亿年的改造，也只是在局部地区改造出了少量风蚀地貌，这与中国新疆的雅丹地貌成因一模一样，都是由风吹沙粒，不断刮削岩层所形成。

没有水、大气和磁场的保护，火星上的生命也没有机会演化成多样化的动植物来，而地球上的动植物也是改造地表地貌的一大动力。

早夭的火星上，因为演化的停滞，几乎保留了它 35 亿年前的样貌，成为一个我们研究太阳系早期行星演化的良好样本。

而也正是因为火星上有过水和大气，也让火星变成了我们寻找外星生命的一个良好场所——我对于寻找到火星生命或者是生命证据非常看好。这实际上对于研究生命起源和演化也非常有意义，一方面能够证明我们如今的生命从无机物通过化学方式演化出来的理论，一方面也能证明在宇宙中可能生命是非常普遍的。

另外，正如我前文所说，水都来自于岩浆，所以我对于火星上存在水这件事情毫无质疑，火星南极的水和 NASA 凤凰号探测器在土壤中发现的水冰都说明了这一点。

各位读者以后看到营销号说“惊讶！天问一号在火星发现水”这种标题，还是要保持冷静的，这很正常，没发现才不正常。

四、“活“地球

相比于火星，地球真的运气很好，合适的离太阳距离，合适的大小，使得地球降温慢，气体也不容易逸散。

降温慢的结果就是让地球处于不断的活动中。地核处不断加热地幔，让地幔因为受热不均匀而产生热对流，就很像我们吃火锅的时候，直接被火焰加热的火锅汤不断翻滚的场面，地表的板块就好像火锅上面的白菜帮子，被翻涌的火锅汤带动着不断移动，也因此而碰撞，这就是地表板块运动的原理。地球上的板块运动，塑造了地表高耸的山脉与高原——这种在岩浆推动下的运动，地质学上将其称为内动力地质作用。