ייתכן שהאטמוספירה על מאדים נוצרה באופן שסותר את התיאוריות הנוכחיות, אומרים חוקרים מאוניברסיטת קליפורניה, דייויס, ארה"ב. הצוות גיבש את המסקנה הזו הודות לניתוח חדש של המטאוריט Chassigny, שנפל לכדור הארץ בצפון-מזרח צרפת ב-1815 ומאמינים שהוא מייצג את פנים המאדים.
התיאוריות העדכניות של היווצרות כוכבי לכת מציעות שכוכבי לכת סלעיים כמו כדור הארץ ומאדים רכשו יסודות כימיים נדיפים כמו מימן, פחמן, חמצן, חנקן וגזים אצילים כמו קריפטון מהערפילית המקיפה את כוכב האם שלהם בשלבים המוקדמים של היווצרותם.
בתחילה, היסודות הללו התמוססו (טכנית, הם "נכנסו") במעטפת של כוכבי הלכת, שבשלב זה התקיימה כאוקיינוס של סלע מותך, או מאגמה, על פני השטח. מאוחר יותר, כאשר אוקיינוס המאגמה התגבש, האוקיינוס "פירק" את החומרים הנדיפים שמקורם מערפילית השמש בחזרה לאטמוספירה, שם הם התפוגגו בהדרגה לחלל. לבסוף, בשלב מאוחר עוד יותר, מטאוריטים הנקראים כונדריטים סיפקו חומרים נדיפים נוספים על ידי התרסקות בכוכבי הלכת הצעירים.
"לכן צפוי שחלקם הפנימי של כוכבי הלכת יהיה מורכב בעיקר מחומרי שמש נדיפים, או תערובת של נדיפים סולאריים וכונדריטים. הנדיפים באטמוספירה, לעומת זאת, היו מגיעים בעיקר ממטאוריטים", מסביר ראש צוות המחקר סנדרין פרון.
פנים מאדים מכיל קריפטון כונדריט
אולם תחזית זו אינה עולה בקנה אחד עם ממצאי הצוות, המבוססים על מדידות של איזוטופים קריפטונים בדגימות של המטאוריט Chassigny. מכיוון שהיחס בין איזוטופים קריפטונים בקריפטון ממקור ערפילית שמש וקריפטון ממקור כונדריט שונה, ניתוח יחסי האיזוטופים אפשר לחוקרים לקבוע כיצד Chassigny - ובהמשך, פנים מאדים - קיבל את הקריפטון שלו.
"המחקר שלנו מראה שהפנים של מאדים מכיל קריפטון כונדריט, המנוגד להרכב האטמוספרי [דמוי שמש-קריפטון]", אומר פרון. פיסיקה עולם. "לכן התרחיש הנוכחי אינו מתקיים יותר".
מדידות מדויקות של איזוטופים
לפני שהם יכלו לבצע את המדידות שלהם, החוקרים נאלצו לחסל מקור שלישי של קריפטון. Chassigny בילה 11 מיליון שנים בנסיעות בחלל לפני שנפל לכדור הארץ - די הרבה זמן, אומר פרון. במהלך תקופה זו, הוא נחשף לקרינה קוסמית, שיכולה ליצור קריפטון וגזים אצילים אחרים מיסודות אחרים באמצעות תגובות התפרקות.
כדי להסיר את הקריפטון המכונה "קוסמוגני" מהדגימה שלהם, החוקרים חיממו את המטאוריט בשלבים של סביבות 200 עד 1500 מעלות צלזיוס. טכניקת חימום מדרגית זו פועלת מכיוון שקריפטון קוסמוגני וקריפטון מאדים משתחררים בטמפרטורות שונות.
חלק חשוב נוסף בהליך האנליטי היה הפרדת קריפטון משאר הגזים האצילים המצויים במטאוריט. החוקרים עשו זאת על ידי ניתוח הגזים האצילים בזה אחר זה באמצעות ספקטרומטריית מסה. "מכיוון שאנו רוצים להימנע מבעיות הפרעות, אנו זקוקים לשלב קריפטון כמעט טהור (ללא ארגון וקסנון) בספקטרומטר המסה", מסביר פרון. "כדי להשיג הפרדה נקייה של קריפטון מארגון וקסנון, פיתחנו פרוטוקול הפרדה חדש ב-UC Davis הכולל מלכודת קריוגנית חדשה."
פרוטוקול זה, בשילוב עם החימום המדרגתי, אפשרו לצוות להשיג מדידות איזוטופיות קריפטון מדויקות של המטאוריט Chassigny, אומר Péron.
מטאוריטים סיפקו יסודות נדיפים הרבה קודם לכן
העובדה שהאיזוטופים של הקריפטון ב-Chassigny תואמים לאלו שנמצאו במטאוריטים של כונדריט, ולא בערפילית השמש, מרמזת שכונדריטים העבירו יסודות נדיפים למאדים התינוק הרבה יותר מוקדם ממה שחשבו קודם לכן, בעוד ערפילית השמש עדיין הייתה קיימת. "נדיפים סולאריים באטמוספירה אינם יכולים לנבוע מהסרת גזים של מעטפת כפי שהניחו בעבר, אך ככל הנראה נלכדו מערפילית השמש לפני שהערפילית התפוגגה (בסביבות 10 מיר לאחר לידת מערכת השמש), ולאחר שרוב מאדים הצטבר," פרון. אומר. "זה מהפך את החשיבה הנוכחית.
סימולציות מראות שפגיעות אסטרואידים ישמידו עדויות לקווי חוף של שריד על מאדים
"היבט מאתגר הוא כיצד לשמור את חומרי השמש הללו באטמוספירה, מכיוון שהם היו צריכים ללכת לאיבוד עקב קרינה הנובעת מהשמש המוקדמת", היא ממשיכה. "תרחיש אפשרי הוא שמאדים היה קר לאחר הצטברות וחלק מהגזים הסולאריים נלכדו מתחת לאדמה או בכיפות הקרח של הקוטב".
החוקרים מקווים שעבודתם תניע מחקרים נוספים על האופן שבו נוצרות אטמוספרות פלנטריות, ובפרט האטמוספירה של מאדים. הם מצידם מתכננים לאפיין טוב יותר את הרכב המעטפת של המאדים כדי לקבוע אם היא הטרוגנית. "היבט נוסף הוא להבין טוב יותר היכן נוצרה האטמוספירה של מאדים וכיצד היא התפתחה, תוך התחשבות באילוצים מהמחקר שלנו", אומר פרון. "זה יכלול קביעת התנאים המאפשרים לשמור קריפטון וקסנון סולארי על פני כדור הארץ."
המחקר מפורט ב מדע.
