שימוש במודל חדש שפותח להבנת התפתחות האטמוספירה של מאדים, מחקר חדש מציע זאת מַאְדִים נולד רטוב עם אטמוספירה צפופה המאפשרת אוקיינוסים חמים עד חמים במשך מיליוני שנים. המודל מקשר בין התפתחות האטמוספירה של מאדים היווצרותו של מאדים במצב מותך עד להיווצרות האוקיינוסים והאטמוספירה הראשונים.
הדגם מראה כי אדי המים ב אווירה של מאדים היה מרוכז באטמוספרה התחתונה, בדומה לאופן שבו היא נמצאת כיום על פני כדור הארץ, בעוד שהאטמוספירה הגבוהה של מאדים הייתה "יבשה" מכיוון שהיא הייתה מתעבה החוצה כעננים ברמות נמוכות יותר באטמוספירה. לעומת זאת, מימן מולקולרי (H2) לא התעבה והובל לאטמוספירה העליונה של מאדים, שם אבד לחלל.
מסקנה זו - שאדי מים התעבו ונשמרו במאדים המוקדם בעוד שמימן מולקולרי לא התעבה וברח - מאפשרת לקשר את המודל ישירות למדידות שנעשו על ידי חללית, במיוחד, רובר מעבדת המדע של מאדים Curiosity.
קוה פהלבן, מדען מחקר במכון SETI, אמר, "אנחנו מאמינים שיצרנו פרק שהתעלם ממנו ההיסטוריה המוקדמת ביותר של מאדים בזמן שמיד לאחר היווצרות הפלנטה. כדי להסביר את הנתונים, האטמוספירה הקדומה של מאדים חייבת להיות צפופה מאוד (יותר מ-1000 פעמים צפופה מהאטמוספירה המודרנית) והורכבה בעיקר ממימן מולקולרי (H2).
"ממצא זה משמעותי מכיוון שידוע כי H2 הוא גז חממה חזק בסביבות צפופות. האטמוספירה הצפופה הזו הייתה מייצרת אפקט חממה חזק, המאפשר לאוקיאנוסים מוקדמים מאוד של מים חמים עד חמים לייצב את משטח מאדים במשך מיליוני שנים עד שה-H2 אבד בהדרגה לחלל. מסיבה זו, אנו מסיקים כי - בתקופה שלפני היווצרות כדור הארץ עצמו - מאדים נולד רטוב."
יחס הדאוטריום למימן (D/H) של סלעי מאדים שונים, כולל מטאוריטים של מאדים ואלו שנחקרו על ידי קיוריוסיטי, משמש כמקור העיקרי של המודל לאילוצי נתונים. דאוטריום הוא איזוטופ כבד של מימן. רוב המטאוריטים ממאדים הם סלעי בטן; הם נוצרו כאשר פנים מאדים נמס והמאגמה עלתה אל פני השטח.
היחס של דויטריום למימן של המים המומסים בסלעים המעתיים הפנימיים (המקוריים מהמעטפת) דומה לזה של אוקיינוסים על פני כדור הארץ, מה שמצביע על כך שלשני כוכבי הלכת היו בתחילה יחסי D/H זהים ושהמים שלהם מקורם מאותו מקור במערכת השמש המוקדמת.
המודל מראה עוד שאם האטמוספירה של מאדים הייתה עשירה ב-H2 בזמן היווצרותה (וצפופה ביותר מ-1000x יותר מהיום), אז המים העיליים היו מועשרים באופן טבעי בדאוטריום בפקטור של פי 2-3 ביחס ל. הפנים, משחזר את התצפיות. דאוטריום מעדיף חלוקה למולקולת המים ביחס למימן מולקולרי (H2), אשר קולט בעדיפות מימן רגיל ובורח מראש האטמוספירה.
פהלבן אמר, "זהו המודל הראשון שפורסם שמשחזר את הנתונים הללו באופן טבעי, נותן לנו ביטחון מסוים שהתרחיש האבולוציוני האטמוספרי שתיארנו מתאים לאירועים מוקדמים על מאדים."
עיון ביומן:
- Kaveh Pahlevan וחב', מקור אטמוספרי ראשוני של העשרת דויטריום הידרוספרי על מאדים, כדור הארץ וכוכבי מדע פלנטריים (2022). DOI: 10.1016/j.epsl.2022.117772
