Les premières études

Le premier relevé de la composition chimique de l'atmosphère martienne a été réalisé par l'américain G.H. Kuiper en 1952. Cette année là, Kuiper compara les spectres de la lumière renvoyée par la Lune et par Mars et certifia la présence d'un pourcentage élevé de CO2 dans l'atmosphère martienne.

Cette première mesure dépendait cependant de la pression atmosphérique, dont la valeur était alors très mal connue. Des observations supplémentaires réalisées depuis le mont Wilson en 1963 ont permis d'estimer séparément la quantité de CO2 et la pression de l'atmosphère martienne. Les deux valeurs concordaient si l'atmosphère de Mars était constituée presque uniquement de CO2. Ce résultat a depuis été confirmé par les missions Mariner 4, mais surtout Mariner 6, Mariner 7 et Mariner 9 (grâce à l'occultation des ondes radio par l'atmosphère martienne lorsque les sondes passaient de l'autre côté de la planète).

Pression atmosphérique

La pression atmosphérique martienne est très faible (7,3 millibars) et représente 1/160ème de celle de la Terre. Pour donner une petite idée de la finesse de la couche d'air qui entoure Mars, il faut savoir qu'à la surface de Mars, la pression équivaut à celle que l'on rencontre sur notre planète à 30 000 mètres d'altitude.

L'atmosphère est cependant suffisamment épaisse pour mettre en pièce des sondes spatiales, comme peut en témoigner l'infortuné satellite météorologique Mars Climate Orbiter.

Composition chimique

En 1976, les sondes Viking ont réalisé des analyses directes depuis la surface de la planète, qui font toujours référence. Ainsi, l'atmosphère de Mars contient 95,32 % de CO2, 2,7 % d'azote et 1,6 % d'argon. Il y a également des traces d'oxygène (0,13 %), de monoxyde de carbone (0,07 %) et d'hydrogène.

L'oxygène proviendrait de la décomposition du CO2 des calottes polaires. La présence à l'état de traces d'hydrogène atomique dans l'atmosphère, qui comme l'hélium ne peut être retenu par la gravité martienne, s'explique par la photodécomposition des molécules d'eau

La faible gravité de Mars est souvent invoquée pour expliquer la perte de l'atmosphère martienne. N'ayant pas la capacité de retenir les gaz légers tels que le dioxyde de carbone (CO2), cette dernière a laissé fuir sa précieuse atmosphère dans l'espace.