美國國家航空暨太空總署（NASA）”好奇號”漫遊車在火星上收集到的數據為我們揭示了紅色星球在遙遠的過去是如何因氣候的變化而變得不適合人類居住的，火星氣候的變化導致地表水蒸發或結冰。

不久前，火星上存在生命的想法幾乎是一種結論。 在最壞的情況下，火星被認為是一個垂死的世界，但遠遠不是一個死寂的世界。 埃德加-賴斯-巴勒斯（Edgar Rice Burroughs）在他的小說中描繪了異國火星人騎著八條腿的滑翔機穿越死寂的海底，HG 威爾斯（HG Wells）則把火星描繪成超級智慧生物的家園，他們製造戰爭機器入侵地球。 同時，嚴肅的科學家也正在爭論火星上是否存在運河，以及這些運河是否是為了把水從兩極輸送到赤道上的城市而設計的全星球灌溉工程。

一直到20 世紀50 年代和60 年代，人們都認為火星上存在某種生命。 即使是堅持火星是個死寂世界的科學家，也仍然認為火星很可能是苔蘚、地衣和其他稀疏植被的家。

如今，火星已被視為不適合生命存在的地方，任何人只要在火星上發現一片地衣，就有可能獲得諾貝爾獎。

半個多世紀以來，大量機器人軌道器和著陸器對火星的直接探測證實，火星是一個死寂的世界，即使曾經存在過生命，也很可能比20 億年前滅絕的細菌先進不了多少。 然而，有些人仍然抱持希望，認為有些嗜極微生物可能會在某個深埋的綠洲中存活下來。

好奇號”火星探測器的自拍照

至於火星表面，由於大部分火星大氣現在早已被太陽風吹到太空中，火星的山脈和平原非常乾燥，使地球上最乾燥的沙漠看起來也像熱帶雨林，而乾燥的環境和無情的宇宙輻射賦予了土壤一種奇怪的、破壞性的化學性質。

然而，大約40 億年前的情況卻截然不同。 在古代，火星的大氣層更為充沛，水量豐富，湖泊形成，河流縱橫，三分之一的表面是淺海。 這種情況究竟持續了多久，有多穩定，目前還不清楚，但就生命而言，與現在相比，那簡直就是天堂。

氣候如何發生如此劇烈的變化，是了解火星歷史的關鍵問題之一。 好奇號”機器人漫遊車從96 英里（154 公里）寬的蓋爾隕石坑收集到的碳酸鹽是這一難題的最新部分，蓋爾隕石坑是由35 億至38 億年前的流星撞擊形成的。

地質表明，隕石坑中含有水，這意味著它含有在潮濕環境中形成的粘土、硫酸鹽和碳酸鹽等礦物質。 好奇號利用機械手臂和機械手撈起了這些礦物質，然後用漫遊車的火星樣本分析（SAM）和可調諧雷射光譜儀（TLS）儀器進行了分析。

碳酸鹽是由碳和氧形成的，從氣候的角度來看，碳酸鹽特別有趣，因為這些原子中較重的同位素傾向於留下來，而較輕的同位素則會隨著碳酸鹽的形成逃逸到大氣中。 因此，這些同位素的比例構成了火星氣候的記錄，包括水的溫度和酸度，以及水和大氣的成分。

美國國家航空暨太空總署戈達德太空飛行中心的大衛-伯特（David Burtt）說：「這些碳酸鹽的同位素值指向極大量的蒸發，表明這些碳酸鹽很可能是在只能支持短暫液態水的氣候中形成的。

據美國國家航空暨太空總署稱，同位素比率顯示碳酸鹽的形成有兩種機制。 其一是碳酸鹽在一系列乾濕循環中形成，其二是在蓋爾隕石坑寒冷的成冰條件下，在含鹽量很高的水中形成。 這意味著火星可能經歷了一個適宜居住和不適合居住的循環，或者一個剩餘的水越來越多地被冰鎖住，而倖存的液體變得非常咸，以至於像死海一樣不利於生命的循環。 或者最有可能的情況是兩者的結合。

伯特說：「這些碳和氧同位素值高於在地球或火星上測得的任何其他數值，這一事實表明一個（或多個）過程被推向了極端。在地球上，蒸發會導致氧同位素發生顯著變化，而這項研究中測得的變化要大兩到三倍。保存了下來，因此任何會產生較輕同位素值的過程在程度上一定要小得多。

這項研究發表在《美國國家科學院院刊》。