火星曾有很大的湖泊是個事實，而且總水量還不止這些，美國宇航局估計火星上的海洋可以覆蓋滿整個火星，深度可達到數千米，至少能夠水手峽谷給填滿。美國宇航局好奇號火星車發現了一個區域，在蓋爾撞擊內，這裡是火星的古老湖泊遺址。科學家將其命名為Kimberley湖泊，因為火星車發現該地區的地質特徵具有明顯的流水侵蝕痕跡。雖然水流已經過去數十億年的時間，但是依然可以看到沉積物的一些特徵。
如果只考慮火星的質量，應該是可以擁有較為濃密的大氣層的。但是，火星還是太小了，大約十億年之前，火星內核就完全冷卻了。內核冷卻也就意味著失去了強大的磁場，於是太陽風開始剝離火星大氣，最後只有分子量比較大的二氧化碳得以留存。由於大氣壓太低，水的沸點也很低。火星上很難保留液態水。同時，缺少溫室氣體，火星的表面溫度也很低，剩餘的水都凝結成了冰，存在於地下和兩極。
此外，還有一個重要的原因，那就是火星磁場的消失。火星在形成之初是存在磁場的，但後來，火星內核冷卻，鐵不再流動，火星磁場就此消失。火星磁場消失後，引起了一系列連鎖反應。
太陽會向外射出高速帶電粒子流，被稱為太陽風。如果一顆行星擁有磁場的話，那它的磁場將會使太陽風偏轉，使其無法靠近行星表面，從而起到保護作用。如果行星沒有磁場，太陽風將直接轟擊到行星的大氣層，與大氣分子發生碰撞，大氣分子碰撞之後會獲得一個速度，如果這個速度大於行星的逃逸速度，大氣分子將脫離行星的引力，逃逸到星際空間中。火星就是這個情況。當火星的第一層防禦——磁場消失後，火星的第二層防禦——大氣層開始在太陽風的轟擊下逐漸逃逸消失。
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