在火星的全部历史中，蒸发和逃逸了的水如果全部重新回到火星上来的话，火星表面将被笼罩在一圈50—100米厚的水层中。可是，火星现在所拥有的全部水却不多，那么，或者是大量的水都散逸掉了，或者是火星上从来就没有过那么多的水。
说火星上曾经有过大量的水有什么根据呢？
科学家们认为，在地球发展的早期历史阶段，曾经有过频繁的火山喷发，而地球火山喷发出来的最丰富的气体是水蒸气和二氧化碳，地球上的水就是这样从内层深处释放出来和积累起来的。经过几十亿年的发展和演化，地球从内部向外这样释放水的过程早已结束。正因为如此，现在的火山喷发活动中，已经很难找到这种释放水了。
其他行星包括火星在内，它们的火山喷发情况大概也是这样，火星上的大量水想必也是从自己内部，通过其面上星罗棋布的火山而来到表面的。火星表面充满着火山频繁活动的证据，这是现在已经充分肯定了的，这些火山在已往的岁月里为火星大气提供了大量的水和其他挥发性物质，这是无可怀疑的。
1971年发射成功的“水手9号”火星探测器，所看到火星表面景象是一片荒凉，毫无生气。它没有探测到表面上有液态水，但却发现了许多蜿蜒的河床。这些河床与所谓的火星“运河”完全是两回事，也与地球上和月球上的熔岩河床不同。有充分的证据可证明，在火星历史的早期，频繁的火山活动等因素使得火星表面比较温暖的时候，液态水曾经在这些河床里流动，掀起阵阵波浪。也有人认为，那时火星绕轴自转的情况跟现在不一样，自转轴要比现在倾斜得多。这样，南北两极冠就有更多的机会融化成水，并蒸发成水蒸气，水蒸气后来又凝结成雨落在赤道地区，形成河流。至于极冠融化而产生的二氧化碳气体，则进入了大气。
从分布情况来看，火星上的河床也并不像假想的“运河”那样散布在整个火星表面上，主要的大河床是在常年温度最高的赤道地区发现的。最大的河床长达1500千米，宽60千米甚至上百千米。大河床与众多分支流结合在一起，形成脉络分明、自然流畅的水道系统，而那些分支流几乎无例外地朝着大河床的下游方向流去。
有的大河床看上去是由水的冲刷作用形成的。在火山活动而喷发出数量可观的水和二氧化碳等的同时，如果相应地区的地热把地下冰融化了，就会形成一股或者多股有相当威力的水流。在它们的冲刷下，火星表面会很自然地形成大小河床。
河床的形成可能有很多原因，但是，河床里流动着大量的水，基本都一样。我们要问，经过几十亿年的演变，现在火星面上竟然是涓涓小溪未见一股，潺潺水声未闻一声，它的浩渺大水、万顷碧波究竟到哪里去了呢？
前面曾提到过，火星大气、极冠和地下都保存着部分水。但是，大气和极冠，所保存的水量是极其有限的。
火星表面火山活动减少之后的那段时期里，火山喷发出来的气体减少，并在太阳光的作用下逐渐分解。其中比较轻的元素就会成批地脱离火星大气，逃逸到空间去；而那些比较重的元素，则与有关成分结合。火星大气变得越来越稀薄、干燥、寒冷，留在地面上的水也就很快变成水蒸气逃逸掉。
这可能是火星水的一种去向。
其余没有逃到空间去而剩下来的那部分水，很有可能藏在火星表面长而深的裂痕中。火星大部分地区都散布着不少环形山，不论环形山的形成是由于火山喷发还是陨星袭击，都会在火星表面一定的深度范围内，造成若干空隙和裂痕，由此产生像地道网那样的多孔表层。真是这样的话，这无异是个地下大水库。
在赤道及其附近地区，由于温度有时较高，水冰有可能变成液态水，以河流、湖等形式存在于好几千米深的地下。在含盐量较多的地区，或者在有足够量放射性元素的地区，也可能出现这种情况。
由于长期的风吹日晒，火星表面和组成火星壳层的各种岩石，都会受到破坏而发生风化作用，最后呈现出颗粒状结构，风化层的厚度达到1千米并不罕见。风化层是储水的好地方，而且在所有的纬度上都可以发现这样的风化层，储存大量的水。
地球的大气中含有一种叫“氩”的化学元素，这是一种稀有的气体元素，在大气中的含量极少，不到1％。氩几乎全都是从地球内部来的，据认为，它跟二氧化碳和水的释放量有一定的关系。现在知道，从地球内部释放出来的二氧化碳和水，分别是氩的2000倍和40000倍。1973年8月发射，半年之后到达火星区域的前苏联“火星6号”探测器，在进入火星大气层时，测得大气中氩的含量高达30％，如果所得到的数据是准确无误的话，那么从火星内部释放出来的二氧化碳和水蒸气的数量，必定是非常之大。即使是有相当数量的水在过去的漫长岁月里散失到空间去了，火星的风化层中和表面下的地层中，有可能目前仍含着比一般估计的数量多得多的水。
火星大尘暴
人们用天文望远镜观测火星时，有时能看到黄色的云状物，云的形状和大小是变化的，而且往往是由大气低层向高层，由局部向更广阔的区域发展开去，甚至发展到半个乃至整个火星表面，使火星变得昏暗和面目模糊，朦胧一片，什么也看不清楚。这就是我们所说的火星大尘暴。
地球上有些地区有时也发生尘暴，飞沙走石，遮天蔽日，只是地球上最大的尘暴也远比不上火星的尘暴。据估计，一次火星大尘暴扬起的尘埃总量可以大到100亿吨以上。
火星大尘暴的时间之长，也绝非地球上的尘暴所能相比。1971年8月，是10多年来观测火星的一次最好机会，那年5月底，以探测火星为主要任务的“水手9号”探测器发射成功，开始奔向探测目标。当时，远在好几千万千米之外的火星的气象条件是相当不错的。7月份，探测器才上路一个多月，只走了约1／3的路程，地面观测发现火星面上出现了黄云，表明那里开始刮起了大风，是即将出现大尘暴的迹象，表面变得一天比一天更加昏暗和模糊。
11月，“水手9号”到达火星附近时，大尘暴已经发展成为全球性的，从火星表面直到七八十千米的高空，统统被尘埃笼罩着。火星表面风尘滚滚，什么也看不清楚，更不要说观测细节了。
此时，火星上的风速特别大，大致为每秒180米／秒以上。在地球上，一般把风力极大的台风定为12级，它的风速在35米／秒左右，即使是18级特大台风，风速也只有60米／秒，与火星上的风速相比，真是天壤之别。
“水手9号”探测器只得在环绕火星飞行的同时，耐心地等待着，一直等了两三个月，这场大尘暴才渐渐平息下来，火星大气重新恢复宁静，表面也变得清晰可见。1971年的这场尘暴是迄今所观测到的最大尘暴，也是在其他行星上从未见过的。
火星大气很稀薄，密度还不到地球大气的1％。在这种情况下想要形成一定的风力，而使尘粒移动和上升，风速至少也得有每秒四五十米。
谁能做到这一点呢？
一些人是这样推测的：由于火星上空气稀薄，又很干燥，昼夜的温度差本来就不小。火星绕太阳的公转周期是687天，每隔这么一段时间，火星运行到轨道近日点时，太阳对它的加热作用达到最大，比在远日点时大一半左右。其结果是空气得到更多的热量，温差变化更大，空气更不稳定，热空气上升导致扬起尘埃的开始。而一旦升在空中，它们就会吸收更多的热量，变得更热，更急剧上升。别处的空气也就以更快的速度跑来补充，形成强劲的地面风。地面风把更多的和更大的尘粒吹起来，形成更大的尘暴。尘暴就这样由小变大，向四面八方蔓延开去，形成罕见的大尘暴。
当尘暴把整个火星都笼罩起来后，由于尘粒的阻挡，太阳对低层大气和火星表面的加热作用显著减小，表面附近的温差减小，风必然减弱，尘暴也就开始衰退。风逐渐减小乃至完全平息下来，飘浮在空中的各种不同大小的尘粒，也就逐渐沉降到表面上来。由于大量尘粒的迁移，局部地形会有所改变，但一次尘暴就这样的烟消云散地过去了。
在火星极冠边缘和亚热带高地等处，风比较强的一些地方，区域性的尘暴时有发生。在每个火星年当中，这样的区域性尘暴有可能达到百次左右，一般都要好几个星期才平息。这真可以看做是火星上的一大特征和奇观。
从区域性尘暴发展成为全球性大尘暴，每个火星年中有一两次。使人感兴趣和不解的是，尘暴的发源地多数都是在火星的南半球，而特大尘暴的发源地似乎更是局限在几个特定的地区，像海腊斯盆地以西几百千米的诺阿奇斯地区。有人解释为火星北半球地势比较高，南半球就自然成为一个高度逐渐降低的斜面，由于南、北两半球之间存在的温度差，每当北半球高纬度地区形成了一股强风，它就会沿着斜面向南半球劲吹，尘埃就随着强风滚滚而来，风越刮越大，尘埃也越来越多，终于在南半球形成可以席卷全球的大尘暴奇观。
上述解释大体上讲了大尘暴是什么样的，但没有完全讲清楚为什么是这样的，因此不是令人十分满意的。
按照常理，火星大气的密度那么稀薄，对扬起尘暴、特别是大尘暴，是个不利因素，每秒数十米到上百米的大风怎么会那么容易刮起来呢？不仅风速之大，而且时间之长，都达到了我们几乎无法理解的程度。这究竟是怎么回事呢？
那些与特大尘暴有关的特定区域，究竟是些什么样的地区呢？是由于地形特殊，还是由于其他什么原因，而成为多数尘暴的发源地呢？真正的、具体的原因是什么？
另外，如果说火星运行到轨道近日点时会发生大尘暴，那么，并非每个火星年的同一时候，都发生全球性的大尘暴，而所发生的大尘暴，其发展速度和规模等也不尽相同。可见，尘暴发源地所提供的条件一定是受到了某些因素的影响，这是些什么因素呢？
这些问题，都需要根据已经掌握的资料，作进一步的分析和论证，科学家期望着今后发射的新的火星探测器和着陆器，能够提供更加能说明问题的数据和证据。人类登上火星，进而在那里建立基地，并不是可望而不可即的事情了。21世纪的某个时候，人类的足迹真的踏上了火星，大尘暴的种种谜团最终会得到揭穿，我们期待着这一天的早日到来。