摘要：

作為太陽系中與地球最為相似的行星，火星因其表面豐富的古代水活動曆史和可能保存的古生命迹象，從而成為太陽系深空探測的主要目标之一。相比一直有着活躍化學風化和地質活動的地球，火星早期（特别是45-35億年之間）有大量與水相關的化學風化過程，而之後由于火星大氣和水分的喪失而幾乎停止了化學風化，從而很好地保存了早期的演化過程。因此，研究火星可以更好地幫助理解地球早期的演化曆史和生命的起源。火星表面的古代水活動的證據被很好地保存在了它的流水侵蝕地貌和含水礦物信息裡面，其中表面含水礦物與水溶液活動密切相關，是火星表面曾經存在水環境的最直接證據。早期的水岩作用促使火星地殼中的斜長石、輝石和橄榄石等原生礦物發生水合蝕變，最終形成含水矽酸鹽、碳酸鹽、氯化鹽、硫酸鹽和赤鐵礦等次生礦物。過去二十年的軌道和就位探測，讓我們對火星的物質成分有了全新的認識。綜合對火星物質成分和對應層序地層的研究，揭示了火星環境經曆了從早期潮濕到晚期幹冷的轉變，為火星的全球氣候變化曆程和地質演化曆史提供了重要依據。未來即将開展的國内外火星軌道、就位和返樣等探測任務将對火星的物質成分進行更全面細緻的分析，有望解決火星環境是如何從潮濕轉變到幹冷以及火星上是否有生命等一系列重大科學問題。