У Марса однажды была умеренно плотная атмосфера: Ученые предлагают, чтобы отпечатки пальцев ранней фотохимии предоставили решение давней тайны

Теперь команда ученых из Калифорнийского технологического института и JPL думает, что у них есть возможный ответ. Исследователи предполагают, что 3,8 миллиарда лет назад, у Марса, возможно, было только умеренно плотная атмосфера. Они определили фотохимический процесс, который, возможно, помог такой ранней атмосфере развиться в ток, утончаются один, не создавая проблему «недостающего» углерода и способом который согласовывается с существующим углеродом изотопические измерения.

Ученые описывают свои результаты в газете, которая появляется в выпуске 24 ноября журнала Nature Communications.«С этим новым механизмом все, что мы знаем о марсианской атмосфере, может теперь быть соединено в последовательную картину ее эволюции», говорит Жэньюй Ху, постдокторский ученый в JPL, посетитель в планетарной науке в Калифорнийском технологическом институте, и ведущий автор на бумаге.Рассматривая, как ранняя марсианская атмосфера, возможно, перешла к ее текущему состоянию, есть два возможных механизма для удаления избыточного углекислого газа (CO2). Или CO2 был включен в полезные ископаемые в скалах, названных карбонатами, или он был потерян пространству.

Отдельное недавнее исследование, созданное в соавторстве Бетани Эхлман, доцентом планетарной науки и исследователем в JPL, использовало данные от нескольких вращающихся вокруг Марса спутников до скал карбоната инвентаря, показывая, что есть недостаточно карбонатов в верхнем километре корки, чтобы содержать недостающий углерод от очень толстой ранней атмосферы, которая, возможно, существовала приблизительно 3,8 миллиарда лет назад.Чтобы изучить сценарий спасения к пространству, ученые исследуют отношение углерода 12 и углерод 13, два стабильных изотопа углерода элемента, у которых есть то же самое количество протонов в их ядрах, но различные числа нейтронов, и таким образом различные массы. Поскольку различные процессы могут изменить относительные количества тех двух изотопов в атмосфере, «мы можем использовать эти измерения отношения в различных пунктах вовремя как отпечаток пальца, чтобы вывести точно, что произошло с марсианской атмосферой в прошлом,» говорит Ху.Чтобы установить отправную точку, исследователи использовали измерения углеродного отношения изотопа в марсианских метеоритах, которые содержат газы, которые произошли глубоко в мантии планеты.

Поскольку атмосферы произведены дегазацией мантии посредством вулканической деятельности, эти измерения обеспечивают понимание изотопического отношения оригинальной марсианской атмосферы.Ученые тогда сравнили те ценности с изотопическими измерениями текущей марсианской атмосферы, недавно собранной марсоходом Curiosity НАСА. Те измерения показывают атмосферу, которая будет необычно обогащена в углероде 13.

Ранее, исследователи думали главный способ, которым будет изгнан марсианский углерод, в космос был посредством процесса, названного, бормоча, который включает взаимодействия между солнечным ветром и верхней атмосферой. Бормотание заставляет некоторые частицы – немного больше более легкого углерода 12, чем более тяжелый углерод 13 – убегать полностью из Марса, но этот эффект небольшой. Таким образом, должен был быть некоторый другой процесс на работе.

Это – то, где новый механизм входит. В исследовании исследователи описывают процесс, который начинается с частицы ультрафиолетового света от солнца, ударяющего молекулу CO2 в верхней атмосфере.

Та молекула поглощает энергию фотона и делится на угарный газ (CO) и кислород. Тогда другая ультрафиолетовая частица поражает CO, заставляя его отделить в атомный углерод (C) и кислород. У некоторых атомов углерода, произведенных таким образом, есть достаточно энергии избежать атмосферы, и новое исследование показывает, что углерод 12, намного более вероятно, убежит, чем углерод 13.

Моделируя долгосрочные эффекты этого ультрафиолетового механизма фоторазобщения вместе с вулканическим газовым выпуском, потерей через бормотание и потерей для горного формирования карбоната, исследователи нашли, что это было очень эффективно с точки зрения обогащения углерода 13 в атмосфере. Используя изотопические ограничения, они тогда смогли вычислить, что у атмосферы 3,8 миллиарда лет назад, возможно, было давление Земли или меньше согласно большинству сценариев.«Эффективность этого нового механизма показывает, что нет на самом деле никакого несоответствия между измерениями Любопытства современной обогащенной стоимости для углерода в атмосфере и сумме скалы карбоната, найденной на поверхности Марса», говорит Элман, также соавтор на новом исследовании. «С этим механизмом мы можем описать эволюционный сценарий для Марса, который понимает очевидный углеродный бюджет без пропавших без вести процессов или водохранилищ».

Авторы завершают свою работу, указывая на несколько тестов и обработок для модели. Например, будущие данные из продолжающейся Атмосферы Марса и Изменчивого EvolutioN (ЗНАТОК) миссия могли обеспечить фракционирование изотопа в настоящее время продолжающейся атмосферной потери, чтобы сделать интервалы и улучшить экстраполяцию до раннего Марса.Ху подчеркивает, что работа – превосходный пример мультидисциплинарного усилия.

С одной стороны, он говорит, команда посмотрела на атмосферную химию – изотопическая подпись, процессы спасения и механизм обогащения. На другом они использовали геологические доказательства и дистанционное зондирование марсианской поверхности. «Соединяя их, мы смогли придумать резюме эволюционных сценариев», говорит Ху. «Я чувствую, что Caltech/JPL – уникальное место, где у нас есть мультидисциплинарная способность и опыт заставить это произойти».


5 комментариев к “У Марса однажды была умеренно плотная атмосфера: Ученые предлагают, чтобы отпечатки пальцев ранней фотохимии предоставили решение давней тайны”

  1. Едемский Иосиф

    Ну как зачем, написать что )(а)(лы замерзнут, или там что снегопад им послал путин:) Ну, шо там обычно алени пишут в таких темах :))

  2. А я помню как мы пахали на заводе и зарабатывали по 300р., но не отходили от станка! А сосед алкаш, где то подсобом не квалифицированным работал и 200 получал. И ржал с нас, мол пахайте пахайте! Зато не было такого большого разрыва мешду бедными и богатыми, все были равны!

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *