Mars atmosferinde kalıcı hidrojenin açıklanması

Bugünün soğuk, kuru Mars’ın birkaç milyar yıl önce akan nehirler ve göllere sahip olması onlarca yıldır bilim adamlarını şaşırttı. Şimdi, Harvard araştırmacıları daha sıcak, daha ıslak bir antik Mars için iyi bir açıklamaya sahip olduklarını düşünüyorlar.

Harvard’daki araştırmacılar tarafından yönetilen bir ekip, Mühendislik ve Uygulamalı Bilimler ve Uygulamalı Bilimler Okulu’ndaki araştırmacılar tarafından yönetilen bir ekip, eski Mars’ın mümkün olduğu kimyasal mekanizmaları belirledi. Suyu ve muhtemelen hayata ev sahipliği yapmak için ilk günlerinde yeterli sıcaklığı sürdürmek.

NASA Sagan doktora sonrası adam ve baş yazarı Danica Adams, “O kadar bir bulmacaydı ki Mars’ta sıvı su vardı, çünkü Mars güneşten daha uzaktı ve ayrıca güneş erken daha da zayıftı.” Dedi. yeni makale içinde Doğa jeobili.

Hidrojen daha önce sihirli bir bileşen olarak teorize edildi, sera ısınma bölümlerini tetiklemek için Mars atmosferinde karbondioksit ile karıştırıldı. Ancak atmosferik hidrojenin ömrü kısadır, bu nedenle daha ayrıntılı bir analiz gerekliydi.

Şimdi, Adams, Robin Wordsworth, Gordon McKay Denizlerde Çevre Bilimi ve Mühendisliği Profesörü ve ekip, erken Mars atmosferinin hidrojenle olan ilişkisinin ayrıntılarını doldurmak için bugün hava kirleticilerini izlemek için kullanılan yöntemlere benzer şekilde fotokimyasal modelleme yaptı ve Bu ilişki zamanla nasıl değişti.

Wordsworth, “Erken Mars kayıp bir dünya, ancak doğru soruları sorarsak ayrıntılı olarak yeniden inşa edilebilir.” Dedi. “Bu çalışma atmosferik kimyayı ve iklimi ilk kez sentezler, Mars Rocks’ı Dünya’ya geri getirdikten sonra test edilebilir olan çarpıcı yeni tahminler yapmak için.”

Adams, hem zemin hem de hava ile reaksiyona giren hidrojen ve diğer gazların bir kombinasyonunun erken Mars iklimini nasıl kontrol ettiğini simüle etmek için kinetik adı verilen bir modeli değiştirdi.

Mars’ın Noachian ve Hesperian dönemlerinde, 4 ila 3 milyar yıl önce, Mars’ın yaklaşık 40 milyon yıl boyunca epizodik sıcak büyüler yaşadığını ve her etkinliğin 100.000 veya daha fazla yıl sürdüğünü buldu. Bu tahminler bugün Mars’taki jeolojik özelliklerle tutarlıdır. Sıcak, ıslak periyotlar kabuk hidrasyonu veya su kaybedildi, bu da milyonlarca yıl boyunca atmosferde birikecek kadar hidrojen sağladı.

Sıcak ve soğuk iklimler arasındaki dalgalanmalar sırasında Mars atmosferi kimyası da dalgalanıyordu. Ortak₂ sürekli güneş ışığı tarafından vurulur ve sıcak dönemlerde CO’ya dönüştürülür, co geri dönebilir₂CO yapmak₂ ve hidrojen baskın. Ancak yeterince uzun süre soğuk olsaydı, geri dönüşüm yavaşlar, CO oluşturur ve daha az oksijen olarak daha az bir durum getirir. Atmosferin redoks durumları zamanla önemli ölçüde değişti.

Adams, “Tüm bu değişimler için zaman ölçekleri belirledik.” Dedi. “Ve tüm parçaları aynı fotokimyasal modelde anlattık.”

Modelleme çalışması, prebiyotik kimyayı destekleyen koşullar – daha sonraki yaşamın bildiğimiz gibi temellerini – sıcak dönemlerde ve soğuk ve oksidasyon aralıkları sırasında bu yaşamın kalıcılığına yönelik zorluklara potansiyel yeni bir fikir vermektedir. Adams ve diğerleri, izotop kimyasal modellemesini kullanarak bu değişimlerin kanıtlarını bulmak için çalışmaya başlıyor ve bu sonuçları yaklaşan Mars örnek dönüş görevinden kayalarla karşılaştırmayı planlıyorlar.

Mars’ın plaka tektoniklerinden yoksun olduğu için, Dünya’nın aksine, bugün görülen yüzey uzun zaman öncesine benzer, göl ve nehir tarihini çok daha ilgi çekici hale getirir. Adams, “Gezegenlerin zamanla nasıl gelişebileceği konusunda gerçekten harika bir vaka çalışması yapıyor.” Dedi.