火星海洋假说指出，在火星早期地质史中，近三分之一的火星地理都被液态水海洋所覆盖 。这片被称为“古海洋”和“北大洋”的原始海洋大约在41-38亿年前期间，可能淹没了北半球位于行星平均海拔4-5公里以下的北方大平原盆地。这片海洋存在的证据包括类似古代海岸线的地理特征以及火星土壤和大气的化学性质。早期的火星需要更稠密的大气层和更温暖的气候，才能让液态水留在表面。
现今火星上几乎所有的水都是以冰的形式存在，此外大气层中也分布有极少量的水蒸气，被认为是浅层火星土壤中低流量的液态卤水，也称为火星暖坡上的季节性流，可能是山坡上流沙滑落形成的黑色条纹。在地表，可看到水冰的唯一地方是北极冰盖，而火星南极永久二氧化碳冰盖下和环境更温和的浅层地表下也可能存有丰富的水冰。现已在火星表面或近地表下探测到超过500万公里的冰，足以覆盖整个行星表面35米深，更多的水冰可能还被锁在地下更深处。
热释气分析仪英文缩写“TEGA”是凤凰号火星探测器上的一台科学仪器。凤凰号探测器是美国宇航局一架于2008年登陆火星并成功运行的火星着陆器。热释气分析仪的设计基于从失败的火星极地着陆器中获得的经验。机械臂从火星表面采集的火星土壤样本被输送至热释气分析仪，样本在热释气分析仪内烘箱中被加热至约1000摄氏度，使挥发性化合物以气体形式释放，然后由质谱法进行分析。质谱仪经过调整，可专门测量氧、碳、氮和较重气体的同位素比率，检测灵敏度可达亿分之一。凤凰号探测器热释气分析仪有8台烤箱，足以容纳8份样品。
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