מקור צבעו האדום של מאדים הוא בחלודה של האבק המכסה את פני כוכב הלכת. האבק הזה עשיר בתחמוצות ברזל – תרכובות כימיות נפוצות של היסודות ברזל וחמצן ומעניקות את הצבע האדום לשורה ארוכה של חומרים, מחלודה ועד דם.

מאדים נוצר לפני כ-4.5 מיליארדי שנים, עם שאר כוכבי הלכת שהתהוו סביב השמש. מערכת השמש נוצרה מענן קוסמי המורכב מגזים וחלקיקים שקרס פנימה והחל להסתחרר סביב עצמו. היסודות הקלים התרכזו בעיקר במרכזו ויצרו את השמש, ואילו מרבית היסודות הכבדים, כמו הברזל, הרכיבו את הגופים המוצקים של מערכת השמש, בהם כוכבי לכת כמו כדור הארץ ומאדים.

בניגוד לכדור הארץ, שבו הברזל הכבד שקע כמעט כולו אל מרכז כוכב הלכת ויצר את הגרעין, במאדים חלק ניכר מהברזל נותר בשכבות החיצוניות: בסלעים שמרכיבים את המעטפת, הקרום ופני השטח. הרוחות החזקות שנושבות במאדים שחקו את פני השטח ופוררו מהם אבק, שאליו הצטרף גם אפר רב שנפלט מהרי הגעש שהיו פעילים בעברו הרחוק של כוכב הלכת.

הברזל לבדו אינו מספיק כדי להעניק לכוכב הלכת את צבעו האדום. לשם כך נחוץ גם חמצן שיגיב איתו. בשונה מכדור הארץ, שהאטמוספרה שלו מכילה כיום חמצן שמקורו בתהליך הפוטוסינתזה של צמחים ואצות, האטמוספרה של מאדים, ככל הידוע לנו, לא הכילה ריכוז חמצן משמעותי מספיק כדי להסביר את פני השטח החלודים.

אבק אדום שמכסה את כל כוכב הלכת. אחת מדיונות החול על פני מאדים | צילום: NASA

הדעות עדיין חלוקות בנוגע למקור החמצן בתחמוצות הברזל של מאדים. כמה תיאוריות מנסות להסביר את התופעה. אחת מהן גורסת למשל שבראשית ימיו מאדים לא היה שונה כל כך מכדור הארץ, ושגם בו היו אוקיינוסים רחבי ידיים וענני גשם. ייתכן שהמים שבאו במגע עם תרכובות הברזל על פני השטח העבירו להן אטומי חמצן וגרמו להן להחליד.

תיאוריה אחרת מעלה את האפשרות שקרינת השמש שפגעה באטמוספרה של מאדים במשך מיליארדי שנים שברה בהדרגה מולקולות של פחמן דו-חמצני וגזים נוספים, והובילה לתגובה בין החמצן לברזל. ואילו תיאוריה שלישית היא שסופות האבק התכופות שמתרחשות על פני השטח שחקו את גבישי הקוורץ (צורן דו-חמצני) שנפוצים גם הם במאדים, ואפשרו לחלק מאטומי החמצן שבהם להגיב עם אטומי הברזל.

סופות האבק שמתרחשות במאדים הן הגדולות ביותר במערכת השמש. לעיתים הסופות האלה מקיפות את כוכב הלכת כולו, והן אחד הגורמים לפיזור האחיד יחסית של האבק האדום על פניו. הסופות משפיעות לא רק על פני השטח – הן גם צובעות את השמיים באדום בגלל חלקיקי האבק שמרחפים באטמוספרה. בניגוד לכדור הארץ, שבו השמיים כחולים והשקיעות אדומות, במאדים חלקיקי האבק האדומים באוויר מסוגלים לפעמים לסנן את אור השמש כך שהשקיעות בו מאירות את השמיים האדומים בגוון כחול.