По данным, которые прислал на Землю орбитальный марсианский аппарат NASA MAVEN, в верхних слоях атмосферы красной планеты содержатся ионы металлов.
В ионосфере Марса обнаружили ионы металлов
Космический аппарат NASA MAVEN над поверхностью Марса. Видение художника.

Верхняя часть атмосферы Марса, как и верхняя часть земной атмосферы, состоит из разреженного газа и электронов, которые высвобождаются при столкновении молекул газа с частицами высокой энергии, долетающими от Солнца. Как свидетельствуют данные исследования, опубликованного в журнале Geophysical Research Letters, в ионосфере Марса, как и в земной, присутствуют ионы металлов, что делает Марс второй после Земли планетой с подобным составом ионосферы.

О том, что в ионосфере Марса есть металлы, догадывались по косвенным данным: при прохождении радиосигналов космических аппаратов часть сигнала иногда не доходила до приёмников на Земле: учёные предположили, что причина — заряженные частицы в атмосфере, в том числе ионы металлов, но доказать это было невозможно.

Неоспоримые доказательства их присутствия появились только в 2014 году во время прохождения вблизи Марса кометы C/2013 A1. Тогда появление металлических пиков в показаниях спектрометра связали с близостью кометы и её хвоста и сочли единичным явлением, однако дальнейшие измерения подтвердили, что металлы присутствуют в марсианской ионосфере постоянно. За последние два года масс-спектрометр аппарата MAVEN показал наличие в ионосфере планеты ионов железа, магния и кальция. Более того, данные MAVEN позволяют предположить, что насыщенная металлами ионосфера есть и у других объектов Солнечной системы, имеющих атмосферу.

В верхние слои атмосферы частицы металлов приносит дождь из маленьких метеоритов, постоянно бомбардирующий Марс. В атмосфере метеориты теряют часть вещества, которое ионизируется заряженными частицами ионосферы.

Ионы металлов более стабильны, чем ионы других элементов, поэтому ветер и магнитное поле переносят их далеко от места ионизации. Наблюдая перемещение заряженных атомов металлов, можно отслеживать потоки других частиц в ионосфере Марса. А эти данные, в свою очередь, позволяют судить о том, как Марс потерял атмосферу и превратился из двойника Земли в выжженную Солнцем безводную пустыню.

Первая подробная карта активности марсианской ионосферы была составлена в 2007 году при помощи данных миссии Mars Express, причём расположение районов с самой высокой плотностью свободных электронов оказалось связано с конфигурацией магнитного поля планеты, а именно — в участках, где линии магнитного поля выстраиваются перпендикулярно поверхности планеты. На Земле так бывает только возле двух магнитных полюсов, а вот на Марсе таких мест намного больше, поскольку десятки его магнитных полюсов неравномерно распределены в районах залегания металлических руд в коре планеты.