با استفاده از یک مدل جدید توسعه یافته برای درک تکامل جو مریخ، یک مطالعه جدید نشان می دهد که مارس در مرطوب با جوی متراکم متولد شد که اجازه می داد اقیانوس های گرم تا گرم برای میلیون ها سال وجود داشته باشد. این مدل تکامل جو مریخ را با شکل گیری مریخ در حالت مذاب تا تشکیل اولین اقیانوس ها و جو.
مدل نشان می دهد که بخار آب در جو مریخی در اتمسفر پایین تر متمرکز شده بود، شبیه به آنچه امروز روی زمین است، در حالی که جو مریخ "خشک" بود، زیرا به صورت ابر در سطوح پایین تر جو متراکم می شد. برعکس، هیدروژن مولکولی (H2) متراکم نشد و به اتمسفر بالایی مریخ منتقل شد، جایی که در فضا گم شد.
این نتیجه گیری - اینکه بخار آب در مریخ اولیه متراکم شده و حفظ شده است در حالی که هیدروژن مولکولی متراکم نشده و فرار کرده است - به مدل اجازه می دهد تا مستقیماً با اندازه گیری های انجام شده توسط فضاپیما، به ویژه مریخ نورد کنجکاوی آزمایشگاه علمی مریخ، مرتبط شود.
کاوه پهلوان، پژوهشگر موسسه SETI گفت: ما معتقدیم که فصل نادیده گرفته شده را در آن الگوسازی کرده ایم قدیمی ترین تاریخ مریخ بلافاصله پس از تشکیل سیاره. برای توضیح داده‌ها، جو اولیه مریخ باید بسیار متراکم باشد (بیش از 1000 برابر چگالی جو مدرن) و عمدتاً از هیدروژن مولکولی (H2) تشکیل شده است.
این یافته مهم است زیرا H2 به عنوان یک گاز گلخانه ای قوی در محیط های متراکم شناخته شده است. این اتمسفر متراکم یک اثر گلخانه ای قوی ایجاد می کرد و به اقیانوس های خیلی زود آب گرم تا گرم اجازه می داد تا آب را تثبیت کنند. سطح مریخ برای میلیون ها سال تا اینکه H2 به تدریج در فضا گم شد. به همین دلیل، ما چنین استنباط می‌کنیم که در زمانی قبل از تشکیل خود زمین، مریخ خیس به دنیا آمده است.
نسبت دوتریوم به هیدروژن (D/H) سنگ‌های مریخی مختلف، از جمله شهاب‌سنگ‌های مریخی و آن‌هایی که توسط کنجکاوی مورد مطالعه قرار گرفته‌اند، به عنوان منبع اصلی محدودیت‌های داده مدل عمل می‌کند. دوتریوم ایزوتوپ سنگین هیدروژن است. بیشتر شهاب سنگ های مریخ سنگ های آذرین هستند. آنها زمانی ایجاد شدند که درون مریخ ذوب شد و ماگما به سطح بالا آمد.
نسبت دوتریوم به هیدروژن آب محلول در این سنگ‌های آذرین داخلی (مشتق از گوشته) با نسبت دوتریوم به هیدروژن قابل مقایسه است. اقیانوس ها روی زمین، نشان می دهد که دو سیاره در ابتدا نسبت D/H یکسان داشتند و آب آنها از یک منبع در منظومه شمسی اولیه سرچشمه می گرفت.
این مدل همچنین نشان می‌دهد که اگر جو مریخ در زمان شکل‌گیری آن غنی از H2 بود (و بیش از 1000 برابر چگالی امروز)، آن‌گاه آب‌های سطحی به طور طبیعی با ضریب 2 تا 3 برابر نسبت به دوتریوم غنی می‌شدند. داخلی، بازتولید مشاهدات. دوتریوم تقسیم شدن به مولکول آب را نسبت به هیدروژن مولکولی (H2) ترجیح می دهد، که ترجیحاً هیدروژن معمولی را می گیرد و از بالای جو فرار می کند.
پهلوان گفت:, این اولین مدل منتشر شده است که به طور طبیعی این داده‌ها را بازتولید می‌کند، و به ما اطمینان می‌دهد که سناریوی تکاملی جوی که توصیف کردیم با رویدادهای اولیه در مریخ مطابقت دارد.
مرجع مجله:
- کاوه پهلوان و همکاران، منشا اولیه جوی غنی‌سازی دوتریوم هیدروسفری در مریخ، نامه های علوم زمین و سیاره (2022) DOI: 10.1016/j.epsl.2022.117772
