Die Evolution der Mars-Atmosphäre und die Frage nach dem Verbleib von Wasser am Mars wird von nicht-thermischer Atmosphärenflucht schwerer Bestandteil mitbestimmt. Da Mars gegenwärtig kein eigenes Magnetfeld welches den Sonnenwind von der Atmosphäre abschirmt besitzt, können aufgrund seiner geringen Schwerebeschleunigung alle wichtigen Atmosphärenbestandteile wie H, H2, N, O, C, CO, O2 in den Weltraum entfliehen können. Zusätzlich können thermische Ionen durch elektrische und magnetische Felder beschleunigt und durch Ladungsaustausch mit koronalen Teilchen in energiereiche Neutralgasbestandteile umgewandelt werden, welche den Planeten verlassen.
Wasser welches von Eis stammt, das sich unter der Marsoberfläche befindet kann an der Oberfläche verdampfen und in die Atmosphäre entweichen. Durch die einfallende UV-Strahlung werden die Wassermoleküle in Wasserstoff und Sauerstoff aufgespaltet. Ein Teil dieser Atmosphärenbestandteile kann wieder geochemische Reaktionen mit der Oberfläche des Planeten eingehen, sodass es zu Atmosphären-Oberflächen-Interaktionen kommt. Für die Evolution der Mars-Atmosphäre ist es sehr wichtig, wenn man den Anteil der Atmosphärebestandteile bestimmen kann welche wieder in die Planetenoberfläche eingebaut werden.
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