Uusi tutkimus, jossa käytetään äskettäin kehitettyä mallia Marsin ilmakehän kehityksen ymmärtämiseen, viittaa siihen Mars syntyi märkänä, ja sen ilmakehän tiheys sallii lämpimästä kuumiin merien miljoonien vuosien ajan. Malli yhdistää Marsin ilmakehän kehityksen Marsin muodostuminen sulassa tilassa ensimmäisten valtamerten ja ilmakehän muodostumiseen asti.
Malli osoittaa, että vesihöyry Marsilainen tunnelma oli keskittynyt alempaan ilmakehään, kuten se on nykyään maan päällä, kun taas Marsin korkea ilmakehä oli "kuiva", koska se tiivistyisi pilvinä ilmakehän alemmilla tasoilla. Sitä vastoin molekyylivety (H2) ei kondensoitunut ja kuljetettiin Marsin yläilmakehään, missä se katosi avaruuteen.
Tämä johtopäätös – että vesihöyry tiivistyi ja pysyi Marsissa, kun taas molekyylivety ei tiivistynyt ja karkaa – mahdollistaa mallin yhdistämisen suoraan avaruusalusten, erityisesti Mars Science Laboratoryn Curiosityn, tekemiin mittauksiin.
SETI-instituutin tutkija Kaveh Pahlevan sanoi, "Uskomme, että olemme mallintaneet huomiotta jääneen luvun Marsin varhaisin historia välittömästi planeetan muodostumisen jälkeen. Tietojen selittämiseksi alkuperäisen Marsin ilmakehän on täytynyt olla hyvin tiheä (yli ~ 1000 kertaa nykyajan ilmakehään verrattuna) ja koostua pääasiassa molekyylivedystä (H2).
"Tämä havainto on merkittävä, koska H2:n tiedetään olevan vahva kasvihuonekaasu tiheissä ympäristöissä. Tämä tiheä ilmakehä olisi aiheuttanut voimakkaan kasvihuoneilmiön, joka olisi antanut hyvin varhaisille lämpimästä kuumaan vesille valtameret vakauttamaan Marsin pinta miljoonia vuosia, kunnes H2 hävisi vähitellen avaruuteen. Tästä syystä päättelemme, että – aikana ennen kuin maapallo itse oli muodostunut – Mars syntyi märkänä.”
Erilaisten Marsin kivien, mukaan lukien Marsin meteoriittien ja Curiosityn tutkimien meteoriittien, deuterium-vetysuhde (D/H) toimii mallin ensisijaisena tietorajoitusten lähteenä. Deuterium on raskas vedyn isotooppi. Suurin osa Marsin meteoriiteista on magmaisia kiviä; ne syntyivät, kun Marsin sisäpuoli suli ja magma nousi pintaan.
Näihin sisäisiin (vaippaperäisiin) magmaisiin kiviin liuenneen veden deuterium-vetysuhde on verrattavissa valtameret maan päällä, mikä viittaa siihen, että kahdella planeetalla oli alun perin identtinen D/H-suhde ja että niiden vesi oli peräisin samasta lähteestä varhaisessa aurinkokunnassa.
Malli osoittaa lisäksi, että jos Marsin ilmakehä olisi muodostuessaan H2-rikas (ja yli ~1000x niin tiheä kuin nykyään), pintavedet rikastuisivat luonnollisesti deuteriumilla kertoimella 2-3x verrattuna. sisätilat, toistaen havainnot. Deuterium suosii jakautumista vesimolekyyliin verrattuna molekyylivetyyn (H2), joka mieluiten ottaa tavallista vetyä ja pakenee ilmakehän huipulta.
Pahlevan sanoi, "Tämä on ensimmäinen julkaistu malli, joka luonnollisesti toistaa nämä tiedot, mikä antaa meille jonkin verran luottamusta siihen, että kuvaamamme ilmakehän evoluution skenaario vastaa Marsin varhaisia tapahtumia."
Lehden viite:
- Kaveh Pahlevan et al., Marsin hydrosfäärisen deuteriumin rikastamisen primordial ilmakehän alkuperä, Maan ja planeettojen tiedekirjeet (2022). DOI: 10.1016/j.epsl.2022.117772
