Elu Marsil (0)

Iga kahe põlvkonna tagant on Euroopa avastanud uusi maid. Nüüd on võetud sihikule Marss. Mööduval aastal tuli nii sellel tegutsevalt kahelt kulgurilt kui ka selle ümber tiirutavatelt satelliitidelt ohtralt infot, mida annab aastaid töödelda. Praeguseks on poolest Marsist saada värvifotod lahutusvõimega 10 meetrit piksli kohta. Järgmise kahe Maa aasta jooksul kaetakse peaaegu 100 protsenti Marsist.
ESA kavatseb inimesed Marsile lennutada 2030.–2040. aastatel. Umbes samal ajal kavatseb seda ka NASA . Teaduslike uuringute teema Marsil on elu otsingud, Marsi pinnaaluse vee olemasolu ning planeedi geoloogilised struktuurid . Marsi avastamise lugu pajatab ka Soomes ja Eestis tegutseva eestlasest Marsi-fänni, Paul Raudsepa kirjastatud koguteos “Towards Mars ! Extra ” (“Marsi poole! Ekstra”), mis on tema pikaajalise töö vili.
--------------
Bakterid Marsilt
Süsiniku isotoopide koostis viitas sellele, et meteoriidikivim võis pärineda Marsilt.
Kivim , milles elektronmikroskoobi abil oletatavate bakterite jäljed avastati, kuulub karbonaatsete kivimite hulka. (Sinna kuulub ka meie paekivi , millest võib leida paljude fossiilsete organismide kivistisi .)
Praegu on Marss surnud planeet. Atmosfäärirõhk on seal umbes sama suur kui on rõhk Maa õhkkonnas 40 km kõrgusel. Nii madala rõhu juures ei saa vesi vedelal kujul esineda. Kui Marsi atmosfääris olev vähene veeaur ja polaaraladel leiduv jää Marsi pinda ühtlaselt kataks, oleks selle veekihi paksus ainult 0,1 millimeetrit.
Marss on kuiv ja väga hõreda atmosfääriga planeet. Seetõttu arvatakse, et praegu Marsi pinnal elu ei ole. Isegi kõige algelisemates vormides mitte. Seda on kinnitanud ka USA uurimislaeva «Viking» abil 1976. aastal tehtud Marsi pinna sondeerimine. Suuri orgaanilisi ainemolekule ei avastatud. Väikesed molekulid tekivad aga maailmaruumis ilma elusaine abita igal pool; neid leiti ka Marsilt.
Uurijad jõudsid järeldusele, et meteoriidina Maale jõudnud kivim pärineb Marsilt. See on umbes 3,56 miljardit aastat tagasi Marsile langenud komeedi või väikeplaneedi löögi mõjul sealt välja lennanud. Pärast pikka Marsi ja Maa vahel ekslemist langes kivim umbes 17 000 aastat tagasi Antarktikasse. Analoogilist sündmust said astroloogid hiljuti jälgida, kui komeet Jupiterile langes.
Tegelikult oli see juba teine oletatavasti Marsilt pärit meteoriit , mis Antarktikast leiti. Esimese uurimise tulemused avastati 1989. aastal. See meteoriit sisaldas orgaanilisi ühendeid.
-------------
Üldiselt tunnustatud elu tunnused on keemiliselt püsiv sisekeskkond , ainevahetus , kasv, keskkonnaga kohastumine , stiimulitele reageerimine ja paljunemine. Maaväline elu võib kuid ei pruugi vastata neile tunnustele. Valdavalt lähtuvad maavälise elu otsingud siiski maisele sarnase süsinikupõhise ja maistele lähedastes tingimustes arenenud elu otsingutele. On pakutud , et need arenenud eluvormide omadused, mis Maal on korduvalt eri evolutsioonilisi teid pidi välja arenenud (nt lennuvõime, fotosüntees, n2gemine või jäsemed) võivad esineda ka maaväliste eluvormide puhul. Arvatakse, et ka räni (mis võimaldaks kõrgemat temperatuuritaluvust, sh suuremat lähedust süsteemi kesksele tähele) või lämmastiku ja fosfori põhjal oleks saanud elu areneda. Vee või süsiniku asemel võib olla ka ammoniaak, mis võimaldaks elu külmemates tingimustes nagu Saturni Titaanil. Räägitud on veelgi eksootilisematest eluvormidest nagu tähtedevaheliste tolmupilvede organiseeritud elu, nukleonelu ning tehiselu. Seega on elu leidumise võimalik tsoon sisuliselt määratlematu. Enamik teadlasi arvab nüüdseks, et elu leidmine kusagil mujal meie universumis on vägagi tõenäoline. Sellisele järeldusele jõudmiseks on kaasa aidanud maailmapildi areng, kus varasematest geotsentrilistest kujutelmadest on jõutud järelduseni, et Maa on planeet tavalises tähesüsteemis tüüpilises galaktikas, milletaolisi universumis on kümneid miljardeid. Teadlaste seas on siiski esindatud ka unikaalse Maa hüpotees, mille järgi keerukate eluvormide tekkeks ja arenguks vajalike tingimuste teke ja püsimine on üliväikse tõenäosusega.
Elu otsingutest Marsil III
Marsi killud laboratooriumis
Foto 1. Meteoriit ALH84001.
Ootamatult avaldati 1996. aasta augustis teade muistse elu jälgede avastamisest Marsil. Avastuse teinud ameerika teadlaste rühmal polnud seejuures proovi hankimiseks vaja kulutada sadu miljoneid dollareid, sest see oli ise juhtumisi Maale lennanud. Tegemist on ühega 12-st meteoriidist, mis suure tõenäosusega arvatakse pärinevat Marsilt. Alust selleks annab nende keemilise koostise sarnasus "Vikingite" poolt Marsi pinnalt leituga. See kartulisuurune ja 1,9 kg kaaluv meteoriit koodnimetusega ALH84001 oli Antarktikast leitud juba 1984. aastal (Antarktika jääväljad on tänapäeval kõige viljakamad meteoriitide leiukohad), kuid tema Marsi päritolu tuli ilmsiks alles 1993. aastal. Ta on moodustunud umbes 4,5 miljardit aastat tagasi, olles tunduvalt vanem kui teised seni teadaolevad Marsi päritolu meteoriidid (vanus alla 1,3 miljardi aasta). Edasi on ALH84001 saatus teistega sarnane. 15 miljonit aastat tagasi tabas tema asukohta hiiglaslik meteoriit ja tekkinud plahvatuse tulemusena paisati ta kosmosesesse. Pärast pikka rännakut sattus ALH84001 13000 aasta eest lõpuks Maa mõjusfääri ja kukkus Antarktikasse.
Foto 2. Mikroskoopiline piklik süvend Marsi meteoriidis.
Suur rühm teadlasi NASA uurimiskeskustest ja Kanada ning USA ülikoolidest David McKay, Everett Gibson 'i ja Kathie Thomas -Keprta juhtimisel alustasid ALH84001 põhjalikumat uurimist 1994. aastal. Nad leidsid meteoriidi pragudest orgaanilist ainet. Mitte-bioloogilise päritoluga orgaanilise aine molekule on meteoriitidest varemgi leitud (küll mitte Marsi omadest ), kuid antud juhul on tegu keerukama juhtumiga. Lisaks leiti nendega koos mineraalide osakesi, mis Maal seostuvad teatavate anaeroobsete bakterite tegevusega . Kõige huvitavam avastus oli aga sealtsamast mikroskoopiliste piklike (pikkus umbes tuhandik juuksekarva läbimõõdust) süvendite leidmine, mis sarnanevad Lõuna- Itaaliast leitud nn. nanobakterite jäänustega. Autorid rõhutavadki, et kõige tugevam argument muistse elu kasuks Marsil on just nende tunnuste koosesinemine. Selle avastuse tegemisel oli väga oluline osa ka uurijate käsutuses olnud eriti tundlikul aparatuuril.
Kesk- Florida ülikooli planeedi-uurija dr. Nadine Barlow on leidnud Marsilt kraatrid, kust see meteoriit võiks pärineda. Varasemad uuringud on näidanud, et pinnasetüki võivad kosmosesse paisata vaid kokkupõrked kas enam-vähem vertikaalselt langevate väga suurte või peaaegu horisontaalselt langevate mõnevõrra väiksemate meteoriitidega. Esimesed tekitavad üle 100-kilomeetrise läbimõõduga ringikujulisi, teised aga üle 10-kilomeetrise läbimõõduga elliptilisi kraatreid . Kui veel arvestada, et ALH84001 4,5 miljardi aastane vanus viitab päritolule kõige vanematelt Marsi aladelt , kokkupõrkel tekkinud 16 miljoni aastane kraater aga on verinoor , siis jäidki sõelale vaid kaks kraatrit. Nad mõlemad on väiksemat, elliptilist tüüpi ning asuvad Marsi lõunapoolkeral kraatritega tihedalt kaetud kõrgmaal. Mõlema läheduses on voolava aine (vee?) poolt tekitatud jälgi. Neist esimese mõõtmed on 23x14,5 km, teisel 11x9 km.
Kohe pärast avastust ruttas selle tähtsust kinnitama ka president Clinton , kes lubas kaasa aidata rahvusvaheliste projektide organiseerimisele Marsi uurimiseks.
Loomulikult polnud leitud tõendid elu esinemise kohta Marsil absoluutselt kindlad. Eriti on kahtlustatud meteoriidi saastumist maise elu jälgedega kas Antarktikas , laboris või koguni kosmoses. Viimasel ajal on teiste uurimisrühmade tehtud uuringud neid kahtlusi kõvasti tugevdanud. Ka on üks USA uurimisrühm väitnud, et selles meteoriidis on tegemist hoopis puhtgeoloogiliste moodustistega. Nii sellele kui ka kõigile teistele väidetele on oletatavate elujälgede leidjad kõvasti vastu vaielnud. Poleemikat jälgides on selge, et lõplikku otsust on selles küsimuses ikka veel vara teha. Võib vaid nentida, et esialgne optimism on taandunud.
Elu otsingutest Marsil I
Eellugu
Marssi on peetud pikka aega planeediks, kus on elu. Alust andsid selleks Marsi pinnamoodustiste värvuse ja kontrasti perioodilised muutused, mida seostati taimestiku vegetatsiooniga. Eriti tugevdas seda arvamust nn. kanalite avastamine G. V. Schiaparelli poolt 1877. a. Kanalid oma korrapäraga näisid kindlalt olevat marslaste kätetöö. Neid õnnestus koguni fotografeerida, kuid osa Marssi vaadelnud astronoome pole kanaleid iialgi näinud. Taimestikule näisid viitavat ka Marsi spektrist leitud neeldumisjooned.
" Mariner 4" möödalennuga 1964. a. alanud uus etapp Marsi uurimisel lükkas need seni nii kindlalt püsinud argumendid ümber. Kanalid osutusid täielikuks silmapetteks, ainult mõned üksikud neist langevad juhuslikult kokku kraatrite ahelikega Marsi pinnal. Kõige olulisemateks vastuargumentideks elule osutusid aga automaatjaamade poolt tehtud rõhu ja temperatuuri ning atmosfääri koostise määrangud, mis näitasid maiste elusorganismide eksisteerimise võimatust Marsil. "Mariner 9" poolt tehtud fotod näitasid Marsi pinnal iidseid jõesänge, milles umbes miljard aastat tagasi oli voolanud vesi. See andis lootust, et võib-olla on kunagi Marsil siiski elu tekkinud ja ehk on elusorganismid järk-järgult halvenevate tingimustega kohanedes ka tänapäevani säilinud. Kõige tõenäolisemalt võiks tegu olla mikroorganismidega.
Elu otsingutest Marsil II
Bioloogialaboratooriumid Marsi pinnal
Võimalike mikroorganismide avastamiseks konstrueeriti ja paigutati kahele 1976. a. suvel Marsile jõudnud automaatjaama "Vikingi" maandurile automaatsed bioloogialaboratooriumid.
Foto. Vikingi maandur (mudel).
Kummaski neist olid seadmed pinnaseproovidega kolme erineva katse tegemiseks. Pinnaseproove võeti 3 meetri pikkuse käpaga.
Esimese, nn. gaasivahetuse (ingl. k. gas exchange ) katse käigus niisutati katsekambrisse paigutatud pinnaseproovi toitelahusega ja jälgiti seejärel katsekambris olevate gaaside koostist. Koostise muutus oleks proovis toimuva elutegevuse märgiks.
Teise, nn. märgistatud vabanemise (ingl. k. labeled release ) katses niisutati pinnaseproovi toitelahusega, milles on osa süsiniku aatomeid asendatud radioaktiivse süsiniku omadega. Kui proovis on toitelahust omastavaid organisme, siis satub radioaktiivne süsinik ka nende organismide poolt eritatavatesse gaasidesse, mille radioaktiivsust kontrollitaksegi paari nädala jooksul.
Mõlemad eelpooltoodud katsed põhinevad eeldusel , et otsitavatele Marsi organismidele on maine toitelahus vastuvõetav. Sellest eeldusest oli vaba kolmas, nn. pürolüütilise vabanemise (ingl. k. pyrolytic release) katse. Selles katses paigutati pinnaseproov katsekambrisse, kus on Marsi atmosfäärile sarnane keskkond ja mida valgustati päikesekiirgust imiteeriva ksenoonlambiga. Kambris olevas süsihappegaasis ja vingugaasis on osa süsinikuaatomeid asendatud radioaktiivse süsiniku omadega. Pärast viit päeva katsekambris olemist kuumutati proovi temperatuurini 750°C ning mõõdeti eralduvate gaaside radioaktiivsust. Kui pinnaseproovis olevad mikroorganismid on võimelised omastama süsihappe- või vingugaasi, siis on kuumutamisel saadud gaas radioaktiivne.
Kõige kolme katse puhul oli võimalik proovi enne katset kuumutada kuni temperatuurini 175°C, et uurida aktiivsuse sõltuvust temperatuurist. Pinnaseproovides orgaaniliste ainete avastamiseks olid maanduritel gaaskromatograaf-massspektromeetrid tundlikusega kuni üks osa miljardist. Nendega tehtud nelja pinnaseproovi (üks neist võetud kivi alt) analüüsides orgaanilisi aineid ei leitud. See oli täielik ootamatus, kuna Marsi pinnases oleks võinud olla vähemalt meteoriitidest pärinevaid mittebioloogilise tekkega orgaanilisi aineid. See-eest andsid kõik kolm bioloogilist katset positiivse tulemuse. Põhjalikum eksperimenteerimine (pinnaseproovi kuumutamine , toitelahuse täiendav lisamine jms.) näitas siiski, et tegemist on keemiliste protsessidega. Ilmselt on Marsi pinnases üliaktiivsed ühendid (näit. peroksiidid ), mis reageerisid tormiliselt toitelahusega. Taoliste ühendite esinemisega saab seletada ka orgaanilise aine täielikku puudumist pinnases: see on nende ainete toimel lihtsalt lagunenud. Mingeid jälgi ei praegusest ega kunagisest elust ei näidanud ka maandumiskohtadest edastatud fotod.
Millal vaadelda Marssi
JAAK JAANISTE
Kui teisi planeete saab vaadelda igal aastal, siis Marss on näha vaid kord kahe aasta tagant. Sünoodilist aastat -- aega, mis planeedil kulub täisringi tegemiseks Maa taevas -- loetakse välisplaneetidel vastasseisust vastasseisuni ja selle leidmiseks on lihtne valem:
1 / T_sün = (1 / T_Maa) - (1 / T_planeet).
Pannes valemisse Maa tiirlemisperioodi TMaa = 1 aasta ning Marsi T = 1,88 a., saame Tsün = 2,14 aastat ehk 2 aastat ja 50 päeva. See on kõige pikem sünoodiline periood ja ehkki vastasseisus olev Marss on hästi vaadeldav ligi 5 kuud, tuleb vaatlusperioodi siiski kaua oodata. Kui tahate Marssi tõsiselt vaadelda, on kasulik vastasseisudega kursis olla.
Ruumilise liikumise mõttes tähendab vastasseis seda, et oma orbiidil kiiremini liikuv Maa möödub kaugemal orbiidil aeglasemalt (Kepleri III seadus!) liikuvast Marsist. Taevasse projekteerituna tähendab see, et tähtede suhtes läänest itta liikuv Marss mingil hetkel peatub ja alustab seejärel liikumist vastassuunas . Kui Maa on Marsist möödunud, taastub ka endine liikumissuund. Planeet joonistab taevas silmuse.
Marsi vaatlemise seisukohalt pole liikumissuund oluline. Märksa tähtsam on, et möödumise hetkel on Maa ja Marsi vaheline kaugus minimaalne ning Marss sel ajal täisfaasis. Soodsaimal juhul, kui vastasseis toimub seal, kus Maa ja Marsi orbiidid lähestikku, on Marss Maast kõigest 60 miljoni kilomeetri kaugusel ja tema heledus on suurem kõigi teiste tähtede ja planeetide omast, Veenus välja arvatud. Marsi näiv läbimõõt ulatub 25 kaaresekundini ja 150-kordse suurendusega on näha polaarmütsid, " mered ", eriti hea ilma korral ka "kanalid". Kannatlik vaatleja võib juba ühe öö jooksul märgata ka Marsi pöörlemist.
Keskmise või kehva vastasseisu ajal on Marss pea poole kaugemal ning meie tingimustes raskesti vaadeldav. Häid vastasseise tuleb iga 16 aasta tagant ja järgmised on 2003. a. (sajandi parim vastasseis!) ning 2005. aasta sügisel. Vahepealsed vastasseisud 1999. ja 2001. a. langevad suvele , kus Marss madalal ning taevas valge.
Kui sobiv vaatlusaeg on kindlaks määratud, tuleb Marss kanda vaatluskaardile. Kõige lihtsam on kaart koos planeetidega välja printida planetaariumprogrammist (näiteks T. Paaveri programm). Selle võimaluse puudumisel võtke kas planisfäär või mõni teine taevakaart ja kandke planeet sellele Tähetorni Kalendris antud koordinaatide järgi. Et vastasseisule lähenev Marss on märksa heledam teistest tähtedest ning teravalt punakat värvi, tuleb eksitusi harva ette. Siiski jääb Marsi teele (ekliptika lähedusse) temaga üsna sarnane täht Antares Skorpioni tähtkujus. Tähe nimi - "anti- Ares " ongi Kreeka keeles "Marsi vastane", segi aeti neid juba antiikajal . Marsi 2001. a. vastasseis saabki toimuma Skorpioni tähtkujus -- vaadake ja võrrelge.
Huvitaval kombel kujunes eelmine astronoomia -aasta ka üsna "vesiseks". Veebruaris teatasid NASA teadlased vee avastamisest Kuul ja kunagisest vee olemasolust Marsil. Ümber Kuu tiirlev automaatjaam Lunar Prospector leidis jääalad Kuu polaaralade päikesevarjuliste mäekülgede pinnakihtides . Ümber Marsi tiirlev automaatjaam Mars Global Surveyor leidis aga Marsil ligi miljard aasta vanuse nüüdseks kuivanud jõesängi. Lisaks sellele viitasid vaatlused, et vett võib olla ka Jupiteri kaaslase Callisto pinna all, hiljuti meid külastanud Hyakutake ja Hale -Bopp'i komeedis, ja ka mitmel pool mujal Universumis. Vee tähtsus elu tekkeks on häasti teada. Need avastused muudavad elu otsingud maailmaruumis optimistlikumaks. Eelnevale sekundeerib ka mitme uue PLANEEDI avastamine väljaspool Päikesesüsteemi. Seni on need planeedid olnud Jupiteri suurused ja suuremadki hiidplaneedid , millel elu on väga vähe loota . Esimene teade võimalikust Maa-suuruse plaaneedi leidmisest saabus aga käesoleva aasta alguses.
Andmeid Marsi kohta
Nimi: Päikesesüsteemi neljas planeet nimetati oma punaka värvi tõttu Rooma sõjajumala järgi.
Suurus: Läbimõõt 6,786 kilomeetrit on poole väiksem kui Maal ja kaks korda suurem kui Kuul. Marss kaalub 9 korda vähem kui Maa.
Orbiit : Marss tiirleb ümber Päikese 228 miljoni kilomeetri kaugusel elliptilisel orbiidil ja teeb ühe tiiru 687 päevaga.
Päev: Marsi päeva kutsutakse Soliks ja selle pikkus on 24 tundi, 37 minutit ja 23 sekundit.
Kaaslased: Marsil on kaks väikest kuud Phobos ja Deimos, Kreeka mütoloogias olid need sõjajumal Marsi pojad hirm ja terror .
Atmosfäär: Marsi Maast sada korda hõredam atmosfäär koosneb 95 protsendi ulatuses süsinikdioksiidist ning kolme protsendi ulatuses lämmastikust.
Raskusjõud: 38 protsenti Maa omast.
Temperatuur: Marsi pinna temperatuur kõigub miinus 129 kraadist poolustel pluss 27 kraadini ekvaatoril .
Marsi kõrgeim mägi on 15 850 meetri kõrgune vulkaan Olümpos. Marsi kuni 4000 kilomeetri pikkused ja 3 kuni 6 kilomeetri sügavused kanjonid on Päikesesüsteemi suurimad.
Välja arvatud Maa, on Marsil kõige mitmekesisem ja huvitavam maastik kõikidest maistest planeetidest, mõned maastikuvormid on üsna suurejoonelised:
       - Olympus Mons on suurim mägi Päikesesüsteemis, tõustes 24 km kõrgemale ümbritsevast platoost. Tema jalami diameeter on üle 500 km ja on äärena ümbritsetud 6 km  kõrgusest kaljust (paremal).
       - Tharsis on tohutu kühm Marsi pinnal, mis on  läbimõõduga umbes 4000 km ja 10 km kõrgune.
       - Valles Marineris on 4000 km pikkune ja 2-7km sügavune kanjonite süsteem (paremal);
       Hellas Planitilia on rohkem kui 6 km sügavune ja 2000 km-se läbimõõduga kokkupõrke tagajärjel tekkinud kraater lõunapoolkeral.
 Suurem osa Marsi pinnast on väga vana ja kraatreid täis, aga seal on ka palju nooremaid lõhestatud orge , kõrgendikke, mägesid ja tasandikke.
Marsi lõunapoolkeral on ülekaalus muistsed kraatreid täis kõrgmaa-alad (vasakul), mis sarnanevad Kuul olevatega. Vastandina sellele koosneb suurem osa põhjapoolkerast tasandikest, mis on palju nooremad ja merepinnale lähemal. Viimasel ajal on mõned teadlased hakanud küsima, kas järsud kõrgendikud on üldse olemas. Marsi täielik kaardistamine peab selle probleemi lahendama .
    Marsi sisemust tuntakse ainult pinnalt saadud andmete ja planeedi üldstatistika kaudu. Nende andmete põhjal oletatakse, et Marsil on tihe tuum raadiusega umbes 1700 km, sulakivimist vahevöö, mis on natuke tihedam kui Maa oma ja õhuke koor. Globaalse magnetvälja puudumine näitab, et Marsi tuum on arvatavasti tahke. Marsi suhteliselt madal tihedus on sarnane teiste maiste planeetidega, mis tähendab, et tema tuum sisaldab arvatavasti suhteliselt suure osa väävlit lisaks rauale (raud ja raudsulfiid).
 Nagu Merkuuril ja Kuul, paistab ka Marsil puuduvat aktiivne laamtektoonika ; pole tõendeid pinnahorisontaalse liikumise kohta, mille tagajärjel Maal on tekkinud kurrutatud mäed. Ilma laamade liikumiseta seisavad "kuumad kohad" Marsi koore all samas kohas. Sellega võib seletada Tharis'e kühmu ja tema tohutute vulkaanide olemasolu. Siiski näib, et Marss võis olla palju aktiivsem kaugemas minevikus.
   Paljudes Marsi paikades on väga selged tõendid erosioonist,  kaasa arvatud suurtest üleujutustest ja väikestest jõgede süsteemidest (paremal). Mingil ajal minevikus oli Marsi pinnal selgelt vesi. Seal võisid olla isegi suured järved või koguni ookeanid . Aga näib, et see toimus lühiajaliselt ja väga kaua aega tagasi; erosioonikanalite vanuseks hinnatakse ligikaudu 4 miljonit aastat. (VallesMarineris't ei moodustanud voolav vesi.)
   Oma varases ajaloos oli Marss palju rohkem Maa moodi. Nagu Maalgi kasutati peaaegu kogu süsinikdioksiid süsinikkivimite moodustamiseks. Aga maise laamtektoonika puudumisel ei ole Marss võimeline andma tagasi atmosfäärikivimitesse ladestunud süsinikdioksiidi ja selle tõttu ei ole Marsil olulist kasvuhooneefekti. Marsi pind on selle tõttu palju külmem, kui Maa oma oleks sellisel kaugusel Päikesest.
   Marsil on väga hõre atmosfäär, mis koosneb põhiliselt väikesest kogusest järelejäänud süsinikdioksiidist (95.3%) lisaks lämmastikust (2.7%), argoonist (1.6%) ja väikese lisandina hapnikust (0.15%) ning veest (0.03%). Keskmine rõhk Marsi pinnal on ainult ligikaudu 7 millibaari (vähem kui 1% Maa rõhust), aga see varieerub suuresti erinevatel kõrgustel alates 9 millibaarist sügavaimates lohkudes kuni umbes 1 millibaarini Olympus Mons' tipus . Atmosfäär on küllalt tihe, et Marsil saaksid möllata väga tugevad tuuled ja tohutud tolmutormid, mis mõnikord neelavad terve planeedi kuudeks. Kuigi Marsi atmosfäär koosneb põhiliselt süsinikdioksiidist (nagu Veenuselgi), tõstab kasvuhooneefekt Marsil pinna temperatuuri ainult 5 kraadi võrra (K).
   Marsi mõlemal poolusel on püsivad jäämütsid, mis koosnevad peamiselt tahkest süsinikdioksiidist ("kuiv jää"). Jäämütsid näivad olevat kihilise struktuuriga, koosnedes kihiti jääst koos erineva kontsentratsiooniga mustast tolmust. Põhjapoolusel süsinikdioksiid täielikult sublimeerub , jättes järele jääva kihi veejääst. Seda poleks teatud, kui samalaadne kiht jääd ei asuks lõunapoolse mütsi all (vasakul). Sellest ajast peale ei kao süsinikdioksiidi kiht kunagi täielikult. Selle ladestumise eest vastutav mehhanism on tundmatu, aga see võib olla vastavuses kliimamuutustele ühenduses pika-perioodiliste muutustega Marsi ekvaatori kalletes orbiiditasapinnal. Samuti võib pikematel laiuskraadidel olla pinna alla peidetud jääd. Aastaajalised muutused polaaralade ulatuses muudavad täielikku atmosfäärilist rõhku umbes 25%.