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火星上的平均溫度大約為218K（開爾文，溫度單位，即從絕對零度-273.15℃開始的攝氏度）（-55℃，-67℉），但卻具有從冬天的140K（-133℃，-207℉）到夏日白天的將近300K（27℃，80℉）的跨度
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儘管火星比地球小得多，但它的表面積卻相當於地球表面的陸地面積。
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火星的大氣密度只有地球的大約1%，非常乾燥，溫度低，表面平均溫度零下55℃，水和二氧化碳易凍結。
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在火星的早期，它與地球十分相似。像地球一樣，火星上幾乎所有的二氧化碳都被轉化為含碳的岩石。
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火星的那層薄薄的大氣主要是由遺留下的二氧化碳（95.3%）加上氮氣（2.7%）、氬氣（1.6%）和微量的氧氣（0.15%）和水汽（0.03%）組成的。
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火星表面的平均大氣壓強僅為大約7毫巴（比地球上的1%還小），但它隨著高度的變化而變化，在盆地的最深處可高達9毫巴，而在奧林帕斯山脈的頂端卻只有1毫巴。
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火星那層薄薄的大氣層雖然也能製造溫室效應，但那些僅能提高其表面5℃的溫度，比我們所知道的金星和地球的少得多。
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火星的兩極永久地被固態二氧化碳（乾冰）覆蓋著。這個冰罩的結構是層疊式的，它是由冰層與變化著的二氧化碳層輪流疊加而成。
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由於南部的二氧化碳從沒有完全消失過，所以我們無法知道在南部的冰層下是否也存在著冰水層
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或許在火星表面下較深處也有水存在。這種因季節變化而產生的兩極覆蓋層的變化使火星的氣壓改變了25%左右。
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火星的大氣似乎比海盜號勘測出的更冷、更幹。
