在超过35亿年前，太阳系才刚刚形成，火星内部仍然炽热，火山将二氧化碳释放到大气中，彗星和小行星撞击火星地表，使大气更加高温厚重。距离太阳更近的金星和地球也开始了同样的过程，但如今只有地球仍适合人类居住。
随着地球逐渐冷却，雨水刷掉了大气中大部分的二氧化碳，二氧化碳溶入海水，与其他元素结合，在海床上形成了碳酸盐岩。如今，地球上碳都存在于这些岩石中，当海床滑入大陆板块下方碳会被慢慢拉回炽热的地心，有时碳会在边界熔化，从位于地表的火山中喷发出来，二氧化碳被缓慢稳定地释放到大气中，进而产生温室效应使得地球保持温暖，但又不会过于温暖。
生命在进化过程中也在使大气向有利于自己生存的方向转变，它们往其中加入了适宜生物生存的氧气和氮气，生物和地质之间微妙的平衡维持着今天地球上生物圈的稳定。
金星就没有这么幸运了，由于距离太阳太近，金星上的温室作用变得失控，早期的海洋干涸了，金星因此变得炎热干旱，来访的宇宙飞船只能在表面停留几分钟。如今的金星就像被烤干的地球，它在各方面都很像地球，只是水分少了10万倍，那里非常炎热，气温高达900华氏度，而且气压很高，大气几乎全由二氧化碳组成，金星上的景象就像温室效应引发的一场最可怕的噩梦。
而火星则走向了另一个极端，那里的温室效应并没有失控，失控的是冰室效应。质量仅有地球十分之一的火星冷却的速度很快，火山逐渐消失，曾经厚重的大气消散。由于几乎没有温室气体能困住太阳的热量，制造气压并阻挡辐射，火星变成了今天这样贫瘠冰冷而干燥的世界。
火星由于质量太小，因此不会发生使沉积物循环的板块运动，也没有磁场可以阻挡太阳风，由于引力太小无法留住大气，失去了大气保护的火星变得十分寒冷。但火星上也许仍有早期大气的残留物，它们被埋藏，冰冻或者封存在土壤中，科学家的目标就是想办法使这些大气再次出现。
有证据显示，火星曾经有水，曾有适合人居住的环境，也许曾有生命存在，问题是我们能否使它再次出现？这种想法是否符合现有的行星科学，人类能否用现有的技术实现？
要使火星地球化，我们必须重建它早期的温室气体，这就需要二氧化碳和水。火星两级有冻结成干冰的二氧化碳，而更多的二氧化碳则渗入土壤，就像海绵中的水一样。二氧化碳会在夏天释放出来，使大气变厚30%，当天气转冷，二氧化碳就会重新回到土壤中，那是火星上二氧化碳气体的一部分，但应该还有更多的二氧化碳气体。
科学家一直怀疑火星上大部分的早期二氧化碳都与土壤中的元素相互作用形成了碳酸盐矿物。勇气号和机遇号火星探测器配有专门探测碳酸盐的仪器，但目前它们还没有发现。
目前我们不知道火星上的早期二氧化碳气体去了哪里，它们也许永远消失了，这对于火星地球化得计划是个坏事，但二氧化碳也有可能藏在我们看不见的地方，毕竟我们只挖到火星地表下几英寸的地方，我们还远没有了解火星的全部，那是个谜，也是我们必须回答的关键问题之一，只有这样，才有可能让火星像以前那样适合人类居住。
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