 Новое исследование предполагает, что перемещение углерода из недр планеты на поверхность играет большую роль в становлении атмосферы планеты. Если бы из Марса вышла достаточно большая часть углерода (например, в виде метана), то, возможно, этого было бы достаточно для повышения температуры, чтобы поддерживать воду в жидком состоянии.
Новое исследование о том, как углерод захватывается и избавляется из богатой железом вулканической магмы, предлагает объяснения о начале становления атмосферы на Марсе.
Состав атмосферы планеты имеет свое происхождение глубоко под поверхностью планеты. Когда мантия плавиться с образованием магмы, она захватывает подземный углерод. По мере продвижения магмы к поверхности, давление уменьшается, и углерод высвобождается в виде газа. На Земле углерод захватывается в магме как углекислая соль и высвобождается в виде углекислого газа, парникового газа, который позволяет атмосфере Земли удерживать тепло от Солнца. Но как углерод переходит из недр в атмосферу на других планетах и как от него зависит образование парникового эффекта до конца не ясно.
Альберто Саал (Alberto Saal), профессор геологии в Браунского университета в Род-Айленде и один из авторов исследования делится размышлениями: «Мы знаем, что углерод переходит из твердой мантии в жидкую магму, а затем в газ. Мы хотим понять, как различные состояния углерода, созданные в планетарных условиях, влияют на его перемещение».
Это последнее исследование также берет во внимание исследования из Северо-Западного университета и Института Карнеги в Вашингтоне, которые утверждают, что под влиянием этих условий в магме Марса, Луны и других небесных тел, углерод захватывается в магму в основном в виде так называемого карбонильного железа и высвобождается в виде метана или угарного газа. Оба газа обладают высоким потенциалом парникового эффекта.
Данные, опубликованные в трудах Национальной Академии Наук, показывают, что при активном вулканизме, который был широко распространен в ранней истории Марса, высвободилось достаточное количество метана для поддержания более высокой температуры, чем сейчас.
Основное различие между земной мантией и мантиями других небесных тел в летучести кислорода, необходимого для реакции с другими элементами. Мантия Земли сейчас имеет высокую летучесть кислорода по сравнению с Луной или ранним Марсом. Там она достаточно низка. Чтобы выяснить, как низкая летучесть кислорода влияет на перенос углерода, исследователи провели серию экспериментов с использованием вулканического базальта, идентичного лунному и марсианскому.
Они растопили вулканические породы в различных условиях давления, температуры и летучести кислорода, используя мощных спектрометр для измерения количества выделенного углерода. Они обнаружили, что при низкой летучести кислорода, углерод был захвачен в виде карбонильного железа, что предыдущие исследования не фиксировали. При низком давлении карбонильное железо высвобождалось в виде метана и угарного газа.
«Мы обнаружили, что можно растворять в магме больше углерода при низкой летучести кислорода, чем считалось ранее», говорит Диана Ветцель (Diane Wtzel), аспирант и один из ведущих авторов исследования. «Это играет большую роль в дегазации планетарных недр, и в том, как это будет сказываться на становлении атмосферы на различных планетарных объектах».
В начале своей истории, Марс был домом для гигантских вулканов, что значит, что значительное количество метана было высвобождено за счет переноса углерода. Даже тонкая атмосфера Марса в ранней истории Марса из-за высокого потенциала парникового эффекта метана, возможно, создала условия для достаточного тепла, способного поддерживать воду в жидком состоянии на поверхности.
|
