Seit drei Monaten befindet sich der Marsrover Curiosity nun auf dem Roten Planeten. Seine ersten Messergebnisse über die Zusammensetzung seiner Atmosphäre liefern Hinweise auf deren Entwicklung: Sie legen den Verdacht nahe, dass Mars im Verlauf der letzten 4,6 Milliarden Jahre die obersten Schichten seiner Atmosphäre verloren hat. Zudem erlaubten die Messungen auch die bisher genaueste Bestimmung des Methangehalts der Atmosphäre.

Den Mars umgibt eine dünne Atmosphäre, die nur etwa ein Prozent des Luftdrucks an der Erdoberfläche aufweist. Sie besteht zum größten Teil aus Kohlendioxid (CO₂). Mit Hilfe des hochpräzisen Massenspektrometers SAM (Sample Analysis at Mars, englisch: Probenanalyse auf dem Mars) zeigte sich, dass die Isotopenverhältnisse in der Marsatmosphäre von den theoretischen Annahmen abweichen. Bislang gehen die Angaben über die chemische und isotopische Zusammensetzung der Marsatmosphäre auf die relativ ungenauen Messungen der beiden Viking-Lander aus den 1970er Jahren zurück.

Curiositys Messungen ergaben, dass die Gasmoleküle der Atmosphäre einen Überschuss von rund fünf Prozent an schweren Isotopen aufweisen. Das Verhältnis von schweren zu leichten Isotopen wird durch Prozesse bestimmt, die in der Theorie wohlbekannt sind. Somit lassen sich die Isotopenverhältnisses in einer Atmosphäre gut vorhersagen. Die vom Rover gemessene Abweichung vom vorhergesagten Verhältnis legt daher einen Prozess nahe, durch den die Marsatmosphäre vor allem ihre leichten Bestandteile verlor. Da sich die leichten Isotope vorzugsweise in den obersten Schichten einer Atmosphäre ansammeln, muss unser Nachbar einen Teil seiner äußersten Atmosphärenschichten an den Weltraum verloren haben.

Die ersten Messungen mit SAM erlaubten auch die bisher genaueste Bestimmung des Methangehalts in der Atmosphäre des Roten Planeten. Das Vorkommen von Methan ist von wissenschaftlichem Interesse, weil es auch aus biologischem Stoffwechsel stammen kann. Trotz der hohen Messgenauigkeit von Curiosity lies sich jedoch kein Methan nachweisen. Chris Webster, Chefwissenschaftler des SAM-Instruments gibt jedoch zu bedenken, dass die Atmosphäre des Mars eine hohe Variabilität aufweist und Überraschungen in künftigen Messungen daher nicht auszuschließen seien. In den kommenden Wochen wird sich SAM jedoch vorerst Gesteinsproben widmen und dabei analysieren, ob diese auch organische Bestandteile enthalten.