باستخدام نموذج مطور حديثًا لفهم تطور الغلاف الجوي للمريخ ، تقترح دراسة جديدة ذلك المريخ ولدت مبللة بجو كثيف يسمح بالمحيطات الدافئة إلى الحارة لملايين السنين. يربط النموذج بين تطور الغلاف الجوي للمريخ و تشكيل المريخ في حالة منصهرة حتى تكوين المحيطات والغلاف الجوي الأول.
يوضح النموذج أن بخار الماء في جو المريخ كانت مركزة في الغلاف الجوي السفلي ، على غرار ما هو عليه اليوم على الأرض ، بينما كان الغلاف الجوي العالي للمريخ "جافًا" لأنه سيتكثف كغيوم عند مستويات منخفضة في الغلاف الجوي. على العكس من ذلك ، لم يتكثف الهيدروجين الجزيئي (H2) وتم نقله إلى الغلاف الجوي العلوي للمريخ ، حيث فقد في الفضاء.
هذا الاستنتاج - أن بخار الماء تكثف واحتُفظ به في المريخ في وقت مبكر بينما الهيدروجين الجزيئي لم يتكثف ولم يفلت - يسمح للنموذج بالارتباط مباشرة بالقياسات التي أجرتها المركبة الفضائية ، وتحديداً المركبة الفضائية Curiosity في مختبر علوم المريخ.
قال كافيه باهليفان ، عالم أبحاث معهد SETI ، "نعتقد أننا وضعنا نموذجًا لفصل تم التغاضي عنه في أقرب تاريخ للمريخ في الوقت الذي أعقب تشكل الكوكب مباشرة. لشرح البيانات ، يجب أن يكون الغلاف الجوي للمريخ البدائي كثيفًا جدًا (أكثر من 1000 مرة تقريبًا مثل كثافة الغلاف الجوي الحديث) ويتألف أساسًا من الهيدروجين الجزيئي (H2). "
"هذا الاكتشاف مهم لأنه من المعروف أن غاز H2 من الغازات الدفيئة القوية في البيئات الكثيفة. كان من الممكن أن ينتج عن هذا الغلاف الجوي الكثيف تأثير دفيئة قوي ، مما يسمح لمحيطات المياه الدافئة إلى الساخنة في وقت مبكر جدًا بتثبيت سطح المريخ لملايين السنين حتى ضاع H2 تدريجياً في الفضاء. لهذا السبب ، نستنتج أنه - في وقت ما قبل تشكل الأرض نفسها - وُلد المريخ مبتلاً ".
تعمل نسبة الديوتيريوم إلى الهيدروجين (D / H) لمختلف صخور المريخ ، بما في ذلك النيازك المريخية وتلك التي درستها كيوريوسيتي ، كمصدر أساسي لقيود البيانات في النموذج. الديوتيريوم هو نظير ثقيل للهيدروجين. معظم النيازك من المريخ هي صخور نارية. تم إنشاؤها عندما ذاب الجزء الداخلي من المريخ وارتفعت الصهارة إلى السطح.
نسبة الديوتيريوم إلى الهيدروجين في الماء المذاب في هذه الصخور النارية الداخلية (المشتقة من الوشاح) مماثلة لتلك الموجودة في المحيطات على الأرض، مما يشير إلى أن الكوكبين كان لهما في البداية نسب D / H متطابقة وأن مياههما نشأت من نفس المصدر في النظام الشمسي المبكر.
يوضح النموذج أيضًا أنه إذا كان الغلاف الجوي للمريخ غنيًا ب H2 في وقت تكوينه (وأكثر من 1000 ضعف تقريبًا كما هو الحال اليوم) ، فمن الطبيعي أن يتم إثراء المياه السطحية بالديوتيريوم بمعامل 2–3x بالنسبة إلى الداخلية ، استنساخ الملاحظات. يفضل الديوتيريوم التقسيم إلى جزيء الماء بالنسبة للهيدروجين الجزيئي (H2) ، والذي يمتص بشكل تفضيلي الهيدروجين العادي ويهرب من الجزء العلوي من الغلاف الجوي.
باهليفان محمد, "هذا هو أول نموذج منشور يعيد إنتاج هذه البيانات بشكل طبيعي ، مما يمنحنا بعض الثقة في أن سيناريو تطور الغلاف الجوي الذي وصفناه يتوافق مع الأحداث المبكرة على المريخ."
المرجع مجلة:
- Kaveh Pahlevan et al. ، أصل جوي بدائي لتخصيب الديوتيريوم في الغلاف المائي على المريخ ، رسائل علوم الأرض والكواكب (2022). معرف الهوية الرقمي: 10.1016 / j.epsl.2022.117772
