Welche Prozesse führten auf dem Mars zu der dramatischen Veränderung der Atmosphäre und des Klimas hin zu den gegenwärtig trockenen und kalten Bedingungen? Diese Frage ist gerade wegen der Relevanz für die Beurteilung des gegenwärtigen Klimawandels auf der Erde von besonderem Interesse. Es scheint sicher, dass ein Teil der früher dichteren Marsatmosphäre durch verschiedene Prozesse in den Weltraum entwichen ist.

Marsatmosphäre © NASA

Eine gewisse Rolle hat vielleicht auch die "Erosion" der Atmosphäre durch große Einschläge von Meteoriten gespielt. Bestand die frühe Atmosphäre ebenso wie die derzeitige vornehmlich aus CO2, könnte sich möglicherweise ein großer Teil davon in Form von Karbonatgesteinen in den oberen Teilen der Marskruste befinden. Allerdings ist es bislang nicht gelungen, mittels spektraler Analysen Karbonate nachzuweisen. Da die Zeiten großer Wasserkreisläufe auf dem Mars wahrscheinlich im Vergleich zur Erde viel kürzer waren, ist eigentlich auch nicht mit großen Karbonatmengen, also Kalksteinschichtungen oder gar Kalkgebirgen zu rechnen.

Höchstwahrscheinlich sind große Wassermengen nach und nach versickert und befinden sich vielleicht noch heute in Form von Permafrost unter der Oberfläche. Es kann mit den heute verfügbaren Daten nur sehr schwer abgeschätzt werden, in welcher Tiefe die Obergrenze der Eisschicht liegt.

Generell ist die Oberfläche in Äquatornähe trockener als in höheren Breiten, die Permafrost- Obergrenze wird also erst in tieferen Bereichen der Kruste auftreten. In polnäheren Gebieten könnte das Eis schon in einer Tiefe von vielleicht hundert Metern angetroffen werden.