Come ha fatto Marte a perdere la sua atmosfera?

La Terra deve la sua atmosfera densa a un nucleo liquido in convezione che mantiene un campo magnetico globale. Questo scudo devia il vento solare, il flusso continuo di particelle cariche emesse dal Sole. Marte possedeva lo stesso meccanismo: i magnetometri della sonda Mars Global Surveyor hanno rilevato, nei terreni più antichi dell'emisfero sud, magnetizzazioni residue, fossili di una dinamo oggi estinta. Più piccolo della Terra, il pianeta si è raffreddato più rapidamente, il suo nucleo ha smesso di agitarsi e il campo è collassato più di quattro miliardi di anni fa.

Da allora, il vento solare ha colpito direttamente l'alta atmosfera. Ne strappa ioni e li trasporta nello spazio, un processo che la missione MAVEN, in orbita dal 2014, è stata progettata per quantificare. La sua misura: una perdita media di circa 100 grammi al secondo, moltiplicata più volte durante le espulsioni di massa coronale. Estrapolata su miliardi di anni, l'erosione basta a spiegare il passaggio da un'atmosfera abbastanza densa da mantenere acqua liquida alla pellicola attuale.

Si aggiunge un handicap strutturale. Con poco più di un decimo della massa terrestre, Marte trattiene male le molecole leggere: l'idrogeno derivante dalla dissociazione del vapore d'acqua fugge per semplice agitazione termica, causando la perdita irreversibile dell'acqua. Il rapporto isotopico misurato nell'atmosfera marziana, arricchita di deuterio, conserva la traccia di questa fuga selettiva.

L'atmosfera attuale, composta per oltre il 95% da anidride carbonica, esercita una pressione media al suolo di circa 6 ettopascal, meno di un centesimo della pressione terrestre. Troppo tenue per acqua liquida stabile, ma sufficiente a sostenere tempeste di polvere planetarie e a frenare i lander.