Νέες ενδείξεις για την πρώιμη ατμόσφαιρα στον Άρη υποδηλώνουν έναν υγρό πλανήτη ικανό να υποστηρίξει ζωή

Νέες ενδείξεις για την πρώιμη ατμόσφαιρα στον Άρη υποδηλώνουν έναν υγρό πλανήτη ικανό να υποστηρίξει ζωή

Μια τρισδιάστατη απεικόνιση ενός μπλε υγρού πλανήτη. Credit: Planet Volumes/Anodé στο Unsplash

Νέα έρευνα που δημοσιεύτηκε στο Γράμματα Γης και Πλανητικής Επιστήμης υποδηλώνει ότι ο Άρης γεννήθηκε υγρός, με μια πυκνή ατμόσφαιρα που επιτρέπει στους ωκεανούς από ζεστούς έως ζεστούς για εκατομμύρια χρόνια. Για να καταλήξουν σε αυτό το συμπέρασμα, οι ερευνητές ανέπτυξαν το πρώτο μοντέλο της εξέλιξης της ατμόσφαιρας του Άρη που συνδέει τις υψηλές θερμοκρασίες που σχετίζονται με το σχηματισμό του Άρη σε λιωμένη κατάσταση μέχρι το σχηματισμό των πρώτων ωκεανών και της ατμόσφαιρας.

Αυτό το μοντέλο δείχνει ότι —όπως στη σύγχρονη Γη—υδρατμούς στην ατμόσφαιρα του Άρη ήταν συγκεντρωμένη στην χαμηλότερη ατμόσφαιρα και ότι η ανώτερη ατμόσφαιρα του Άρη ήταν «στεγνή» επειδή οι υδρατμοί θα συμπυκνώνονταν ως σύννεφα σε χαμηλότερα επίπεδα στην ατμόσφαιρα. Μοριακό υδρογόνο (Η2), αντίθετα, δεν συμπυκνώθηκε και μεταφέρθηκε στην ανώτερη ατμόσφαιρα του Άρη, όπου χάθηκε στο διάστημα. Αυτό το συμπέρασμα -ότι οι υδρατμοί συμπυκνώθηκαν και διατηρήθηκαν στον πρώιμο Άρη ενώ το μοριακό υδρογόνο δεν συμπυκνώθηκε και διέφυγε – επιτρέπει στο μοντέλο να συνδεθεί απευθείας με μετρήσεις που έγιναν από διαστημόπλοιο, συγκεκριμένα το ρόβερ Curiosity του Mars Science Laboratory.

“Πιστεύουμε ότι έχουμε διαμορφώσει ένα παραμελημένο κεφάλαιο στην αρχαιότερη ιστορία του Άρη αμέσως μετά τη δημιουργία του πλανήτη. Για να εξηγήσουμε τα δεδομένα, η αρχέγονη ατμόσφαιρα του Άρη πρέπει να ήταν πολύ πυκνή (πάνω από ~ 1000 φορές τόσο πυκνή όσο η σύγχρονη ατμόσφαιρα) και να αποτελείται κυρίως μοριακού υδρογόνου (Η2),» δήλωσε ο Kaveh Pahlevan, ερευνητής του Ινστιτούτου SETI.

«Αυτό το εύρημα είναι σημαντικό γιατί ο Χ2 είναι γνωστό ότι είναι ισχυρό αέριο θερμοκηπίου σε πυκνά περιβάλλοντα. Αυτή η πυκνή ατμόσφαιρα θα είχε δημιουργήσει ένα ισχυρό φαινόμενο του θερμοκηπίου, επιτρέποντας στους πολύ πρώιμους ωκεανούς με ζεστό έως ζεστό νερό να είναι σταθεροί στην επιφάνεια του Άρη για εκατομμύρια χρόνια μέχρι το H2 χάθηκε σταδιακά στο διάστημα. Για αυτόν τον λόγο, συμπεραίνουμε ότι —σε μια εποχή πριν από τη δημιουργία της ίδιας της Γης— ο Άρης γεννήθηκε υγρός».

Τα δεδομένα που περιορίζουν το μοντέλο είναι η αναλογία δευτερίου προς υδρογόνο (D/H) (το δευτέριο είναι το βαρύ ισότοπο του υδρογόνου) διαφορετικών δειγμάτων του Άρη, συμπεριλαμβανομένων των μετεωριτών του Άρη και εκείνων που αναλύθηκαν από το Curiosity. Οι μετεωρίτες από τον Άρη είναι ως επί το πλείστον πυριγενή πετρώματα — σχηματίστηκαν όταν το εσωτερικό του Άρη έλιωσε και το μάγμα ανέβηκε προς την επιφάνεια. Το νερό που διαλύεται σε αυτά τα εσωτερικά (προερχόμενα από τον μανδύα) πυριγενή δείγματα έχει αναλογία δευτερίου προς υδρογόνο παρόμοια με αυτή των ωκεανών της Γης, υποδεικνύοντας ότι οι δύο πλανήτες ξεκίνησαν με παρόμοιες αναλογίες D/H και ότι το νερό τους προερχόταν από την ίδια πηγή στο πρώιμο ηλιακό σύστημα.

Αντίθετα, το Curiosity μέτρησε την αναλογία D/H ενός αρχαίου πηλού ηλικίας 3 δισεκατομμυρίων ετών στην επιφάνεια του Άρη και διαπίστωσε ότι αυτή η τιμή είναι ~ 3 φορές αυτή των ωκεανών της Γης. Προφανώς, μέχρι τη στιγμή που σχηματίστηκαν αυτοί οι αρχαίοι άργιλοι, η δεξαμενή επιφανειακών υδάτων στον Άρη – η υδρόσφαιρα – είχε ουσιαστικά συγκεντρώσει δευτερίου σε σχέση με το υδρογόνο. Η μόνη διαδικασία που είναι γνωστό ότι παράγει αυτό το επίπεδο συγκέντρωσης δευτερίου (ή «εμπλουτισμό») είναι η προτιμησιακή απώλεια του ελαφρύτερου ισοτόπου Η στο διάστημα.

Το μοντέλο δείχνει περαιτέρω ότι αν η ατμόσφαιρα του Άρη ήταν H2-Πλούσιο κατά τη στιγμή του σχηματισμού του (και περισσότερο από ~ 1000 φορές τόσο πυκνό όσο σήμερα), τότε τα επιφανειακά ύδατα θα εμπλουτίζονταν φυσικά σε δευτέριο κατά έναν παράγοντα 2–3 φορές σε σχέση με το εσωτερικό, αναπαράγοντας τις παρατηρήσεις. Το δευτέριο προτιμά την κατανομή στο μόριο του νερού σε σχέση με μοριακό υδρογόνο2), το οποίο καταλαμβάνει κατά προτίμηση συνηθισμένο υδρογόνο και διαφεύγει από την κορυφή της ατμόσφαιρας.

“Αυτό είναι το πρώτο δημοσιευμένο μοντέλο που αναπαράγει φυσικά αυτά τα δεδομένα, δίνοντάς μας κάποια σιγουριά ότι το ατμοσφαιρικό εξελικτικό σενάριο που περιγράψαμε αντιστοιχεί σε πρώιμα γεγονότα στον Άρη”, δήλωσε ο Pahlevan.

Εκτός από την περιέργεια για τα παλαιότερα περιβάλλοντα στους πλανήτες, ο H2-Οι πλούσιες ατμόσφαιρες είναι σημαντικές στην αναζήτηση του Ινστιτούτου SETI για ζωή πέρα ​​από τη Γη. Πειράματα που χρονολογούνται από τα μέσα του 20ου αιώνα δείχνουν ότι τα πρεβιοτικά μόρια που εμπλέκονται στην προέλευση της ζωής σχηματίζονται εύκολα σε τέτοιο H2-πλούσιες ατμόσφαιρες αλλά όχι τόσο εύκολα στο H2-φτωχές (ή πιο «οξειδωτικές») ατμόσφαιρες. Το συμπέρασμα είναι ότι ο πρώιμος Άρης ήταν μια ζεστή εκδοχή του σύγχρονου Τιτάνα και τουλάχιστον τόσο πολλά υποσχόμενη τοποθεσία για την προέλευση της ζωής όσο η πρώιμη Γη ήταν, αν όχι πιο πολλά υποσχόμενη.


Βοηθήστε τους επιστήμονες της NASA να βρουν σύννεφα στον Άρη


Περισσότερες πληροφορίες:
Kaveh Pahlevan et al, Μια αρχέγονη ατμοσφαιρική προέλευση εμπλουτισμού υδροσφαιρικού δευτερίου στον Άρη, Γράμματα Γης και Πλανητικής Επιστήμης (2022). DOI: 10.1016/j.epsl.2022.117772

Παρέχεται από
Ινστιτούτο SETI


Παραπομπή: Νέες ενδείξεις σχετικά με την πρώιμη ατμόσφαιρα στον Άρη υποδηλώνουν έναν υγρό πλανήτη ικανό να υποστηρίξει ζωή (2022, 21 Σεπτεμβρίου) που ανακτήθηκε στις 22 Σεπτεμβρίου 2022 από https://phys.org/news/2022-09-clues-early-atmosphere-mars-planet .html

Αυτό το έγγραφο υπόκειται σε πνευματικά δικαιώματα. Εκτός από κάθε δίκαιη συναλλαγή για σκοπούς ιδιωτικής μελέτης ή έρευνας, κανένα μέρος δεν μπορεί να αναπαραχθεί χωρίς τη γραπτή άδεια. Το περιεχόμενο παρέχεται μόνο για ενημερωτικούς σκοπούς.

Leave a Comment

Your email address will not be published.