3.水文

由于火星表面大气压很低，不可能有液态水，除非在海拔最低的地方才会有液态水短期存在。两极的冰帽主要由水冰构成，只有表面一层为干冰。南极冰帽中的水冰，如果融化，足以覆盖整个行星表面11米深。火星“奥德赛”号探测到，自极区延伸至纬度约60°的地方表层1米的土壤含冰量超过60%，推测有更大量的水冻结在厚厚的地下冰层中。

火星上可见的地貌强烈地表明，液态水至少在火星表面存在过一段时间。火星地表遍布着流水的遗迹，有些是洪水冲刷形成，有些则是降雨或地下水流动而成，但大多年代久远。冲蚀沟则是另一类规模较小的地形，但形成年代十分年轻，常分布于陨石坑和峡谷壁，形态多样，一般认为是由流水造成的。

其他地质特征，如三角洲和冲积扇，也非常有力地证明了在早期火星历史的某个时间段内，环境是温暖湿润的。一些学者甚至认为，在火星过去的某些时候，火星北部低地平原的大部分地区被数百米深的真正海洋所覆盖，尽管这仍然存在争议。

火星表面曾经存在液态水的进一步证据来自于对赤铁矿和针铁矿等特定矿物的探测，这两种矿物都是在有水的情况下形成的。2004年，“机遇”号火星车探测到黄钾铁矾，这种物质只有在酸性水存在的情况下才会形成。2013年，“好奇”号火星车探测到石膏（水合硫酸钙）。“好奇”号的发现揭示了地表至地下60厘米深的地方含水量达到4%，显示火星有足够的水资源供给未来移民使用。

2015年，NASA宣布在火星上发现咸液态水。根据火星勘测轨道飞行器配备的光谱仪获得的数据，研究人员在火星的斜坡上发现了水合矿物。这里的暗色条纹随时间变化，表明火星地表有流水存在。在较温暖的季节，这些线条的颜色变得更深，表明水流在斜坡上出现，在较冷的季节，这些地表特征变浅。图3-18将轨道器所摄图像与3D建模相结合，显示了春季和夏季在火星牛顿陨石坑内的斜坡上出现的水流痕迹。

图3-18 牛顿陨石坑的流痕