Marte costumava ter uma atmosfera mais espessa. No início da história de Marte, a pressão era de cerca de 1% da da Terra (equivalente a 1 milibar, onde 1.013,25 milibares equivale a 1 atm) e a composição desta atmosfera era semelhante à de Vênus, principalmente CO2 e H2O. Os modelos indicam que a temperatura da superfície tem estado largamente acima do ponto de congelamento sob tal pressão superficial, o que significa que havia água líquida presente na superfície.

A principal questão abordada aqui é quanto desta atmosfera Marte perdeu para o espaço e porquê? Isto está relacionado com a questão de saber se o início de Marte era potencialmente habitável.

Usando um novo modelo de escape atmosférico, descobrimos que a maior parte da atmosfera densa inicial foi perdida devido à erosão de impacto forte e duradoura nas primeiras centenas de milhões de anos, e não por processos de escape de Jeans. A fuga de Jeans tem sido considerada o principal mecanismo para a fuga atmosférica de Marte para o espaço, especialmente durante o primeiro 1 Gir de sua história. A teoria de fuga de Jeans prevê que a taxa de fuga é altamente dependente da temperatura, de modo que quanto mais quente a atmosfera, mais rápido ela escapa.

Tradicionalmente, considera-se que a atmosfera primitiva de Marte era quente e, portanto, escapava facilmente para o espaço. No entanto, há um ceticismo crescente sobre a alta temperatura proposta pela maioria dos estudos anteriores. Neste estudo consideramos várias condições, temperaturas ainda mais altas do que a maioria dos estudos anteriores, mas descobrimos que a massa total da atmosfera perdida pelo processo de escape de Jeans é pequena, mesmo sob condições extremamente quentes.

Pelo contrário, descobrimos que o mecanismo de erosão por impacto é altamente eficaz na remoção da atmosfera primitiva de Marte. Calculamos a perda atmosférica devido à erosão por impacto para diversas condições, incluindo as variações da distribuição de tamanho e os ângulos de impacto dos impactadores. Descobrimos que a taxa de erosão da atmosfera inicial devido à erosão por impacto era extremamente alta, e a maior parte da atmosfera densa inicial (mais de 99% da quantidade inicial) poderia ter sido perdida para o espaço pelo processo de erosão por impacto nos primeiros 500 anos. Meu.

Estas descobertas apoiam o argumento de que o clima primitivo de Marte só poderia ser habitável se o abastecimento de água fosse duas ordens de grandeza superior ao da libertação de gases do manto marciano.