Untuk pertama kalinya, para ilmuwan berhasil menangkap ‘pelaku utama’ di balik terkikisnya atmosfer Mars yang sedang terjadi.

Butuh waktu lebih dari sembilan tahun data satelit, tapi tim yang dipimpin oleh ilmuwan planet Shannon Curry dari Universitas Colorado Boulder akhirnya mendeteksi tanda-tanda ‘sputtering’ atmosfer yang jelas.

Menurut para peneliti, ini adalah bagian krusial dari teka-teki bagaimana Mars kehilangan atmosfer dan airnya.

“Hasil ini memberikan langkah besar menuju pembuktian peran sputtering secara observasional dalam hilangnya atmosfer Mars,” tulis tim dalam makalah mereka, “dan, oleh karena itu, dalam menentukan sejarah air dan implikasinya terhadap kelayakhunian dari waktu ke waktu.”

Sputtering atmosfer dianggap sebagai salah satu mekanisme dominan hilangnya atmosfer di Tata Surya purba, ketika Matahari lebih terang dan aktif. Ini terjadi ketika ion dipercepat oleh medan listrik angin Matahari ke atmosfer sebuah benda – seperti Mars – yang tidak terlindungi oleh medan magnet global.

Efeknya sedikit mirip ketika meteorit menabrak planet: energi ditransfer ke medium netral di sekitarnya, melontarkannya dalam semburan. Tapi untuk sputtering, beberapa atom dan molekul atmosfer mendapatkan energi yang cukup untuk mencapai kecepatan lepas, dan mereka pun pergi, terlempar ke luar angkasa dalam petualangan baru.

Sulit mengamati proses ini di Mars. Ini memerlukan pengamatan simultan terhadap atom netral yang terlempar, dan baik ion yang menabrak atmosfer, atau medan listrik yang mempercepatnya. Ini juga memerlukan pengamatan simultan sisi siang dan sisi malam Mars, jauh ke dalam atmosfernya.

Satu-satunya pesawat ruang angkasa dengan peralatan dan konfigurasi orbit untuk melakukan pengamatan ini adalah MAVEN milik NASA. Para peneliti dengan cermat meneliti data yang dikumpulkan oleh pesawat ruang angkasa tersebut sejak tiba di orbit Mars pada September 2014, mencari pengamatan simultan medan listrik Matahari dan kelimpahan argon di atmosfer atas – salah satu partikel yang disemburkan, digunakan sebagai penanda fenomena tersebut.

This is a photo of the surface of Mars taken by the Viking 1 orbiter in 1976.

It looks like something out of a sci-fi film you’d see today.

(And yes, that *is* a smiley face in that crater…)

Credit: NASA/JPL-Caltech, processing by Andrea Luck (@andrealuck.bsky.social)

[image or embed]

— Paul Byrne (@theplanetaryguy.bsky.social) March 17, 2025 at 1:21 PM

Mereka menemukan bahwa, di atas ketinggian 350 kilometer (217 mil), kepadatan argon bervariasi tergantung pada orientasi medan listrik angin Matahari, dibandingkan dengan kepadatan argon di ketinggian yang lebih rendah yang tetap konsisten.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa isotop argon yang lebih ringan bervariasi, meninggalkan kelebihan argon berat – perbedaan yang paling baik dijelaskan oleh sputtering aktif. Ini didukung oleh pengamatan badai Matahari, yang dampaknya tiba di Mars pada Januari 2016. Selama waktu ini, bukti sputtering menjadi jauh lebih jelas.

Ini tidak hanya mendukung temuan tim bahwa variasi kepadatan argon di ketinggian Mars adalah hasil dari sputtering, tetapi juga menunjukkan kondisi seperti apa yang mungkin terjadi miliaran tahun yang lalu, ketika Matahari lebih muda dan lebih “nakal”, mengalami aktivitas badai yang lebih sering.

“Kami menemukan bahwa sputtering atmosfer saat ini lebih dari empat kali lebih tinggi dari perkiraan sebelumnya dan bahwa badai Matahari dapat secara substansial meningkatkan hasil sputtering,” tulis para peneliti.

“Hasil kami mengkonfirmasi bahwa sputtering terjadi di Mars saat ini dan bisa menjadi jalur utama hilangnya atmosfer di Mars selama era awal Tata Surya kita ketika aktivitas Matahari dan intensitas ultraviolet ekstrem jauh lebih tinggi.”

Hasil penelitian telah diterbitkan di Science Advances.