火星土壤

火星土壤是在火星表面发现的精细风化层（一层松散、松散、异质的表层沉积物，覆盖着坚硬的岩石）。 它的特性可能与陆地土壤的特性有很大不同，包括由于高氯酸盐的存在而导致的毒性。 术语火星土壤通常指的是更细的风化层。 到目前为止，还没有样品返回地球，这是火星样品返回任务的目标，但已经使用火星探测器和火星轨道器对土壤进行了远程研究。

在地球上，土壤一词通常包括有机物。 相比之下，行星科学家采用土壤的功能定义来将其与岩石区分开来。 岩石通常指 10 厘米和更大的材料（例如，碎片、角砾岩和裸露的露头），具有高热惯性，面积分数与维京红外热成像仪 (IRTM) 数据一致，并且在当前风力（风）条件下不动 . 因此，在温特沃斯尺度上，岩石被归类为超过鹅卵石大小的颗粒。

这种方法使跨火星遥感方法的协议能够跨越从伽马到无线电波的电磁波谱。 “土壤”是指所有其他通常未固结的材料，包括那些颗粒足够细、可以被风吹动的材料。 因此，土壤包含在着陆点发现的各种风化层成分。 典型示例包括：床形（在流体和移动床的界面处形成的特征，例如波纹和沙丘）、碎屑（预先存在的矿物和岩石的碎片，例如沉积物沉积物）、结核、漂移物、灰尘、岩石碎片 , 和沙子。 该功能定义强化了最近提出的地球体（包括小行星和卫星）土壤的通用定义，即超过厘米级厚度的细粒矿物或有机材料的未固结和化学风化表层，有或没有粗元素和胶结部分。

火星尘埃通常意味着比火星土壤更精细的物质，即直径小于 30 微米的部分。 由于文献中缺乏完整的土壤概念，因此对土壤定义的意义存在分歧。 植物生长的实用定义介质已在行星科学界普遍采用，但更复杂的定义将土壤描述为行星体表面的（生物）地球化学/物理改变材料，包括地表外的大地沉积物。 该定义强调，土壤是一种保留有关其环境历史信息且不需要生命存在即可形成的物体。

由于含氯的高氯酸盐化合物浓度相对较高，因此火星土壤是有毒的。 元素氯最早是在旅居者火星探测器的局部调查中发现的，并已被勇气号、机遇号和好奇号证实。 火星奥德赛轨道飞行器还在行星表面检测到高氯酸盐。

美国宇航局凤凰号着陆器首先检测到氯基化合物，如高氯酸钙。 在火星土壤中检测到的浓度约为 0.5%，该浓度被认为对人体有毒。 这些化合物对植物也有毒。 2013 年的一项陆地研究发现，与火星上发现的浓度水平（每升 0.5 克）相似的浓度会导致：

• 植物叶片中叶绿素含量显着下降，
• 降低植物根部的氧化能力
• 减少地上和地下工厂的规模
• 叶子中高氯酸盐的积累

该报告指出，所研究的一种植物凤眼莲似乎对高氯酸盐具有抵抗力，可用于帮助去除环境中的有毒盐分，尽管植物本身最终会因此含有高浓度的高氯酸盐 .有证据表明，一些细菌生命形式能够通过对高氯酸盐浓度增加的生理适应来克服高氯酸盐，有些甚至以它们为生。

然而，到达火星表面的高水平紫外线的附加作用会破坏分子键，产生更多危险的化学物质，在地球上的实验室测试中，这些化学物质比单独的高氯酸盐对细菌的杀伤力更大。

美国宇航局早就认识到火星细尘对人类健康的潜在危害。 2002 年的一项研究警告了潜在的威胁，并使用在火星上发现的最常见的硅酸盐进行了一项研究：橄榄石、辉石和长石。