L'acqua liquida non è stabile sulla superficie di Marte perché l'atmosfera del pianeta è troppo sottile e le temperature sono troppo fredde. Però, un tempo Marte ospitava un ambiente superficiale caldo e umido che potrebbe essere stato favorevole alla vita. Una domanda senza risposta significativa nella scienza planetaria è quando Marte ha subito questo drammatico cambiamento delle condizioni climatiche.

Una nuova ricerca del cosmochimico del Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) Bill Cassata mostra che, osservando i gas intrappolati negli antichi meteoriti marziani, i tempi e l'efficacia dei processi di fuga atmosferica che hanno modellato il clima di Marte possono essere definiti. La ricerca appare in Lettere di Scienze della Terra e dei Pianeti .

Cassata ha analizzato il gas atmosferico marziano xeno (Xe, in due antichi meteoriti marziani, ALH 84001 e NWA 7034. I dati indicano che all'inizio della storia di Marte c'era una concentrazione sufficiente di idrogeno atmosferico per frazionare in massa Xe (isotopi leggeri rimossi selettivamente) attraverso un processo noto come fuga idrodinamica. Però, le misurazioni suggeriscono che questo processo culminò entro poche centinaia di milioni di anni dalla formazione planetaria (più di 4 miliardi di anni fa), e da quel momento si sono verificati pochi cambiamenti nella composizione isotopica di Xe atmosferica.

Questo differisce significativamente dalla Terra, dove il frazionamento isotopico di Xe è stato un processo graduale che si è verificato durante gran parte della storia planetaria, indicando che le dinamiche atmosferiche sui due pianeti divergevano all'inizio della storia del sistema solare.

Il fatto che il frazionamento di Xe su Marte sia cessato più di 4 miliardi di anni fa suggerisce che, su Marte, il flusso di fuga di idrogeno non ha superato la soglia richiesta per frazionare in modo continuo lo Xe atmosferico, come ha fatto sulla Terra, potenzialmente perché Marte non aveva sufficiente acqua atmosferica disponibile per generare idrogeno atmosferico tramite fotodissociazione.

"Questi dati suggeriscono che l'acqua liquida potrebbe non essere stata abbondante sulla superficie marziana da poche centinaia di milioni di anni dopo la formazione planetaria, e quindi Marte potrebbe essere stato un pianeta freddo e secco per la stragrande maggioranza della sua storia, " disse Cassata.