La atmósfera de Marte es principalmente dióxido de carbono, en una proporción del 95 %. Otros gases presentes son el nitrógeno (3 %) y el argón (1,6 %), junto a pequeñas trazas de oxígeno, vapor de agua, metano, ozono y algunos gases nobles. Por tanto, químicamente hablando, la atmósfera marciana es muy diferente a la nuestra.

Pero no es la única diferencia. La atmósfera de Marte es muy ligera. Su presión en la superficie varía de los 30 Pa en la cumbre del monte Olimpo, a los poco más de 1155 Pa en las depresiones de la planicie de Hélade. La presión media global es de 600 Pa, insignificante comparada con los 101 300 Pa de la Tierra.

La atmósfera es tan polvorienta que, si estuviéramos en la superficie de Marte y levantáramos la mirada, veríamos un cielo amarillento. Pero a pesar de tener tantas partículas en suspensión, la densidad atmosférica más alta de Marte no supera a la que se encuentra a 35 km sobre la superficie de la Tierra.

Hay una lenta pero continua pérdida de atmósfera que se escapa hacia el espacio exterior. Se pudo calcular que cada segundo se pierde, de media, entre 1 y 2 kg de atmósfera. Este escape se debe a la acción del viento solar, ya que no puede ser desviado por el débil campo magnético de Marte.

El viento solar no es "eólico". Es un flujo de partículas cargadas eléctricamente, por lo que son capaces de acelerar los iones atmosféricos hasta expulsarlos de su propio planeta. Este efecto es mucho mayor durante las erupciones solares.

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