在宇宙的众多天体之中，作为太阳系第四颗行星的火星，成为了我们除了地球之外最关注的星球之一。在这个充满沙漠的星球上，迄今为止都没有探测到稳定的液态水体存在，且遍布着大小不一的沙丘和砾石沉积物。然而，当下火星的恶劣自然条件，并没有阻挡科学家们的探索欲望，并在这场已长达十多年的研究中，收获了诸多火星上与水有关的信息。那么，科学家们是如何探寻到火星上曾有液态水流淌的证据，为何火星会变得如今这般干燥？而如今那些存在于火星地下的咸水，又会因为怎样的环境因素而发生变化？
古代河谷表明水在火星上流淌过
为了寻找火星上的水，科学家们已花费了十多年的时间，尽管我们难以确定如今的火星上是否有液态水流动，但终究还是通过许多明确的迹象证实了，水也曾在这个干燥的星球上流淌过。在ESA拍摄的高分辨率图像中，位于海拉斯以北、惠更斯火山口以东，且地处火星南部高地的一个古老表面区域，充满了坑坑洼洼，并呈现出了“树突状”的河谷系统形态。它的历史至少可以追溯到35到40亿年前，应该是古代火星上的一个河谷，而水的流动方向则是从较高的右上方流向较低的左下方，而我们现在看到的侵蚀留下的残余物，则是数十亿年前河流流淌时留下的痕迹。
当然，科学家们对于结论的定义具有特别严谨的态度，并不会就其表面特征就断定这是一个古代火星的河谷。在这些坑坑洼洼的周围，还存在着破碎、但足够光滑的山谷边缘，特别是往东西方向延伸的山谷，其山谷边缘所呈现出的侵蚀特征就是最有力的证据。与此同时，研究人员还将地球上的河网与火星上该河谷系统的分布进行了比较，发现了火星河谷竟然具有雅鲁藏布江地区所拥有的树突质量。简而言之，不管是大雨、还是强大的地表水，它们最终造就了火星河道的形成，无论这些水来自于哪里，但都充分印证了古代火星的地表有水流动。在对火星进行研究的时候，星球上的水成为了核心问题之一，有许多任务的研究都集中在探寻古代火星水来源的线索上，而科学家们的寻找目标也将从地上延伸到地下。
大气层中的缓慢排水过程使火星干燥
长时期以来，科学家们都对火星上水循环的运作方式感到疑惑，火星这个曾经温暖湿润的星球，为何变得如今这般寒冷而干燥？水循环似乎在火星的大气层中完全被关闭，并且，其寒冷的中间大气也难以维持水汽的存在。然而，这片红色星球上却呈现出这样一种奇怪的水行为：一个每隔两年就会打开一次的“窗口”位于该星球的大气层中，并在此期间将星球上仅有的水排入到太空、以及倾倒与星球的两级。简而言之，火星大气层中有水汽存在，它们越过了星球上大气中间层的阻碍，正在往自己的目的地进行迁移。
为了解答这个令人困惑的疑问，科学家们通过计算机模得出结果，两个在火星上特有的大气过程便和这个问题密切相关。在我们的地球上，南北半球的夏季所呈现出的气候会非常相似，但与地球的运转轨道相比，火星的轨道更加偏离中心，因而，这个星球上和太阳距离更近的南半球，会比同为夏季的北半球更加温暖。而火星的大气层，也正是在这个时候将大气层中的窗口打开，它就位于海拔60到90公里的区域，那些移动的水蒸气就是通过它来到了火星的高层大气之中，而在其他缺乏阳光的时间里，则会将这个水循环系统完全关闭起来。
当然，火星和地球的差异性不仅体现在运行轨道上，比如，巨大的沙尘暴会时常光顾这个星球，同时它的出现也阻挡了光抵达星球。那些因风暴而被困于火星大气中的光，使周围变得更加温暖，从而创造了适合发生水蒸气移动的条件。尤其是当该星球在经历全球性沙尘暴的时候，那些在尘埃颗粒周围形成的水冰颗粒会相对更容易地漂浮于火星的高层大气中，进而导致了高层大气中有更多的水被带入进来。并且，科学家表示，通过沙尘暴这种方式带入高层大气的水，会比星球南部夏季时带入的水更多
具有足够溶解氧的咸水埋在火星地下
科学家们在对MRO（火星侦察轨道飞行器）拍摄的图像进行分析的时候发现，位于该星球的Garni陨石坑坑壁呈现除了许多深色的细条纹。后来它们被命名为RSL（反复倾斜线状），并且，研究人员认为这些最长可达到数百米的RSL，应该是由于流动性咸液态水所造就的特殊形态。与此同时，RSL的发现位置并不具有唯一性，而是广泛地分布在行星中纬度到赤道地区，它们出现的时候通常都意味着当时的天气相对更加温暖，并且会随着温度的降低而消失踪迹。
之后，研究人员又找到了其斜坡上存在水合物的光谱信息，而往往液态水就会沉淀出这种水合物中的盐。那些位于火星地下的这些咸水，甚至拥有足够的溶解氧，这让我们对于火星的可居住性理解有了新的认识。研究人员根据其含氧潜力进行了建模，以估算出该星球各区域中溶解氧体量的大致数据。尽管，并不是所有的生命都会依赖于氧气而存活，但丰富的氧气却可以使进化的途径变得更具有多样性。比如，较为复杂的动植物要生长，便离不开氧气的存在。而火星上溶解氧的容量，会因为其位置和时间的关系而发生变化，它会同时受到压力和温度的影响，低温可以是盐水中进入更多的氧气。然而，火星上的水系统经历了数十亿年的演变，从拥有流淌液态水的河谷到仅有侵蚀痕迹的河床，这注定是一个漫长而复杂的演变过程，关于火星上水形态的探索，我们还需要更多的时间来寻找相关信息。
