A Mars légkörének rejtélyes és fokozatos eltűnése régóta foglalkoztatja a tudományos közösséget. Bolygószomszédunk egykoron vélhetően vastagabb atmoszférával rendelkezett, amely képes lehetett a felszíni folyékony víz hosszabb távú fennmaradásának biztosítására. Azonban mára csupán egy rendkívül ritka gázburok maradt, amelynek folyamatos csökkenéséért több tényező is felelős. Ezek közül az egyik legjelentősebb a napszél erodáló hatása, amely egy speciális folyamaton, az úgynevezett sputtering jelenségén keresztül fejti ki pusztító munkáját.
A NASA MAVEN űrszondája (Mars Atmosphere and Volatile Evolution) 2014-es pályára állása óta kulcsfontosságú adatokat szolgáltat a Mars atmoszférájának és annak elvesztési mechanizmusainak megértéséhez. Ez az űreszköz egyedülálló képességekkel bír, mivel egyidejűleg képes vizsgálni a napszélből származó töltött részecskék által gerjesztett elektromos mezőt és a bolygó felsőlégkörében található nemesgázok, különösen az argon izotópok sűrűségének változásait. Az argon, mint kémiailag közömbös gáz, kiválóan alkalmas az atmoszféravesztési folyamatok nyomon követésére. A sputtering során a napszél részecskéi kinetikus energiájukkal egyszerűen „kilökik” a légkör atomjait és molekuláit a világűrbe. A fizika törvényei szerint a könnyebb argon izotópok nagyobb valószínűséggel és gyorsabban hagyják el a bolygó gravitációs terét, mint nehezebb társaik. Ennek eredményeképpen az idő múlásával a Mars légkörében maradó argonban a nehezebb izotópok aránya megnövekszik.
A MAVEN által gyűjtött adatok elemzése során a kutatók egyértelmű összefüggést tártak fel a 350 kilométer feletti magassági tartományban mérhető argonsűrűség-ingadozások és a napszél elektromos terének aktuális állapota között. Ezzel szemben az alacsonyabb légrétegekben az argonkoncentráció stabilnak mutatkozott, függetlenül a napszél tevékenységétől. Ez a megfigyelés szolgáltatta az első közvetlen bizonyítékot arra, hogy a sputtering aktívan hozzájárul a marsi légkör ritkulásához. A folyamat intenzitása nem állandó; különösen erőteljessé válik napkitörések és az azokhoz kapcsolódó koronakidobódások idején.
Egy ilyen eseményre kiváló példát szolgáltatott egy 2016 januárjában bekövetkezett napvihar, amelynek során a MAVEN a sputtering folyamatának drámai felerősödését detektálta. A napvihar során a szokásosnál jóval nagyobb energiájú és sűrűségű töltött részecskeáram érte el a Marsot, ami a légköri atomok fokozott kilökődését eredményezte. Ez a megfigyelés megerősítette a kutatók elméletét a sputtering jelentőségéről a légkörvesztés folyamatában.
A mostani eredmények nem csupán a sputtering létezését igazolják a Marson, hanem arra is rávilágítanak, hogy ez a mechanizmus már évmilliárdok óta formálja a vörös bolygó atmoszféráját. Figyelembe véve, hogy a Nap fejlődésének korai szakaszában, a fiatal Nap sokkal aktívabb volt, és erősebb napszelet bocsátott ki, feltételezhető, hogy a sputtering hatása a múltban még jelentősebb lehetett. Ez a felismerés kulcsfontosságú lehet annak megértésében, hogyan alakult át a Mars egykor vélhetően melegebb és nedvesebb világból a ma ismert hideg, száraz és ritka légkörű bolygóvá. A bolygófejlődés összetett folyamatainak megértéséhez elengedhetetlen az ilyen típusú légkörvesztési mechanizmusok alapos vizsgálata. A kutatás eredményei a Science Advances című tudományos folyóiratban kerültek publikálásra, hozzájárulva a Mars múltjának és jelenének pontosabb megismeréséhez.
