Mars, neljäs Auringosta kauimpana oleva planeetta, on ollut maailmantieteen huomion kohteena jo pitkään. Tämä planeetta on hyvin samanlainen kuin Maa yhdellä pienellä mutta kohtalokkaalla poikkeuksella - Marsin ilmakehä on enintään yksi prosentti maan ilmakehän tilavuudesta. Minkä tahansa planeetan kaasuvaippa on määräävä tekijä, joka muokkaa sen ulkonäköä ja olosuhteita pinnalla. Tiedetään, että kaikki aurinkokunnan kiinteät maailmat muodostuivat suunnilleen samoissa olosuhteissa 240 miljoonan kilometrin etäisyydellä Auringosta. Jos olosuhteet Maan ja Marsin muodostumiselle olisivat lähes samat, niin miksi nämä planeetat ovat nyt niin erilaisia?
Kaikki on kiinni koosta – Marsissa, joka muodostui samasta materiaalista kuin Maa, oli kerran nestemäinen ja kuuma metalliydin, kuten planeetallamme. Todiste - paljon sammuneita tulivuoria Marsin pinnalla. Mutta "punainen planeetta" on paljon pienempi kuin maa. Eli se jäähtyy nopeammin. Kun nestemäinen ydin lopulta jäähtyi ja kiinteytyi,konvektioprosessi päättyi ja sen mukana myös planeetan magneettisuoja, magnetosfääri, katosi. Tämän seurauksena planeetta pysyi puolustuskyvyttömänä Auringon tuhoisaa energiaa vastaan, ja aurinkotuuli (jättiläinen radioaktiivisten ionisoitujen hiukkasten virta) puhalsi Marsin ilmakehän lähes kokonaan pois. "Punainen planeetta" on muuttunut elottomaksi, tylsäksi autiomaaksi…
Nyt Marsin ilmakehä on ohut, harvinainen kaasumainen kuori, joka ei kestä tappavan auringon säteilyn tunkeutumista, joka polttaa planeetan pintaa. Marsin lämpörelaksaatio on useita suuruusluokkia pienempi kuin esimerkiksi Venuksen, jonka ilmakehä on paljon tiheämpi. Liian alhaisen lämpökapasiteetin omaava Marsin ilmakehä muodostaa selvempiä päivittäisiä keskimääräisiä tuulennopeuden osoittimia.
Marsin ilmakehän koostumukselle on ominaista erittäin korkea hiilidioksidipitoisuus (95 %). Ilmakehä sisältää myös typpeä (noin 2,7 %), argonia (noin 1,6 %) ja pienen määrän happea (enintään 0,13 %). Marsin ilmanpaine on 160 kertaa korkeampi kuin planeetan pinnalla. Toisin kuin Maan ilmakehässä, kaasuvaippa on täällä erittäin vaihteleva, koska planeetan napakorkit, jotka sisältävät v altavan määrän hiilidioksidia, sulavat ja jäätyvät yhden vuosikierron aikana.
Mars Express -tutkimusavaruusaluksesta saatujen tietojen mukaan Marsin ilmakehäsisältää jonkin verran metaania. Tämän kaasun erikoisuus on sen nopea hajoaminen. Tämä tarkoittaa, että jossain planeetalla täytyy olla metaanin täydennyslähde. Tässä voi olla vain kaksi vaihtoehtoa - joko geologinen aktiivisuus, jonka jälkiä ei ole vielä löydetty, tai mikro-organismien elintärkeä toiminta, joka voi muuttaa ymmärrystämme aurinkokunnan elämänkeskusten olemassaolosta.
Marsin ilmakehään tyypillinen vaikutus on pölymyrskyt, jotka voivat raivota kuukausia. Tämä planeetan tiheä ilmapeite koostuu pääasiassa hiilidioksidista, jossa on pieniä happea ja vesihöyryä. Tällainen viipyvä vaikutus johtuu Marsin äärimmäisen alhaisesta painovoimasta, jonka ansiosta jopa erittäin harvinainen ilmakehä pystyy nostamaan miljardeja tonneja pölyä pinnasta ja pitämään sen pitkään.
