区延伸至纬度约60°的地方。推论有更大量的水冻在厚厚的地下冰层，只有当火山活动时才有可能释放出来。
此外，火星上的绿黏土和火山灰，有利于植物生长；火星大气中有足够的二氧化碳气体，可提高植物光合作用的效能，使农作物获得比地球上更大的丰收。火星上到处都是氧化铁等氧化物质，可还原出氧气来。火星上有丰富的能源。如风能比地球上要丰富得多；火星上有地热能；还可利用二氧化碳和氢制造甲烷燃料；也可用重氢进行核发电等等。火星上有火山活动和水流冲击形成的各种金属富矿，比分布在月壤中的金属元素优越得多。通过探测火星土壤的成分、结构与分布，分析火星土壤中的水冰与气体组分，研究火星土壤的成因、表面气液流体与固体物质的相互作用和地质改造历史。
三、研究火星大气及气候特征
大约40亿年以前，火星与地球气候相似，也有河流、湖泊甚至可能还有海洋，未知的原因使得火星变成今天这个模样。探索使火星气候变化的原因，对保护地球的气候条件具有重大意义。火星有一个巨大的臭氧洞，太阳紫外线没遮拦地照射到火星上。可能这就是海盗1号、海盗2号未能找到有机分子的原因。火星研究有助于了解地球臭氧层一旦消失对地球的极端后果。现在的火星上只有稀薄的大气，但在30亿年前，火星的表面包围着厚厚的二氧化碳大气层。由于火星变冷，大部分二氧化碳都被土壤吸收起来。当人类完成改造火星第一步后，温暖的气候将使这些二氧化碳释放出来。通过对火星电离层、中性大气、磁层探测，以及火星表面的气象观测，研究火星的大气组成与结构、太阳辐射与火星大气和物理场的相互作用、火星表面的气候特征，探讨火星大气圈的演化历史。
四、研究火星地质特征、演化与比较行星学
比较行星学主要奠基于：大气外观测和一系列宇宙探测器获得的月球地质、构造、磁场以及自月球取回样品的分析资料；“水手”号、“金星”号、“火星”号、“海盗”号、“旅行者”号等行星际飞船获得的大量行星探测的科学资料；地球的研究成果；各种类型的研究结果。研究火星的地质概况可以了解火星的变化过程和地球与火星之间的区别与共性。作为火星探测计划的一部分，科学家希望理解风、水、火山作用、构造地质学、撞击坑等过程在形成和改变火星表面中的相关角色。比如，火星上有令人难以置信的巨大火山，其规模是地球上火山的10倍甚至100倍以上。这个不同点的解释就是火星地壳不像地球地壳一样运动，这意味着所有的岩浆汇集即成为一个非常巨大的火山。行星表面特征反映行星的内力成因和外力成因的地质活动，以及行星的地质演化历史。
类地行星（包括月球和木卫一）的主要地质活动可分为两组：内力过程，包括火山和构造作用；外力过程，包含大气和水的侵蚀及小天体的撞击成坑作用。火星环球监测者探测器最近发现了在火星上分布着大面积的岩石剩磁，这表明火星曾经有一个像地球一样的全球性的内禀磁场，当前火星具有多极子磁场。由于磁场通常表现为保护行星不受各种宇宙射线的伤害，这一发现暗示很可能发现火星表面曾经存在生命的猜想。对于远古磁场的研究对火星过去的内部结构、温度和组成也将提供重要信息。磁场的存在还表明火星曾经像地球一样充满生机。
火星上各种岩石的组成以及年龄测定。根据火星岩石类型与分布的探测，表明火星表面广泛分布玄武岩与安山岩，通过火星陨石的年龄确定，大致可以厘清火星历史事件的顺序。