Реклама

марс се е формирал със сравнително тънка атмосфера днес марс е покрит с т
Мисия: Mars Science Laboratory


Марс се е формирал със сравнително тънка атмосфера.

Днес, Марс е покрит с тънка атмосфера съставена най-вече от въглероден диоксид. Този газ е твърде разреден за да позволи запазването на вода в течно агрегатно състояние на повърхността. Въпреки това, вече богат масив от геоложки доказателства са довели учените до заключението, че древния Марс някога е бил по-топло и влажно място, отколкото е днес. За получаването на по-умерен климат, няколко изследователи предполагат, че планетата някога е била обвита с много по-дебела атмосфера съставена също от въглероден диоксид. За това, в продължение на десетилетия основният въпрос е "Къде е изчезнал всичкия въглероден диоксид?"
Увеличаване Тази графика изобразява пътеките, чрез които въглерода се е обменял между марсианския интериор, повърхностните скали, полярните шапки, водите и атмосферата, а също така изобразява и механизъм, чрез който се губи от атмосферата формирайки силен ефект върху изотопното съотношение. Въглеродния двуокис (CO2) е бил освободен в атмосферата от мантията на планетата, директно чрез вулкани. След това CO2 попада в полярните шапки като преминава от газ в лед и обратно. Освен това CO2 може да се разтвори във води, а след това да се утаи формирайки слоеве от карбонати. Сега нова теория предполага, че всичко това е работило на Марс много отдавна, но е оставило много малък отпечатък защото нивата на въглероден диоксид са били много по-малки от предполаганото. За сметка на това, въглеродът постепенно се е изпарил в космоса от слънчевата активност, действала през цялата история на планетата. Image Credit: Lance Hayashida/Caltech



Слънчевият вятър е премахнал голяма част от древната атмосфера на Марс и все още се продължава да премахва тонове газ всеки ден. Водата например, под влиянието на ултравиолетовата слънчева радиация се разпада на водород и кислород. След това тези леки газове лесно се издухват в космоса от високоенергийните слънчеви частици. Когато говорим за въглероден диоксид обаче, се случва нещо друго. Този газ вместо да изчезне в космоса, трябва да се абсорбира в скалите, когато планетата изстине, като по този начин се образуват карбонатите. Това се е случило на Земята и теорията е, че преди да "замръзне" въглеродния диоксид, земната атмосфера е била няколко пъти по-дебела, не е изключено да е била подобна на тази на Венера. Учените предполагат, че Марс някога също е бил обвит от подобна гигантска атмосфера, която е следствие от планетообразуването, но загадката е, че съществува много малки количества карбонат или заловен въглероден диоксид в скалите.

Сега екип от учени са предложили едно обяснение за тази загадка относно "липсващия" въглерод. Те предполагат, че преди 3,8 милиарда години, Марс може да е притежавал умерено плътна атмосфера. Марс никога не е притежавал много дебела и плътна атмосфера, за сметка на това, планетата е стартирала своето съществуване с повърхностно налягане равно или по-малко от земното днес, като след това може постепенно да е изтъняла до сегашните нива и съответно Марс да е изгубил безвъзвратно постепенно своя въглерод, без да даде шанс да се формират карбонати. Това може да се докаже, като се изследват двата изотопа въглерод-13 и 12.

Подобен преход от умерено плътна атмосфера към много тънка, може да се осъществи по два възможни механизма за премахване на въглерода. Той или трябва да се включи в минералите изграждащи скалите или е отлетял в космоса.

Досегашното проучване на Марс е установило, че сме много далече от достатъчните количества карбонати в най-горния слой, около километър дебелина от кората на Марс. Тези данни идват от изучаването на ерозиите, древните речни корита и други вдлъбнатини, които са формирани от активни процеси преди около 3,8 милиарда години.

Сценарият за избягал в космоса въглерод също е проблематичен. Ако това се е случило, тогава ще се промени изотопното съотношение на въглерод 13/12. Проблемът е, че не се знае първоначалното съотношение, а и то се е променяло през милиардната история на планетата от падащите метеорити и прах, които са доставяли въглерод. Определянето на сегашното съотношение е лесно, инструментът "SAM" на Кюриосити вече е извършил такъв свръх прецизен анализ.

Еднопосочното бягство на въглероден диоксид в космоса се нарича "разпрашаване", който процес включва взаимодействието между слънчевия вятър и горните слоеве на атмосферата. Мисията "Мавен" е установила, че всяка секунда се губят около 100 грама въглерод. Разпрашването леко благоприятства за загубата на въглерод-12 в сравнение с въглерод-13, но този ефект е малък. Измерването от Кюриосити показва, че днес марсианската атмосфера е далеч по-обогатена с въглерод-13 за сметка на въглерод-12, отколкото трябва да бъде в резултат на самостоятелно разпрашване. Следователно още процеси са отговорни за изчезването на въглерода.

Сега, учените са идентифицирали механизъм, който би могъл да допринесе значително обогатяване на въглерод-13. Процесът започва с ултравиолетовата (UV) светлина от Слънцето, която разделя атмосферния въглероден диоксид на въглероден монооксид и кислород. След това, UV светлината разпада още веднъж въглеродния оксид на въглерод и кислород. Някои въглеродни атоми, произведени по този начин, притежават достатъчно енергия за да избягат от атмосферата и новото изследване показва, че въглерод-12 е с много по-голяма вероятност да избяга от въглерод-13.

Съставените модели за дългосрочните ефекти на този механизъм показват, че една малка част от бягството от този процес, оставя големи и трайни отпечатъци в съотношението на въглеродните изотопи. Това, от своя страна, позволява да се изчисли, че атмосферата преди 3,8 милиарда години е била с повърхностно налягане съвсем малко, по-малко от днешната атмосфера на Земята.

Това всъщност е решение на дългогодишен парадокс. Излиза, че Марс не е трябвало да има дебела и гъста въглеродна атмосфера, а една много по-тънка атмосфера с ефективна UV ерозия може да издуха всичкия въглерод без да даде шанс да се формират карбонати. Нещо, което наблюдаваме днес.

  • 1063
  • 0
  • Nov 26, 2015

Коментар
Подобни публикации