Може да е често срещано, но въглеродът може да има огромно влияние върху формирането и развитието на атмосферата на планетата. Според ново проучване в Proceedings of the National Academy of Sciences, ако Марс пусна по-голямата част от снабдяването си с въглерод като метан, той вероятно би бил достатъчно умерен, за да се образува течна вода. Точно как уловеният въглерод се измъква чрез богата на желязо магма, ни предлага жизнени улики за ролята, която играе в „ранната атмосферна еволюция на Марс и други земни тела“.
Докато атмосферата на една планета е нейният външен слой, тя има своето начало далеч отдолу. По време на формирането на планетата мантията - слой между ядрото и горната кора на планетата - се придържа към въглеродния подземен, когато се стопи, за да създаде магма. Когато вискозната магма се издигне нагоре към повърхността, налягането намалява и задържаният въглерод се отделя като газ. Например, въглеродният плен на Земята е капсулиран в магмата като карбонат, а отделеният газ е въглероден диоксид. Както знаем, въглеродният диоксид е „парников газ“, който дава възможност на нашата планета да абсорбира топлина от Слънцето. Процесът на освобождаване на задържан въглерод на други планети - и последващите му парникови ефекти - не е добре разбран ..
„Знаем, че въглеродът преминава от твърдата мантия в течната магма, от течността в газ и след това навън“, казва Алберто Саал, професор по геоложки науки в Браун и един от авторите на изследването. „Искаме да разберем как различните видове въглерод, които се формират в условията, които имат отношение към планетата, влияят на прехвърлянето.“
Благодарение на новото проучване, в което участваха и изследователи от Северозападния университет и института Карнеги от Вашингтон, ние можем да разгледаме по-отблизо процесите на освобождаване на други земни мантии, като тези, открити на Луната, Марс и други подобни тела , Тук задържаният въглерод в магмата се образува като желязо карбонил - след това се отделя като метан и въглероден оксид. Подобно на въглеродния двуокис, и двата газа имат огромен потенциал като парникови.
Екипът, заедно с Малкълм Ръдърфорд от Браун, Стивън Якобсен от Северозападния и Ерик Хаури от институцията Карнеги, стигна до някои значими изводи за ранната вулканична история на Марс. Ако следваше теорията на въглеродните пленници, може би много добре отдели достатъчно газ метан, за да запази Червената планета топла и уютна. Това обаче не се е случило по „подобен на Земята“ начин. Тук нашата камина поддържа условие, известно като „кислородност“ - обемът на свободния кислород, който е в състояние да реагира с други елементи. Въпреки че имаме висока скорост, тела като ранния Марс и Луната са лоши в сравнение.
Сега истинската научна част влиза в игра. За да открият как по-ниската кислородност влияе на „прехвърлянето на въглерод“, изследователите експериментират с вулканичен базалт, който тясно съвпада с тези, разположени както на Марс, така и на Луната. Чрез различни налягания, температури и кислородни горивости вулканичната скала се стопява и изучава със спектрометър. Това позволи на учените да определят точно колко въглерод е усвоен и в каква форма е приел. Техните констатации? При бедни на кислород гориво, затворен въглерод е под формата на железен карбонил, а при ниско налягане железният карбонил се отделя като въглероден оксид и метан.
„Установихме, че можете да разтворите в магмата повече въглерод при ниска горивост на кислорода, отколкото се смяташе по-рано“, казва Даян Ветцел, аспирант от Браун и водещ автор на изследването. „Това играе голяма роля при дегазирането на планетарните интериори и в това как това ще се отрази впоследствие върху еволюцията на атмосферата в различни планетни тела.“
Както знаем, Марс има история на вулканизма и проучвания като това означава, че големи количества метан трябва да са били освободени веднъж чрез прехвърляне на въглерод. Възможно ли е това да предизвика парников ефект? Това е напълно възможно. В края на краищата, метанът в ранна атмосфера може да подкрепи достатъчно топли условия, за да позволи на течната вода да се образува на повърхността.
Може би дори достатъчно за басейна ...
Оригинален източник на история: Brown University News Release.
