Dengan menggunakan model yang baru dikembangkan untuk memahami evolusi atmosfer Mars, sebuah studi baru menunjukkan hal tersebut Maret dilahirkan dalam keadaan basah dengan atmosfer padat yang memungkinkan lautan hangat hingga panas selama jutaan tahun. Model tersebut menghubungkan evolusi atmosfer Mars dengan Pembentukan Mars dalam keadaan cair hingga pembentukan lautan dan atmosfer pertama.
Model tersebut menunjukkan bahwa uap air di Suasana Mars terkonsentrasi di atmosfer bagian bawah, serupa dengan yang terjadi saat ini di Bumi, sedangkan atmosfer bagian atas Mars bersifat “kering” karena akan mengembun menjadi awan di tingkat atmosfer yang lebih rendah. Sebaliknya, molekul hidrogen (H2) tidak mengembun dan terbawa ke atmosfer atas Mars, lalu hilang ke luar angkasa.
Kesimpulan ini—yaitu uap air mengembun dan tertahan di Mars awal sedangkan molekul hidrogen tidak mengembun dan keluar—memungkinkan model tersebut dihubungkan langsung dengan pengukuran yang dilakukan oleh pesawat ruang angkasa, khususnya penjelajah Curiosity di Laboratorium Sains Mars.
Kaveh Pahlevan, ilmuwan peneliti SETI Institute, berkata, “Kami yakin kami telah mencontohkan sebuah bab yang terabaikan Sejarah awal Mars dalam waktu segera setelah planet ini terbentuk. Untuk menjelaskan data tersebut, atmosfer Mars purba pasti sangat padat (lebih dari ~1000x kepadatan atmosfer modern) dan terutama terdiri dari molekul hidrogen (H2).”
“Temuan ini penting karena H2 diketahui merupakan gas rumah kaca yang kuat di lingkungan padat. Atmosfer yang padat ini akan menghasilkan efek rumah kaca yang kuat, yang memungkinkan air laut yang hangat hingga panas menjadi stabil permukaan Mars selama jutaan tahun hingga H2 secara bertahap hilang ke luar angkasa. Karena alasan ini, kami menyimpulkan bahwa—pada saat sebelum Bumi terbentuk—Mars dilahirkan dalam keadaan basah.”
Rasio deuterium terhadap hidrogen (D/H) dari berbagai batuan Mars, termasuk meteorit Mars dan yang dipelajari oleh Curiosity, berfungsi sebagai sumber utama kendala data model. Deuterium adalah isotop hidrogen yang berat. Kebanyakan meteorit dari Mars merupakan batuan beku; mereka tercipta ketika bagian dalam Mars meleleh dan magma naik ke permukaan.
Rasio deuterium terhadap hidrogen dari air yang terlarut dalam batuan beku bagian dalam (yang berasal dari mantel) sebanding dengan rasio deuterium terhadap hidrogen. lautan di Bumi, menunjukkan bahwa kedua planet tersebut awalnya memiliki rasio D/H yang identik dan air di dalamnya berasal dari sumber yang sama di awal tata surya.
Model tersebut lebih lanjut menunjukkan bahwa jika atmosfer Mars kaya akan H2 pada saat pembentukannya (dan lebih dari ~1000x kepadatan saat ini), maka permukaan air secara alami akan diperkaya dengan deuterium dengan faktor 2–3x dibandingkan dengan atmosfer Mars. interior, mereproduksi pengamatan. Deuterium lebih suka berpartisi menjadi molekul air dibandingkan dengan molekul hidrogen (H2), yang lebih suka mengambil hidrogen biasa dan keluar dari bagian atas atmosfer.
Pahlevan tersebut, “Ini adalah model pertama yang dipublikasikan yang mereproduksi data ini secara alami, memberi kami keyakinan bahwa skenario evolusi atmosfer yang kami gambarkan sesuai dengan kejadian awal di Mars.”
Referensi Jurnal:
- Kaveh Pahlevan et al., Asal usul atmosfer primordial dari pengayaan deuterium hidrosfer di Mars, Sastra Bumi dan Sains Planet (2022). DOI: 10.1016/j.epsl.2022.117772
