Американские учёные выяснили, что древний Марс должен был иметь особую атмосферу.
В прошлом марсианская атмосфера чем-то напоминала атмосферу Земли с более высокой температурой влажностью.

В докладе, опубликованном в журнале Nature Geoscience, выдвигается идея, что если на поверхности Марса была когда-то вода в больших количествах, то его атмосфера должна была содержать значительный уровень водорода.

Геологические образования на поверхности планеты, которые появились приблизительно четыре миллиарда лет назад под воздействием воды, указывают на то, что планета всё же когда-то была покрыта океанами, реками и озёрами.

Также необходимо отметить, что Солнце в то время было менее ярким, чем сейчас.
Все предыдущие модели марсианского климата показывают, что условия, создаваемые более холодным и более тусклым Солнцем в сочетании с парниковым эффектом от углекислого газа и водяного пара, не смогли бы создать тёплые условия на поверхности, необходимые для образования жидкой воды на красной планете.

Профессор Джим Кастинг из Университета штата Пенсильвания, являющийся одним из авторов исследования допускает, что либо древний Марс был не настолько тёплым, как принято считать, либо существовали другие парниковые газы, которые сохраняли тепло в его атмосфере.

Профессор Кастинг и его коллеги использовали климатические модели, чтобы доказать, что большое содержание углекислого газа в атмосфере Марса не даст желаемого эффекта. После того, как количество углекислого газа в атмосфере достигло критического значения, он начал конденсироваться в верхних слоях атмосферы, образуя облака сухого льда. Учёные провели опыты с двуокисью серы и метаном. Даже помещали в атмосферу диоксид азота. Однако ничто из вышеперечисленного не давало парникового эффекта.

В результате проведения экспериментов появилась другая проблема. Они обнаружили, что альбедо планеты и отражательная способность её поверхности увеличилось бы, что привело бы к уменьшению количества энергии достигающей поверхности Марса.

Таким образом, в результате проб и ошибок во время проведения экспериментов учёные остановили своё внимание на молекулярном водороде, который является практически идеальным парниковым газом.

Профессор Кастинг и его коллеги разработали климатическую модель древней марсианской атмосферы, содержащей от 1300 да 14000 гектопаскалей углекислого газа и воды, а также от 5 до 20 процентов молекулярного водорода. Такой состав атмосферы мог бы поднять температуру марсианской поверхности выше точки замерзания воды.

Молекулярный водород очень распространён на планетах-гигантах. Это главный элемент атмосфер Юпитера и Сатурна. На планетах земного типа водород выделяется в атмосферу в результате вулканической активности. Также определённое его количество уходит в космическое пространство.
В результат этих процессов соблюдается баланс между количеством водорода, который поступает в атмосферу благодаря вулканической активности и количеством водорода, который уходит в космос.
Таким образом, для создания оптимальной марсианской атмосферы необходимо иметь достаточную вулканическую активность и небольшую степень улетучивания атмосферы, чтобы была достигнута необходимая концентрация водорода.