Це може бути загальним, але вуглець може мати величезний вплив на формування та еволюцію атмосфери планети. Згідно з новим дослідженням у працях Національної академії наук, якби Марс відпустив свою більшість запасів вуглецю як метану, він, ймовірно, був би достатньо помірним, щоб викликати утворення рідкої води. Тільки те, як викинутий з вуглецю вуглець через багату залізом магму, пропонує нам життєві підказки щодо ролі, яку він відіграє у "ранній атмосферній еволюції на Марсі та інших земних тілах".
У той час як атмосфера планети є її зовнішнім шаром, вона починає далеко внизу. Під час утворення планети мантія - шар між ядром планети та верхньою земною корою - застигає до вуглецевого покриву, коли він плавиться, створюючи магму. Коли в'язка магма піднімається вгору на поверхню, тиск зменшується і вуглець, що утримується, виділяється у вигляді газу. Наприклад, вуглецевий вуглець утримується в магмі як карбонат, а виділяється газ - вуглекислий газ. Як нам відомо, вуглекислий газ - це «парниковий газ», який дозволяє нашій планеті поглинати тепло Сонця. Однак процес викиду вуглецю в неволю на інших планетах - і його наступні парникові ефекти - недостатньо вивчений.
"Ми знаємо, що вуглець переходить від твердої мантії до рідкої магми, від рідини до газу і потім виходить", - сказав Альберто Саал, професор геологічних наук у Брауні та один із авторів дослідження. "Ми хочемо зрозуміти, як різні види вуглецю, що утворюються у відповідних для планети умовах, впливають на перенесення".
Завдяки новому дослідженню, в яке також були включені дослідники з Північно-Західного університету та Інституту Карнегі у Вашингтоні, ми маємо змогу більш детально ознайомитись із процесами випуску інших наземних мантій, таких як ті, що знайдені на Місяці, Марсі та подібних тілах . Тут утримуваний вуглець у магмі утворюється як карбоніл заліза - потім виходить як метан і оксид вуглецю. Як і вуглекислий газ, обидва ці гази мають величезний потенціал як парниковий.
Команда разом з Малкольмом Резерфордом з Брауна, Стівеном Якобсеном з Північно-Західного та Еріком Хаурі з Інституту Карнегі зробили деякі значні висновки щодо ранньої вулканічної історії Марса. Якби він дотримувався полоненої теорії вуглецю, можливо, він би дуже добре виділив достатню кількість метану, щоб зберегти Червону планету теплою та затишною. Однак це не сталося «подібним до Землі». Тут наша шахта підтримує стан, відомий як «кислиця кисню» - об'єм вільного кисню, який доступний для взаємодії з іншими елементами. Поки ми маємо високу швидкість, такі тіла, як ранній Марс і Місяць, у порівнянні погані.
Тепер реальна наукова частина вступає в гру. Для того, щоб виявити, як менша витрата кисню впливає на "перенесення вуглецю", дослідники експериментували з вулканічним базальтом, який тісно відповідає тій, що знаходиться на Марсі та Місяці. Завдяки різним тискам, температурі та кисневим випадам вулканічна порода була розплавлена та вивчена за допомогою спектрометра. Це дозволило вченим визначити, скільки саме вуглецю поглинається і в якій формі він приймається. Їх висновки? При низьких кисневих оксидах вуглець у полоні приймав форму карбонілу заліза, а при низькому тиску карбоніл заліза виділявся як оксид вуглецю та метан.
"Ми виявили, що ви можете розчинити в магмі більше вуглецю при низькій кислий кисень, ніж вважалося раніше", - сказала Діана Ветцель, аспірантка Браун та головний автор дослідження. "Це грає велику роль в дегазації планетарних інтер'єрів і в тому, як це вплине потім на еволюцію атмосфери в різних планетарних тілах".
Як ми знаємо, на Марсі є історія вулканізму, і такі дослідження, як це означає, що великі кількості метану, мабуть, були вивільнені колись шляхом перенесення вуглецю. Чи може це викликати парниковий ефект? Це цілком можливо. Зрештою, метан у ранній атмосфері, можливо, цілком підтримував умови теплі, щоб дозволити рідкій воді утворюватися на поверхні.
Можливо, навіть достатньо для басейну ...
Оригінальне джерело історії: Новини Браунського університету.
