Kasutades äsja väljatöötatud mudelit Marsi atmosfääri arengu mõistmiseks, viitab uus uuring sellele Marss sündis märjana tiheda atmosfääriga, võimaldades miljoneid aastaid ookeanidel sooja kuni kuuma. Mudel seob Marsi atmosfääri arengut Marsi teke sulas olekus kuni esimeste ookeanide ja atmosfääri moodustumiseni.
Mudel näitab, et veeaur on Marsi atmosfäär oli koondunud madalamatesse atmosfäärikihtidesse, sarnaselt sellele, kuidas see on praegu Maal, samas kui Marsi kõrge atmosfäär oli "kuiv", kuna see kondenseerus atmosfääri madalamal tasemel pilvedena. Seevastu molekulaarne vesinik (H2) ei kondenseerunud ja kandus Marsi ülemisse atmosfääri, kus see kadus kosmosesse.
See järeldus – et veeaur kondenseerus ja säilis varajases Marsil, samas kui molekulaarne vesinik ei kondenseerunud ega pääsenud välja – võimaldab mudelit otse ühendada kosmoselaevade, täpsemalt Marsi teaduslabori kulguri Curiosity tehtud mõõtmistega.
SETI Instituudi teadur Kaveh Pahlevan ütles, "Usume, et oleme modelleerinud tähelepanuta jäänud peatüki Marsi varaseim ajalugu ajal vahetult pärast planeedi teket. Andmete selgitamiseks pidi Marsi ürgne atmosfäär olema väga tihe (rohkem kui 1000 korda nii tihe kui tänapäevane atmosfäär) ja koosnema peamiselt molekulaarsest vesinikust (H2).
"See leid on oluline, sest H2 on teadaolevalt tugev kasvuhoonegaas tihedas keskkonnas. See tihe atmosfäär oleks tekitanud tugeva kasvuhooneefekti, võimaldades väga varajastel sooja kuni kuuma veega ookeanidel stabiliseerida Marsi pind miljoneid aastaid, kuni H2 järk-järgult kosmosesse kadus. Sel põhjusel järeldame, et ajal, enne kui Maa ise tekkis, sündis Marss märjana.
Erinevate Marsi kivimite, sealhulgas Marsi meteoriitide ja Curiosity uuritud meteoriitide deuteeriumi ja vesiniku (D/H) suhe on mudeli esmane andmepiirangute allikas. Deuteerium on vesiniku raske isotoop. Enamik Marsi meteoriite on tardkivimid; need tekkisid siis, kui Marsi sisemus sulas ja magma pinnale kerkis.
Nendes sisemistes (mantlist pärinevates) tardkivimites lahustunud vee deuteeriumi ja vesiniku suhe on võrreldav ookeanid Maal, mis viitab sellele, et kahel planeedil oli algselt identne D / H suhe ja nende vesi pärines samast allikast varases päikesesüsteemis.
Mudel näitab veel, et kui Marsi atmosfäär oleks selle tekke ajal H2-rikas (ja rohkem kui ~1000 korda nii tihe kui praegu), siis oleks pinnaveed loomulikult rikastatud deuteeriumiga 2–3 korda. interjööri, kordades vaatlusi. Deuteerium eelistab jagunemist veemolekulideks võrreldes molekulaarse vesinikuga (H2), mis eelistab tavalist vesinikku ja väljub atmosfääri ülaosast.
Pahlevan ütles, "See on esimene avaldatud mudel, mis neid andmeid loomulikult reprodutseerib, andes meile teatud kindlustunde, et meie kirjeldatud atmosfääri evolutsiooni stsenaarium vastab Marsi varajastele sündmustele."
Ajakirja viide:
- Kaveh Pahlevan et al., Hüdrosfäärilise deuteeriumi rikastamise ürgne atmosfääri päritolu Marsil, Maa ja planeedi teaduse kirjad (2022). DOI: 10.1016/j.epsl.2022.117772
