火星の大気の進化を理解するために新たに開発されたモデルを使用して、新しい研究は、 火星 何百万年もの間、温暖から高温の海を可能にする高密度の大気で湿った状態で生まれました。 このモデルは、火星の大気の進化を 火星の形成 最初の海洋と大気の形成までの溶融状態。
このモデルは、中の水蒸気が 火星の大気 火星の高層大気は、大気中のより低いレベルで雲として凝縮するため、「乾燥」していましたが、今日の地球上と同様に、下層大気に集中していました。 反対に、水素分子 (H2) は凝縮せず、火星の上層大気に運ばれ、そこで宇宙空間に失われました。
初期の火星では水蒸気が凝縮して保持されたのに対し、水素分子は凝縮して放出されなかったというこの結論により、このモデルを宇宙船、具体的には火星科学研究所のローバー キュリオシティによって行われた測定値に直接関連付けることができます。
SETI研究所の研究科学者であるKaveh Pahlevan氏は、次のように述べています。 「私たちは、見過ごされていた章をモデル化したと信じています 火星の最古の歴史 惑星誕生直後の時代。 このデータを説明するには、原始的な火星の大気は非常に密度が高く (現在の大気の約 1000 倍以上)、主に水素分子 (H2) で構成されていたに違いありません。」
「H2は密集した環境では強力な温室効果ガスであることが知られているため、この発見は重要です。 この高密度の大気は強力な温室効果を生み出し、非常に早い段階で温水から温水への海洋を安定化させたでしょう。 火星の表面 H2が徐々に宇宙に失われるまで、何百万年もの間。 このため、地球自体が形成される前に、火星は湿った状態で生まれたと推測されます。」
火星の隕石や Curiosity によって研究されたものを含む、さまざまな火星の岩石の重水素対水素 (D/H) 比は、モデルのデータ制約の主要なソースとして機能します。 重水素は水素の重い同位体です。 火星からのほとんどの隕石は火成岩です。 それらは、火星の内部が溶けてマグマが表面に上昇したときに作成されました。
これらの内部 (マントル由来) の火成岩に溶解している水の重水素と水素の比率は、火成岩のそれに匹敵します。 地球上の海これは、XNUMX つの惑星の最初の D/H 比が同じであり、それらの水が初期の太陽系の同じ源に由来することを示唆しています。
このモデルはさらに、火星の大気がその形成時に水素に富んでいた場合 (そして今日の約 2 倍以上の密度)、地表水は自然に重水素が 1000 ～ 2 倍濃縮されることを示しています。内部、観測を再現。 重水素は、通常の水素を優先的に取り込み、大気の上部から逃げる分子状水素 (H3) と比較して、水分子への分配を好みます。
パフレヴァン と, 「これは、これらのデータを自然に再現する最初に公開されたモデルであり、私たちが説明した大気進化のシナリオが火星の初期の出来事に対応しているという確信を与えてくれます。」
ジャーナルリファレンス：
- Kaveh Pahlevan et al.、火星の水圏重水素濃縮の原始大気起源、 地球と惑星科学の手紙 （2022）。 DOI： 10.1016/j.epsl.2022.117772
