古代的火星曾有一个巨大海洋
美国宇航局戈达德太空飞行中心的资深科学家迈克尔·穆玛表示，在远古时代，火星曾存在一片巨大的海洋，覆盖大约20%的地表，平均深度在1500米左右。现在，这个远古海洋只幸存13%，并且被锁定在极地冰盖中。
詹姆斯·韦伯望远镜将成为世界上最重要的太空红外观测设备。这架望远镜的第一项任务便是帮助科学家揭示火星在45亿年的演化中为何丧失大量水。现在的火星是一片冰冷的荒漠，大气密度不到地球大气的百分之一。但有证据显示在太阳系的早期，火星表面可能存在一片深度与地中海相当的海洋。随着大气层愈发稀薄，绝大多数海水迷失太空。
大盐湖的日出景象
氢原子逃离火星上层大气层，含水的重氢则留在火星。氢外逃让火星从45亿年前的一颗湿润星球沦为一个干燥的世界。穆玛曾指出：“我们现在知道火星上以氘水形态存在的水远远超过陆地上的海水。我们能够估算出火星从年轻走到现在损失的水量。”
远古火星海洋的咸度与死海不相上下。在这种环境下，生命基本上无法存活。牛津大学圣彼得斯学院的尼古拉斯·托斯卡表示：“如果火星上曾存在生命，它们可能起源于高酸性和高盐度环境。这意味着火星生命的生物学特征与我们知道的任何地球生命截然不同。”
火星也曾是一个湿润的星球
火星是特保时间观测项目（GTO）的重要目标。该项目由华盛顿的行星学家海蒂·哈默尔领导，旨在给与美国宇航局合作的科学家划拨专门时间，让他们得以校准和优化韦伯望远镜。2003年，哈默尔被宇航局选中，成为韦伯望远镜项目的一名跨学科科学家。如果在2020年发射升空，韦伯望远镜可以在时年5月至9月对火星进行观测。
人类探索火星的次数超过太阳系的其它任何行星。当前，6颗探测器环绕火星飞行，2辆漫游者在火星表面勘察。韦伯望远镜能够一次拍摄火星的全身照。相比之下，轨道器需要数次曝光才能绘制出完整的火星地图，因此会受到日常变化的影响；漫游者只能对一个地点进行勘测。此外，韦伯望远镜还拥有惊人的光谱解析能力，能够在各种波长条件下测量微小差异。地面望远镜会受到地球大气层的干扰，韦伯则没有这个困惑。
借助韦伯望远镜，科学家能够对火星进行深入研究
利用韦伯望远镜观测火星也并非一件容易的事情。戈达德太空飞行中心科学家、GTO项目组的格洛尼莫·维拉努瓦解释说：“在设计上，韦伯望远镜能够观测到异常暗淡和遥远的天体，但火星亮度很高并且距离很近。”因此，对火星的观测必须小心谨慎，避免火星光线让韦伯的精密仪器不堪忍受。韦伯项目太阳系观测计划的协调人斯特凡尼·米拉姆表示：“火星观测将测试韦伯望远镜追踪移动天体的能力。在对我们的太阳系进行研究时，这种能力非常重要。”
“凤凰”号登火艺术概念图
在漫长的岁月变迁中，由于太阳的紫外线分解水分子，火星上的大部分水迷失在太空中。通过测算火星大气中两种形态略微不同的水——正常的水（H2O）和重水（HDO，一个氢原子被天然产生的氘取代）——的丰度，科学家能够估算出火星损失的水量。随着氢的逃逸，H2O和HDO的比值发生改变，由此可以推算出逃离到太空的水量。韦伯望远镜将在不同时间、季节和地点测量这个比值。
维拉努瓦表示：“在韦伯望远镜的帮助下，我们能够精确测算火星上的H2O/HDO比值，进而确定火星丧失的水量。我们还能确定水如何在极地冰、大气层和土壤之间转换。”
虽然火星上的绝大多数水锁定在冰中，但某些液态水存在于地下蓄水层的可能性仍旧存在。这些水库甚至能够支持生命存在。2003年的一项发现进一步增强了科学家的信心，当时他们在火星大气层中探测到甲烷。韦伯望远镜的观测数据将为科学家提供新线索，确定这些甲烷的源头。
