Le dioxyde de carbone constitue 95,3% de l’atmosphère en poids (voir le tableau), soit neuf fois plus que la quantité actuelle dans l’atmosphère beaucoup plus massive de la Terre. Une grande partie du dioxyde de carbone terrestre, cependant, est enfermé chimiquement dans les roches sédimentaires; la quantité dans l’atmosphère martienne est inférieure au millième du total terrestre. L’équilibre de l’atmosphère martienne est constitué d’azote moléculaire, de vapeur d’eau et de gaz nobles (argon, néon, krypton et Xénon)., Il existe également des traces de gaz qui ont été produits à partir des constituants primaires par des réactions photochimiques, généralement élevées dans l’atmosphère; ceux-ci comprennent l’oxygène moléculaire, le monoxyde de carbone, l’oxyde nitrique et de petites quantités d’ozone.
la basse atmosphère fournit du gaz à l’ionosphère de la planète, où les densités sont faibles, les températures élevées et les composants séparés par diffusion en fonction de leurs masses. Divers constituants dans le haut de l’atmosphère sont perdus dans l’espace, ce qui affecte la composition isotopique des gaz restants., Par exemple, parce que l’hydrogène est perdu préférentiellement par rapport à son isotope plus lourd deutérium, L’atmosphère de Mars contient cinq fois plus de deutérium que celle de la Terre.
bien que L’eau ne soit qu’un constituant mineur de l’atmosphère martienne (quelques molécules pour 10 000 au plus), principalement en raison des basses températures atmosphériques et de surface, elle joue un rôle important dans la chimie atmosphérique et la météorologie. L’atmosphère martienne est effectivement saturée de vapeur d’eau, mais il n’y a pas d’eau liquide présente à la surface., La température et la pression de la planète sont si basses que les molécules d’eau ne peuvent exister que sous forme de glace ou de vapeur. Peu d’eau est échangée quotidiennement avec la surface malgré les températures de surface nocturnes très froides.
NASA / JPL
la vapeur d’eau est mélangée uniformément jusqu’à des altitudes de 10-15 km (6-9 miles) et présente de forts gradients latitudinaux qui dépendent de la saison. Les plus grands changements se produisent dans l’hémisphère nord. Pendant l’été dans le nord, la disparition complète de la calotte de dioxyde de carbone laisse derrière elle une calotte de glace d’eau. La Sublimation de l’eau de la calotte résiduelle entraîne un fort gradient de concentration de vapeur d’eau dans l’atmosphère du Nord au sud., Dans le sud, où un petit bouchon de dioxyde de carbone reste en été et où seule une petite quantité de glace d’eau a été détectée, un fort gradient de vapeur d’eau ne se développe normalement pas dans l’atmosphère.
NASA / JPL / Malin Space Science Systems
la vapeur d’eau atmosphérique serait en contact avec un réservoir beaucoup plus grand dans le sol martien., Les couches souterraines de glace semblent être omniprésentes sur Mars à des latitudes poleward de 40°; les températures souterraines très basses empêcheraient la glace de se sublimer. La sonde spatiale Mars Odyssey 2001 a confirmé que la glace est présente à moins d’un mètre de la surface à des latitudes supérieures à 60°, et L’atterrisseur Phoenix a trouvé de la glace sous la surface à 68° N, mais on ne sait pas à quelle profondeur la couche de glace s’étend. Des Images prises par Mars Reconnaissance Orbiter ont montré de nouveaux cratères d’impact à des latitudes comprises entre 40° N et 60° N qui avaient exposé la glace d’eau souterraine jusqu’à une profondeur de 74 cm (29 pouces)., En revanche, aux basses latitudes, la glace est instable et toute glace présente dans le sol aurait tendance à se sublimer dans l’atmosphère.
Les mesures isotopiques suggèrent que de plus grandes quantités de dioxyde de carbone, d’azote et d’argon étaient présentes dans l’atmosphère dans le passé et que Mars a peut-être perdu une grande partie de son inventaire de substances volatiles au début de son histoire, que ce soit dans l’espace ou au sol (c.-à-d., enfermé chimiquement dans, Mars avait autrefois une atmosphère beaucoup plus épaisse qui était principalement perdue dans l’espace par le vent solaire et le rayonnement ultraviolet du soleil, qui étaient beaucoup plus intenses au début du système solaire.
du méthane a également été détecté dans L’atmosphère de Mars. Le rover Curiosity a observé une variation saisonnière du méthane, mais les mesures des orbiteurs n’ont montré que des variations sporadiques, voire une absence totale de méthane. Cette contradiction suggère qu’un processus élimine le méthane observé près de la surface avant qu’il ne se propage dans l’atmosphère., Les volcans et les météorites ont été exclus comme origines du méthane, qui laisse des réactions chimiques entre la roche et l’eau ou le métabolisme par d’éventuels microorganismes Martiens comme sources possibles.
