Egy új tanulmány szerint a marsi légkör fejlődésének megértéséhez újonnan kifejlesztett modellt használnak Mars nedvesen született, sűrű légkörrel, amely több millió éven át lehetővé tette a melegtől a melegig terjedő óceánokat. A modell összekapcsolja a marsi légkör fejlődését A Mars kialakulása olvadt állapotban egészen az első óceánok és légkör kialakulásáig.
A modell azt mutatja, hogy a vízgőz a Marsi légkör az alsó légkörben koncentrálódott, hasonlóan a mai Földhöz, míg a Mars magaslégköre „száraz”, mert a légkör alacsonyabb szintjein felhőkként kondenzálódott ki. Ezzel szemben a molekuláris hidrogén (H2) nem kondenzálódott, és a Mars felső légkörébe került, ahol elveszett az űrbe.
Ez a következtetés – miszerint a vízgőz lecsapódott és megmaradt a korai Marson, míg a molekuláris hidrogén nem kondenzálódott és nem távozott el – lehetővé teszi, hogy a modell közvetlenül összekapcsolható legyen az űrhajók, konkrétan a Mars Science Laboratory marsjáró, a Curiosity által végzett mérésekkel.
Kaveh Pahlevan, a SETI Intézet kutatója elmondta: „Úgy gondoljuk, hogy egy figyelmen kívül hagyott fejezetet alakítottunk ki A Mars legkorábbi története közvetlenül a bolygó kialakulása utáni időben. Az adatok magyarázatához az ősmarsi légkör nagyon sűrűnek kellett lennie (több mint 1000-szer olyan sűrű, mint a modern légkör), és elsősorban molekuláris hidrogénből (H2) állt.
„Ez a megállapítás azért jelentős, mert a H2 köztudottan erős üvegházhatású gáz sűrű környezetben. Ez a sűrű légkör erős üvegházhatást váltott volna ki, lehetővé téve a nagyon korai meleg-meleg vizű óceánok számára, hogy stabilizálják a Marsi felszín évmilliókig, amíg a H2 fokozatosan elveszett az űrben. Ebből az okból azt a következtetést vonjuk le, hogy a Mars még a Föld kialakulása előtti időben nedvesen született.
A különböző marsi kőzetek, köztük a marsi meteoritok és a Curiosity által vizsgált deutérium-hidrogén (D/H) aránya szolgál a modell elsődleges adatkorlátozási forrásaként. A deutérium a hidrogén nehéz izotópja. A Marsról származó meteoritok többsége magmás kőzet; akkor keletkeztek, amikor a Mars belseje megolvadt és a magma a felszínre emelkedett.
Az ezekben a belső (köpenyből származó) magmás kőzetekben oldott víz deutérium/hidrogén aránya hasonló a óceánok a Földön, ami arra utal, hogy a két bolygó kezdetben azonos D/H arányt mutatott, és vizük ugyanabból a forrásból származott a korai Naprendszerben.
A modell azt is megmutatja, hogy ha a marsi légkör kialakulásakor H2-ben gazdag (és több mint 1000-szer akkora sűrűségű, mint ma), akkor a felszíni vizek természetesen 2-3-szorosára dúsodnának deutériummal a belső, reprodukálva a megfigyeléseket. A deutérium a molekuláris hidrogénnel (H2) szemben a vízmolekulába való megoszlást részesíti előnyben, amely elsősorban a közönséges hidrogént veszi fel és távozik a légkör tetejéről.
Pahlevan mondott, "Ez az első olyan közzétett modell, amely természetesen reprodukálja ezeket az adatokat, és bizonyosságot ad nekünk arról, hogy az általunk leírt légköri evolúciós forgatókönyv megfelel a Marson történt korai eseményeknek."
Journal Reference:
- Kaveh Pahlevan et al., A hidroszférikus deutériumdúsítás primordiális légköri eredete a Marson, Föld és bolygó tudományos levelek (2022). DOI: 10.1016/j.epsl.2022.117772
