據外媒報道，通過結合三個國際航天器在火星上獲得的觀測數據，科學家們能夠表明，區域性的沙塵暴在使紅色星球變得更乾燥方面發揮了巨大的作用。沙塵暴使火星寒冷大氣層的較高海拔地區升溫，防止水蒸氣像往常一樣結冰，並允許水蒸氣到達更高的地方。在火星較高的地方，大氣層稀少，水分子容易受到紫外線輻射的影響，而紫外線輻射會將它們分解成較輕的成分氫和氧。氫是最輕的元素，很容易流失到太空中，而氧要麼逃逸，要麼沉降到地表。
科羅拉多大學博爾德分校大氣和空間物理實驗室的研究員Michael S. Chaffin說：“你要永久地失去水，只需要失去一個氫原子，因為這樣氫和氧就不能重新結合成水。因此，當你失去一個氫原子時，你肯定失去了一個水分子。”
科學家們長期以來一直懷疑，曾經像地球一樣溫暖濕潤的火星在很大程度上通過這一過程失去了大部分的水，但是他們沒有意識到區域性沙塵暴的重大影響，這些沙塵暴幾乎每年夏天都發生在這個星球的南半球。通常每隔三到四年火星就會發生一次的全球沙塵暴被認為是罪魁禍首，再加上南半球火星更接近太陽時的炎熱夏季。
但是根據2021年8月16日發表在《自然-天文學》雜誌上的一篇新論文，火星大氣層在較小的、區域性的沙塵暴中也會“被加熱”。一個由Chaffin領導的國際團隊發現火星在區域性風暴期間失去的水量是沒有區域性風暴的南方夏季的兩倍。
NASA戈達德太空飛行中心的火星水專家Geronimo Villanueva是Chaffin論文的共同作者，他說：“這篇論文幫助我們實際上回到了過去，並說：‘好吧，現在我們有另一種失去水的方式，這將幫助我們把我們今天在火星上的這點水與我們過去的大量的水聯繫起來’。”
由於水是我們所知的生命的關鍵成分之一，科學家們正試圖了解水在火星上流動了多長時間以及它是如何流失的。
幾十億年前，火星上的水比今天多得多。剩下的水被凍結在兩極或鎖在地殼裡。一些科學家預測，融化后，這些剩餘的水可以填滿全球海洋，深度可達100英尺（30米）。
儘管像Chaffin這樣的科學家對火星上的水發生了什麼有很多想法，但他們缺乏將整個畫面聯繫起來所需的測量。然後，在2019年1月至2月的一次區域性沙塵暴期間，航天器軌道的罕見交匯使科學家能夠收集到前所未有的觀察結果。
NASA的火星勘測軌道飛行器( MRO)測量了從表面到約100公里以上的溫度、灰塵和水冰濃度。在相同的高度範圍內，歐空局（ESA）的微量氣體火星軌道器測量了水蒸氣和冰的濃度。NASA的火星大氣和揮發性演化(MAVEN)探測器則報告了火星最高處，即離火星地表1000公里以上的氫氣數量，從而為測量畫上了句號。
Chaffin說，這是第一次有這麼多任務集中在一個單一事件上。“我們真正抓住了整個系統的行動。”科學家們報告說，從三個探測器上的四個儀器收集的數據描繪了一幅區域性沙塵暴在火星水逃逸中的作用的清晰畫面。微量氣體火星軌道器科學小組的成員Villanueva說：“這些儀器應該都講述了同樣的故事，而且它們確實如此。”
在沙塵暴開始之前，歐洲軌道飛行器上的光譜儀檢測到低層大氣中的水蒸氣。通常情況下，在火星一年的大部分時間裡，火星大氣的溫度隨着高度的增加而變低，這意味着在大氣中上升的水蒸氣會在相對較低的高度凍結。但是隨着沙塵暴的起飛，加熱了更高的大氣層，儀器看到水蒸氣到達更高的高度。這些儀器發現在沙塵暴開始后，中層大氣中的水增加了10倍，這與火星勘測軌道飛行器上的紅外輻射計的數據恰好吻合。
輻射計測量了隨着塵埃在火星上空高高揚起，大氣層中溫度的上升。它也看到了水冰雲的消失，正如預期的那樣，因為冰不能再在更溫暖的低層大氣中形成。來自MAVEN的紫外線光譜儀的圖像證實了這一點；它們顯示，在2019年的風暴之前，可以看到冰雲在火星Tharsis地區高聳的火山上方盤旋。“但是當沙塵暴全面展開時，它們完全消失了，”Chaffin說，它們在沙塵暴結束后重新出現了。
在更高的高度，水蒸氣預計會被太陽的紫外線輻射分解成氫氣和氧氣。事實上，MAVEN的觀測結果顯示了這一點，因為它捕捉到高層大氣中的氫氣在風暴期間增加了50%。這一測量結果與60英里以下的水膨脹完全對應，科學家說這是氫氣的來源。