Z uporabo na novo razvitega modela za razumevanje razvoja Marsove atmosfere nova študija kaže, da marec se je rodil moker z gosto atmosfero, ki je milijone let omogočala tople do vroče oceane. Model povezuje razvoj Marsove atmosfere z Nastanek Marsa v staljenem stanju do nastanka prvih oceanov in ozračja.
Model kaže, da je vodna para v Marsovsko ozračje je bila koncentrirana v nižji atmosferi, podobno kot je danes na Zemlji, medtem ko je bila visoka atmosfera Marsa "suha", ker bi se kondenzirala kot oblaki na nižjih ravneh atmosfere. Nasprotno pa molekularni vodik (H2) ni kondenziral in je bil odnešen v zgornjo atmosfero Marsa, kjer se je izgubil v vesolju.
Ta ugotovitev – da se je vodna para kondenzirala in zadržala na zgodnjem Marsu, medtem ko molekularni vodik ni kondenziral in je ušel – omogoča, da se model neposredno poveže z meritvami vesoljskega plovila, zlasti roverja Mars Science Laboratory Curiosity.
Kaveh Pahlevan, raziskovalec inštituta SETI, je dejal, »Verjamemo, da smo oblikovali spregledano poglavje Najzgodnejša zgodovina Marsa v času takoj po nastanku planeta. Da bi razložili podatke, je moralo biti prvotno marsovsko ozračje zelo gosto (več kot ~1000x tako gosto kot sodobno ozračje) in sestavljeno predvsem iz molekularnega vodika (H2).«
»Ta ugotovitev je pomembna, ker je znano, da je H2 močan toplogredni plin v gostih okoljih. To gosto ozračje bi povzročilo močan učinek tople grede, ki bi zelo zgodaj omogočil, da so oceani s toplo do vročo vodo stabilizirali Marsova površina milijone let, dokler se H2 postopoma ni izgubil v vesolju. Iz tega razloga sklepamo, da se je Mars – v času, preden je nastala Zemlja sama – rodil moker.«
Razmerje med devterijem in vodikom (D/H) različnih marsovskih kamnin, vključno z marsovskimi meteoriti in tistimi, ki jih je preučeval Curiosity, služi kot primarni vir podatkovnih omejitev modela. Devterij je težak izotop vodika. Večina meteoritov z Marsa je magmatskih kamnin; nastali so, ko se je Marsova notranjost stopila in se je magma dvignila na površje.
Razmerje med devterijem in vodikom v vodi, raztopljeni v teh notranjih (iz plašča) magmatskih kamninah, je primerljivo z oceanov na Zemlji, kar nakazuje, da sta imela planeta sprva identična razmerja D/H in da je njuna voda izvirala iz istega vira v zgodnjem sončnem sistemu.
Model nadalje kaže, da če bi bila Marsova atmosfera v času nastanka bogata s H2 (in več kot ~1000-krat tako gosta kot danes), bi bile površinske vode naravno obogatene z devterijem za faktor 2–3-krat glede na notranjost, reprodukcija opažanj. Devterij se raje razdeli v molekulo vode glede na molekularni vodik (H2), ki prednostno zavzame navaden vodik in uide iz zgornjega dela atmosfere.
Pahlevan je dejal, "To je prvi objavljeni model, ki naravno reproducira te podatke, kar nam daje nekaj zaupanja, da atmosferski evolucijski scenarij, ki smo ga opisali, ustreza zgodnjim dogodkom na Marsu."
Referenca dnevnika:
- Kaveh Pahlevan et al., Primordialni atmosferski izvor obogatitve hidrosferskega devterija na Marsu, Pisma o Zemlji in planetarnih znanostih (2022). DOI: 10.1016/j.epsl.2022.117772
