火星是一个可怕的地方，它有麻木的寒冷、灼热的辐射和稀薄的二氧化碳大气。然而，这并没有阻止人类在火星上寻找生命。科学家们倾向于讨论地球和火星有多相似，但它们之间的差异可能会揭示为什么一个星球上有生命，而另一个没有。
根据新的研究，体型差异可能是真正的原因。火星的直径只有地球直径的53%，这使得火星不可能保留必要的挥发物，比如水和氧气。
“火星的命运从一开始就决定了，”圣路易斯华盛顿大学的行星科学家王坤说。
“岩石行星的体积要求可能有一个阈值，以保留足够的水，使宜居性和板块构造成为可能，其质量超过火星。”
尽管地球和太阳系中的其他类地行星之间存在许多差异，但确定哪些变量促进了生命的形成，哪些变量阻碍了生命的形成，可能是一项具有挑战性的任务。
然而，我们可以考虑看看地球上生命存在所必需的一些特征。
地球上生命的基本要求之一是液态水的可用性;它是地球宜居性标准的主要元素之一。从这颗红色星球上开采的火星陨石显示，它以前有地表水。但现在，火星布满灰尘，干旱，表面有冰冻的水，没有生命。
火星磁场的丧失也被认为是造成这种剧烈变化的原因。然而，也有可能是其他因素，比如天体的表面重力，在挥发性物质的保留中发挥了作用;例如，地球的引力是火星的2.66倍。因此，王和他的同事们开始了他们的研究。
他们首先检查了太阳系许多物体上钾的丰度，钾是一种中度挥发性元素，被用作其他挥发性成分的示踪剂。由于钾同位素比率对火成岩过程和撞击引起的蒸发不敏感，它们对行星内部挥发性物质的消耗很有价值。
“火星陨石是我们唯一可以研究火星的化学组成的样本，”王说。
“这些火星陨石的年龄从数亿年到40亿年不等，记录了火星不稳定的进化史。通过测量钾等中等挥发性元素的同位素，我们可以推断出体积行星挥发性消耗的程度，并在不同的太阳系天体之间进行比较。”
研究人员观察了20颗火星陨石中的钾同位素组成，这表明火星的硅酸盐组成是大块的。然后将这些成分与地球、月球和小行星灶神星进行比较。研究结果显示，火星失去的挥发物比地球多，但保留的挥发物比月球和灶神星多，月球和灶神星比火星小得多，也干燥得多。
华盛顿大学的行星科学家Katharina Lodders说:“已经分化的行星中挥发性元素及其化合物的丰度远低于原始的未分化陨石，这是一个长期存在的问题。”
“钾同位素组成与行星引力的相关性的发现是一个新的发现，对于区分的行星何时以及如何接收和失去它们的挥发物具有重要的定量意义。”
先前的研究表明，火星曾经非常潮湿。重力和挥发物潴留之间的这种新关系可以帮助科学家计算出火星过去的水量。此外，这项研究对我们探索太阳系以外的宜居世界具有重要意义。
这项研究发表在PNAS．
