Eine neue Studie legt dies nahe, indem sie ein neu entwickeltes Modell zum Verständnis der Entwicklung der Marsatmosphäre verwendet Mars wurde nass mit einer dichten Atmosphäre geboren, die Millionen von Jahren warme bis heiße Ozeane zuließ. Das Modell verknüpft die Entwicklung der Marsatmosphäre mit Entstehung des Mars in geschmolzenem Zustand bis zur Entstehung der ersten Ozeane und Atmosphäre.
Das Modell zeigt, dass der Wasserdampf in der Marsatmosphäre konzentrierte sich in der unteren Atmosphäre, ähnlich wie es heute auf der Erde der Fall ist, während die obere Marsatmosphäre „trocken“ war, weil sie in niedrigeren Schichten der Atmosphäre als Wolken kondensieren würde. Im Gegensatz dazu kondensierte molekularer Wasserstoff (H2) nicht und wurde in die obere Atmosphäre des Mars getragen, wo er an den Weltraum verloren ging.
Diese Schlussfolgerung – dass Wasserdampf kondensierte und auf dem frühen Mars zurückgehalten wurde, während molekularer Wasserstoff nicht kondensierte und entwich – ermöglicht es, das Modell direkt mit Messungen von Raumfahrzeugen zu verknüpfen, insbesondere mit dem Rover Curiosity des Mars Science Laboratory.
Kaveh Pahlevan, Forschungswissenschaftler des SETI-Instituts, sagte: „Wir glauben, dass wir ein übersehenes Kapitel in modelliert haben Die früheste Geschichte des Mars in der Zeit unmittelbar nach der Entstehung des Planeten. Um die Daten zu erklären, muss die ursprüngliche Marsatmosphäre sehr dicht gewesen sein (mehr als ~1000x so dicht wie die moderne Atmosphäre) und hauptsächlich aus molekularem Wasserstoff (H2) bestanden haben.“
„Dieser Befund ist bedeutsam, da H2 bekanntermaßen ein starkes Treibhausgas in dichten Umgebungen ist. Diese dichte Atmosphäre hätte einen starken Treibhauseffekt erzeugt, der es Ozeanen mit sehr frühem warmem bis heißem Wasser ermöglicht hätte, sich zu stabilisieren Marsoberfläche für Millionen von Jahren, bis der H2 allmählich im Weltraum verloren ging. Aus diesem Grund schlussfolgern wir, dass der Mars zu einer Zeit, bevor sich die Erde selbst gebildet hatte, nass geboren wurde.“
Das Verhältnis von Deuterium zu Wasserstoff (D/H) verschiedener Marsgesteine, einschließlich Marsmeteoriten und der von Curiosity untersuchten, dient als Hauptquelle für Dateneinschränkungen des Modells. Deuterium ist ein schweres Wasserstoffisotop. Die meisten Meteoriten vom Mars sind Eruptivgesteine; Sie entstanden, als das Innere des Mars schmolz und das Magma an die Oberfläche stieg.
Das Deuterium-zu-Wasserstoff-Verhältnis des in diesen inneren (Mantel-abgeleiteten) Eruptivgesteinen gelösten Wassers ist vergleichbar mit dem der Ozeane auf der Erde, was darauf hindeutet, dass die beiden Planeten ursprünglich identische D / H-Verhältnisse hatten und dass ihr Wasser im frühen Sonnensystem aus derselben Quelle stammte.
Das Modell zeigt weiter, dass, wenn die Marsatmosphäre zum Zeitpunkt ihrer Entstehung H2-reich war (und mehr als ~1000x so dicht wie heute), das Oberflächenwasser natürlich um den Faktor 2–3x relativ zu Deuterium angereichert wäre das Innere, Reproduktion der Beobachtungen. Deuterium verteilt sich bevorzugt in das Wassermolekül gegenüber molekularem Wasserstoff (H2), der bevorzugt gewöhnlichen Wasserstoff aufnimmt und aus der oberen Atmosphäre entweicht.
Pahlewan sagte, „Dies ist das erste veröffentlichte Modell, das diese Daten auf natürliche Weise reproduziert, was uns ein gewisses Vertrauen gibt, dass das von uns beschriebene atmosphärische Evolutionsszenario frühen Ereignissen auf dem Mars entspricht.“
Journal Referenz:
- Kaveh Pahlevan et al., Ein ursprünglicher atmosphärischer Ursprung der hydrosphärischen Deuteriumanreicherung auf dem Mars, Briefe der Erde und der Planetenwissenschaften (2022). zurück 10.1016 / j.epsl.2022.117772
