USA Davise California ülikooli teadlased väidavad, et Marsi atmosfäär võis moodustuda viisil, mis on vastuolus praeguste teooriatega. Meeskond tegi selle järelduse tänu Chassigny meteoriidi uuele analüüsile, mis langes 1815. aastal Kirde-Prantsusmaal Maale ja esindab arvatavasti Marsi sisemust.
Praegused planeetide moodustumise teooriad viitavad sellele, et kivised planeedid, nagu Maa ja Marss, omandasid algstaadiumis nende ematähte ümbritsevast udukogust lenduvaid keemilisi elemente, nagu vesinik, süsinik, hapnik, lämmastik ja väärisgaasid, nagu krüptoon.
Algselt lahustusid need elemendid (tehniliselt "eraldusid") planeetide vahevöös, mis sel hetkel eksisteeris pinnal sulakivimi või magma ookeanina. Hiljem, kui magmaookean kristalliseerus, "degaseeris" ookean need päikeseududest pärinevad lenduvad ained tagasi atmosfääri, kus need järk-järgult kosmosesse hajusid. Lõpuks, veelgi hilisemas etapis, andsid kondriitideks nimetatud meteoriidid noortele planeetidele kokku põrgades täiendavaid lenduvaid materjale.
"Seetõttu on oodata, et planeetide sisemus koosneks peamiselt päikeselenduvatest ainetest või päikese- ja kondriitlenduvate ainete segust. Seevastu atmosfääri lenduvad ained pärinevad peamiselt meteoriitidest,“ selgitab uuringurühma juht Sandrine Peron.
Marsi sisemus sisaldab kondriitkrüptooni
See ennustus ei ole aga kooskõlas meeskonna järeldustega, mis põhinevad Chassigny meteoriidi proovides krüptoni isotoopide mõõtmisel. Kuna krüptoni isotoopide suhe päikese udukogust pärit krüptoonis ja kondriidist pärit krüptoonis on erinev, võimaldas isotoopide suhete analüüs teadlastel kindlaks teha, kuidas Chassigny – ja laiemalt ka Marsi sisemus – oma krüptoni sai.
"Meie uuring näitab, et Marsi sisemus sisaldab kondriitkrüptooni, mis on kontrastiks [päikese-krüptonilaadse] atmosfääri koostisega," räägib Péron. Füüsika Maailm. "Seega praegune stsenaarium enam ei kehti."
Isotoopide täpsed mõõtmised
Enne mõõtmiste tegemist pidid teadlased esmalt kõrvaldama kolmanda krüptooni allika. Chassigny veetis 11 miljonit aastat kosmoses reisides, enne kui ta Maale kukkus – üsna kaua, ütleb Péron. Selle aja jooksul puutus see kokku kosmilise kiirgusega, mis võib spallatsioonireaktsioonide kaudu tekitada teistest elementidest krüptooni ja muid väärisgaase.
Selle niinimetatud "kosmogeense" krüptoni proovist eemaldamiseks kuumutasid teadlased meteoriiti etapiviisiliselt umbes 200 kuni 1500 °C. See astmelise kuumutamise tehnika töötab, kuna kosmogeenne ja Marsi krüptoon vabanevad erinevatel temperatuuridel.
Analüütilise protseduuri teine oluline osa oli krüptoni eraldamine teistest meteoriidis leiduvatest väärisgaasidest. Teadlased tegid seda väärisgaase üksteise järel massispektromeetria abil analüüsides. "Kuna me tahame vältida häireid, vajame massispektromeetris peaaegu puhast krüptoonfaasi (ilma argooni ja ksenoonita), " selgitab Péron. "Et saavutada krüptooni puhas eraldamine argoonist ja ksenoonist, töötasime UC Davises välja uue eraldusprotokolli, mis hõlmab uut krüogeenset lõksu."
See protokoll koos astmelise kuumutamisega võimaldas meeskonnal saada Chassigny meteoriidi täpsed krüptoni isotoopmõõtmised, ütleb Péron.
Meteoriidid edastasid lenduvaid elemente palju varem
Asjaolu, et Chassigny krüptoni isotoobid vastavad pigem kondriitmeteoriitides kui Päikese udukogus leiduvatele isotoopidele, viitab sellele, et kondriidid toimetasid lenduvaid elemente imikule Marsile palju varem, kui seni arvati, samal ajal kui päikeseudu oli endiselt olemas. "Päikese lenduvad ained atmosfääris ei saa pärineda vahevöö degaseerimisest, nagu varem eeldati, vaid need püüti päikeseudust tõenäoliselt kinni enne udukogu hajumist (umbes 10 myr pärast päikesesüsteemi sündi) ja pärast seda, kui suurem osa Marsist oli kogunenud," Péron ütleb. "See lükkab ümber praeguse mõtlemise.
Simulatsioonid näitavad, et asteroidi kokkupõrked hävitavad tõendid Marsi jäänuste rannajoonte kohta
"Keeruline aspekt on see, kuidas neid päikese lenduvaid aineid atmosfääris hoida, kuna need oleksid pidanud kaduma varasest Päikesest lähtuva kiirguse tõttu," jätkab ta. "Võimalik stsenaarium on see, et Marss oli pärast akretsiooni külm ja osa päikesegaasidest jäi maa alla või polaarjääkatetesse kinni."
Teadlased loodavad, et nende töö motiveerib edasisi uuringuid planeedi atmosfääri ja eriti Marsi atmosfääri moodustumise kohta. Omalt poolt kavatsevad nad Marsi vahevöö koostist paremini iseloomustada, et teha kindlaks, kas see on heterogeenne. "Teine aspekt on paremini mõista, kust Marsi atmosfäär tekkis ja kuidas see arenes, võttes arvesse meie uuringust tulenevaid piiranguid, " ütleb Péron. "See hõlmab tingimuste kindlaksmääramist, mis võimaldavad päikesekrüptooni ja ksenooni säilitada planeedi pinnal."
Uuring on üksikasjalikult kirjeldatud teadus.
