2004年1月25日，由美国航空航天局（NASA）发射的“机遇号”火星漫游车在火星子午原（Meridiani Planum）着陆（子午原是一块光滑、起伏不大的平地）。这次探测发现其外貌特征与以往探测器发现的有很大差别。

经漫游车钻探并采取的岩样分析，表明在火星表面所接触岩石除少量火星特有的岩石、陨石和杂质外，主要由各种氧化铁和水合硫酸镁、硫酸钙和硫酸铁组成；从岩石的生成机理可以设想，火星过去应存在过由水构成的大海，海水为含盐碱的酸性水。

这次“机遇号”在火星着陆，连同围绕火星轨道运行所提供的检测报告，第一次通过火星上由水沉积的岩石的分析，揭示火星的地质和地质化学的水文变迁，表明火星曾经是一个温暖而潮湿的星球。

这次国际航天组织联合发射多台漫游车到达火星，“机遇号”火星漫游车是其最后到达的。在“机遇号”漫游车着陆前几个星期，另一架“勇气号”火星漫游车着陆火星，着陆地点在古谢夫（Gusev）环形山口。

但较早着陆火星的几台漫游车，包括“勇气号”在内，只在火星上发现火山岩碎块和无机物泥土。而“机遇号”是第一次在火星表面钻探取样，发现火星表面由层叠的沉积岩构成，各层间有经过干燥的迹象。叠层的有很薄，也有厚度以米计的和更厚的岩层，这表示火星表面岩石是多次循环沉积才形成的。

如果层与层间的节奏是以年度计的，则子午原600米厚的沉积岩应经历约25万个火星年才得以形成。不同层的沉积表明含水物质季节性的变化，以往的火星有过薄冰覆盖或无冰的时期，并比之今日的火星温暖得多；或表示曾有过比较寒冷但有浓酸性水浸渍的时期。

在照片上还可看到火星表面有许多的黾裂纹，这表示有含水沉积，或岩性变质在起作用。至今没有弄清楚，这种多边形裂纹是由于含盐碱泥浆干燥脱水，还是由于泥浆的反复冻结及解冻而形成的。

岩层含有大量的硫酸镁、钙和铁，微量的氯、溴和磷，不溶或微溶的各种铁的氧化物，以及铝硅酸盐杂质。此外，“勇气号”漫游车在古谢夫环形山口发现露头岩石比一般火山岩软，也比地球上的沉积岩软，与地球上干涸的沙漠湖内残留的高度水合的盐碱相似。这种露头岩石具有海绵状的多孔组织，可能由溶蚀或脱水而形成。

“机遇号”在子午原上还检测到一种黄钾铁矾矿物，这种矿物需要在强酸性条件下才得以形成，包括其他检测到的矿物也需在酸性“卤水”中存在。在分析过的取样中发现，火星岩石中不存在碳酸钙（碳酸钙是地球岩石中普遍存在的一种矿物——石灰石矿。因为在酸性条件下碳酸钙将与硫酸盐类作用生成石膏）。

“机遇号”分析了9种含盐类的岩石，发现其成分中具有较高的硫-氯比，以及较高的含铁量，这表明其形成环境是相对温暖的（！265K）。这种形成环境在地球上是典型的有硫化物氧化作用的酸性矿山特征。而火星表面沉积岩所含极大量的硫元素和硫酸盐可能是由地下水、悬浮的酸微滴、尘粒、或火山岩的酸侵蚀而形成的。

经“机遇号”分析，当从含盐类沉积岩中除去二氧化硫后，剩下的残渣是类似一种火星陨石shergotitte的矿物和一种名叫Bounce的独特火星岩石矿物。

Bounce的产生可能与火星岩石的深化过程有关。它是部分变质的火山岩，是由于（流星）碰撞而被抛掷到子午原的。Bounce和含盐类岩石构成混合和化学分离的系列过程。由于冷冻、干燥及沉淀等物理过程促使的化学分离是按先硫酸盐然后氯化物的先后顺序进行的。这是含盐类岩石中硫和氯两种元素的化学趋向所决定的。所有检测到的元素，除了钾、钠和氯三种元素外，都有化学键联结含盐类岩石和Bounce。

令人惊异的是，钾、钠和氯只在含盐类岩石中与不溶性的铝硅酸盐紧密结合，而与Bounce岩则完全脱离，说明在火星上这三种元素与其他元素有不同的地质历史演变过程。

在子午原表面几米厚的岩层所观察到的化学分离记录可用存在过两种“卤水”予以解释。先是火星表面覆盖一层酸性而溶有硫酸盐类的“卤水”。这种卤水渗入叠层式的火山凝灰层中，或更可能侵蚀Bounce岩那样的岩石，然后又以叠层状态的方式沉积形成不纯的硫酸镁、钙和铁；接着，火星表面覆盖的水变为含氯化物“卤水”（可能是第一次卤水的残余改变溶质内容）使铁氧化，并选择性地溶解和除去沉积岩中的一些硫酸盐（特别是硫酸镁），使水下的沉积岩变为多孔性。待火星上有水漫灌的时期过去了，卤水渐渐干燥，残液将所含的氯化钠和氯化钾沉淀下来，渗入多孔沉积岩的孔隙中，然后干燥至黾裂。接着便是漫长、寒冷和干燥的时期，夹杂着小规模的流星碰撞和持续不断的狂风刮个不停。

子午原可能是火星上一块特殊的地方，不能代表整个火星，“机遇号”漫游车却选中在此着陆。但是，在子午原上发现的氧化铁和硫酸镁、钙和铁已长久以来被认为是火星的地质化学一个标识。而“勇气号”着陆在古谢夫环形山口也发现较少数量的这些化合物。火星的地质化学过程就像地球上铁矿和硫酸盐矿所在地被酸污染了的环境。火星上的硫酸盐可能来自表层硫化物氧化作用的结果，或为埋藏的硫酸盐矿层热变质而形成，对于这种矿物一直可追溯到火星上原始壳层气体的排放。

当“机遇号”还在继续火星岩层钻探时，欧洲航天局（ESA）的“火星快车”探测器检测到火星大气层含有30ppb（1ppb=十亿分之一）甲烷。虽然这表明火星大气的甲烷柱丰度远低于地球大气的0.01%的柱丰度，但这痕量甲烷的存在是至关重要的。问题出在怀疑火星大气的混合作用和什么原因造成火星大气中甲烷的分布不均匀？这可能由于火星局部表面有甲烷贮存，或有地方在释放甲烷；火星上的永久冻结带内可能长期贮存着甲烷。甲烷是一种重要的温室效应气体，甲烷的存在可能有助于解释火星上地质变迁的气候环境变化的原因。

火星上的甲烷是由生物产生的吗？子午原上盐类存在联系到生命和水是否与甲烷的局部浓度有关？与子午原有相近似的酸性度和含盐度的地球矿区却是有生命存在的。是否意味着火星上也曾有生命存在？

裸露在火星表面的碎岩

木星有一颗卫星名叫“欧罗巴”，拥有与子午原的寒冷和酸性硫酸盐的地质化学等某些特征相拟的海洋，是曾被怀疑过太阳系中有生命存在可能的星球。可是这种绝对严酷的环境在地球上是少见的，而在宇宙中却到处存在。地球上少数种类微生物能生存于严寒而又有盐有酸的环境。但没有一种微生物是生存于同样严酷环境而产生甲烷的。说不定在火星上可能有。

现在地球上找不出一处与子午原环境酷似的地方，但与子午原环境部分相似的地方却有多处。西班牙里奥廷托的含酸矿区局部环境与子午原相似，有大量耐酸微生物活动；北美洲超盐类积聚的二叠纪盆地是一个典型的盐湖，经无数次蒸发和浸水循环造成层叠式的盐类岩。在二叠纪盆地生物发生学说中，盐类捕集和缓慢释放碳氢化物，正与火星中含有甲烷过程相似。

火星与地球外貌相似，但实质上绝不相似。火星缺少富水环境丧失了生命存在的基本条件。火星上的甲烷和盐类可能是无联系的，为地质学家视为与地球上的生命没有直接关系。子午原具有水参与的地质记录，可能是拙劣的天体生物演示尝试。火星上的甲烷产生于表层系统是否与硫酸盐和二氧化硫的存在有关？火星上存在的硫酸盐是否与木卫二上火山喷发的二氧化硫情况相似，或与金星表面存在的二氧化硫相似。

根据我们目前所掌握的火星知识，认为尚无证据证明火星存在生命。但出于对行星生物的保护，在从火星带回生命样本，或将人类信息送到火星之前，仍需假设火星有存在生命的可能。

伽利略曾预言，地球和地球上的生命来自宇宙的中心。几百年来科学家为发现地球以外的生命（或生命的化石）实现伽利略的预言作出了不懈努力。如果事与愿违，经搜索火星的含水沉积物中，没有生命迹象，则我们可以认为，我们的地球是光年范围内唯一存在生命的星球。火星上的甲烷和盐类可供人类作为建设火星的原材料，再造一个新的火星文明，届时将增添我们行星生命的威望与尊严。