Moglo bi biti uobičajeno, ali ugljik bi mogao imati ogroman utjecaj na formiranje i razvoj atmosfere planeta. Prema novom istraživanju u Zborniku Nacionalne akademije znanosti, kad bi Mars pustio većinu udjela ugljika kao metana, vjerojatno bi bio dovoljno umjeren da bi se stvorila tekuća voda. Upravo kako ugljični ugljik izlazi iz magme bogate željezom nudi nam vitalne tragove o ulozi koju on ima u „ranoj atmosferskoj evoluciji na Marsu i drugim zemaljskim tijelima“.
Dok je atmosfera planeta njezin vanjski sloj, on ima svoje početke daleko ispod. Tijekom stvaranja planeta, plašt - sloj između jezgre planeta i gornje kore - natapa se na podzemni ugljik kada se topi kako bi stvorio magmu. Kad se viskozna magma podigne prema površini, tlak se smanjuje i ugljik iz vlastitih tvari oslobađa se kao plin. Kao primjer, Zemljin ugljeni ugljik je inkapsuliran u magmi kao karbonat, a ispušteni plin je ugljični dioksid. Kao što znamo, ugljični dioksid je „staklenički plin“ koji omogućava našem planetu da apsorbira toplinu iz Sunca. Međutim, postupak ispuštanja ugljika u zatočeništvu na drugim planetima - i njegovi kasniji efekti staklene bašte - nije dobro shvaćen ..
"Znamo da ugljik prelazi iz čvrstog plašta u tekuću magmu, iz tekuće u plin, a zatim van", rekao je Alberto Saal, profesor geoloških znanosti u Brownu i jedan od autora studije. "Želimo razumjeti kako različite vrste ugljika koje se formiraju u uvjetima relevantnim za planetu utječu na prijenos."
Zahvaljujući novoj studiji, koja je također uključivala istraživače sa Sveučilišta Severozapadnjak i Carnegie Institucije u Washingtonu, u mogućnosti smo detaljnije sagledati procese oslobađanja drugih zemaljskih plašta, poput onih pronađenih na Mjesecu, Marsu i sličnim tijelima , Ovdje ugljeni ugljik u magmi nastaje kao željezo karbonil - tada izlazi kao metan i ugljični monoksid. Kao i ugljični dioksid, i ta dva plina imaju ogroman potencijal kao staklenik.
Tim je, uz Malcolma Rutherforda iz Browna, Stevena Jacobsena sa sjeverozapada i Erika Haurija iz Carnegie Institucije, došao do nekih značajnih zaključaka o ranoj vulkanskoj povijesti Marsa. Da je slijedio teoriju ugljika u zatočeništvu, možda bi vrlo dobro otpustio dovoljno metana da bi Crveni planet održao toplim i ugodnim. Međutim, to se nije dogodilo na "zemaljski" način. Ovdje naš prostirka podržava stanje poznato kao "fugacity kisika" - volumen slobodnog kisika na raspolaganju za reakciju s drugim elementima. Iako imamo visoku stopu, tijela poput ranog Marsa i Mjeseca, u usporedbi su loša.
Sada dolazi u obzir pravi znanstveni dio. Da bi otkrili kako niži udio kisika utječe na „prijenos ugljika“, istraživači su eksperimentirali s vulkanskim bazaltom koji usko odgovara onome smještenom na Marsu i Mjesecu. Kroz razne pritiske, temperature i fugiciranje kisika, vulkanska stijena se otopila i proučavala spektrometrom. To je omogućilo znanstvenicima da utvrde koliko apsorbira ugljik i u kojem je obliku. Njihova otkrića? U nisko-kisikovim troškovima ugljik u zatočeništvu ima oblik željeznog karbonila, a pri niskom tlaku željezo karbonil oslobađa se kao ugljični monoksid i metan.
"Otkrili smo da možete rastopiti u magmi više ugljika uz nisku potrošnju kisika od one koja se prethodno mislila", rekla je Diane Wetzel, Brown maturantica i vodeća autorica studije. "To igra veliku ulogu u otplinjavanju planetarnih unutrašnjosti i u načinu na koji će to utjecati na evoluciju atmosfere u različitim planetarnim tijelima."
Kao što znamo, Mars ima povijest vulkana i studije poput toga znače da se velike količine metana moraju jednom ispuštati prijenosom ugljika. Je li ovo moglo potaknuti efekt staklenika? To je potpuno moguće. Uostalom, metan u ranoj atmosferi možda je podupirao uvjete dovoljno tople da bi dozvolio da se tekuća voda formira na površini.
Možda čak i dovoljno za bazen ...
Izvorni izvor priče: Brown University News Release.
