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火星大气是火星周围笼罩着大气层，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。火星大气层与地球大气层都有氮存在，这是火星与地球最大的相似之处。火星大气的密度不到地球大气的百分之一，表面大气压500～700帕。火星大气温度垂直分布与地球不同：由表面至50公里高度。德国《明镜》周刊报道，正在火星轨道上转动的欧洲航天局“火星快车”的观测结果，证实了过去一些科研小组的结论：在火星大气层中含有甲烷，这为火星上可能有以微生物形式存在的生命，提供了进一步的证据。甲烷俗名叫沼气，即使在地球上，现在也有细菌之类的一些微生物，它们依靠从氢和二氧化碳中制造的甲烷维持生命，从而可以在没有氧气的环境下生存。
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