ทีมนักวิจัยดาวเคราะห์ที่นำโดย Caltech ได้กำหนดกลไกทางเคมีที่ดาวอังคารโบราณสามารถรักษาความอบอุ่นได้เพียงพอในยุคแรก ๆ เพื่อเป็นเจ้าภาพน้ำและชีวิตอาจเป็นไปได้
อดัมส์et al- ประเมินว่า Mars มีประสบการณ์ช่วงเวลาที่อบอุ่นเป็นระยะของระยะเวลาบูรณาการ 40 ล้านปีโดยแต่ละเหตุการณ์ใช้เวลาประมาณ 100,000 ปี เครดิตภาพ: M. Kornmesser / Eso / N. Risinger, Skysurvey.org
“ มันเป็นปริศนาที่มีน้ำของเหลวบนดาวอังคารเพราะดาวอังคารอยู่ไกลจากดวงอาทิตย์และดวงอาทิตย์ก็จางเร็วขึ้น” ดร. ดานิก้าอดัมส์นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยคาลเทคและมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดกล่าว
“ ก่อนหน้านี้ไฮโดรเจนได้รับการตั้งทฤษฎีว่าเป็นส่วนผสมของเวทมนตร์ผสมกับคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศดาวอังคารเพื่อกระตุ้นให้เกิดภาวะโลกร้อน”
“ แต่อายุการใช้งานของไฮโดรเจนในบรรยากาศนั้นสั้นดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีการวิเคราะห์อย่างละเอียดมากขึ้น”
ในการวิจัยดร. อดัมส์และเพื่อนร่วมงานใช้การสร้างแบบจำลองโฟโตเคมีเพื่อเติมรายละเอียดของความสัมพันธ์ของบรรยากาศดาวอังคารต้นกับไฮโดรเจนและความสัมพันธ์นั้นเปลี่ยนไปอย่างไรเมื่อเวลาผ่านไป
“ Mars Early เป็นโลกที่หายไป แต่สามารถสร้างรายละเอียดใหม่ได้หากเราถามคำถามที่ถูกต้อง” ศาสตราจารย์โรบินเวิร์ดสเวิร์ ธ ศาสตราจารย์ของมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดกล่าว
“ การศึกษาครั้งนี้สังเคราะห์เคมีและสภาพภูมิอากาศในบรรยากาศเป็นครั้งแรกเพื่อทำการคาดการณ์ใหม่ ๆ ที่น่าประทับใจซึ่งสามารถทดสอบได้เมื่อเรานำหินดาวอังคารกลับมาสู่โลก”
ผู้เขียนปรับเปลี่ยนรูปแบบที่เรียกว่าจลนพลศาสตร์เพื่อจำลองว่าการรวมกันของไฮโดรเจนและก๊าซอื่น ๆ ที่ทำปฏิกิริยากับพื้นดินและอากาศควบคุมสภาพภูมิอากาศของดาวอังคารยุคแรก
พวกเขาพบว่าในช่วงเวลา Noachian และ Hesperian ของดาวอังคารระหว่าง 4 ถึง 3 พันล้านปีที่ผ่านมาดาวอังคารประสบกับคาถาที่อบอุ่นเป็นฉากมากกว่า 40 ล้านปีโดยแต่ละเหตุการณ์ใช้เวลา 100,000 ปีขึ้นไป
การประมาณการเหล่านี้สอดคล้องกับคุณสมบัติทางธรณีวิทยาบนดาวอังคารในปัจจุบัน
ช่วงเวลาที่อบอุ่นและเปียกถูกขับเคลื่อนด้วยความชุ่มชื้นของเปลือกโลกหรือน้ำที่หายไปกับพื้นดินซึ่งให้ไฮโดรเจนเพียงพอที่จะสร้างขึ้นในชั้นบรรยากาศมาหลายล้านปี
ในช่วงความผันผวนระหว่างสภาพอากาศที่อบอุ่นและเย็นสารเคมีของบรรยากาศของดาวอังคารก็ผันผวนเช่นกัน คาร์บอนไดออกไซด์ถูกแสงแดดอย่างต่อเนื่องและแปลงเป็นคาร์บอนมอนอกไซด์
ในช่วงที่อบอุ่นคาร์บอนมอนอกไซด์สามารถรีไซเคิลกลับเข้าไปในคาร์บอนไดออกไซด์ทำให้คาร์บอนไดออกไซด์และไฮโดรเจนโดดเด่น
แต่ถ้ามันเย็นนานพอการรีไซเคิลจะช้าลงสร้างคาร์บอนมอนอกไซด์และทำให้สถานะที่ลดลงมากขึ้นหรือที่รู้จักกันในนามออกซิเจนน้อยลง
สถานะรีดอกซ์ของบรรยากาศจึงเปลี่ยนไปอย่างมากเมื่อเวลาผ่านไป
“ เราได้ระบุเครื่องชั่งเวลาสำหรับการสลับเหล่านี้ทั้งหมด” ดร. อดัมส์กล่าว
“ และเราได้อธิบายชิ้นส่วนทั้งหมดในรูปแบบโฟโตเคมีเดียวกัน”
งานสร้างแบบจำลองให้ความเข้าใจอย่างลึกซึ้งใหม่เกี่ยวกับเงื่อนไขที่สนับสนุนเคมีพรีไบโอติก - การสนับสนุนของชีวิตในภายหลังอย่างที่เรารู้ - ในช่วงเวลาที่อบอุ่นและความท้าทายสำหรับการคงอยู่ของชีวิตนั้นในช่วงเวลาของความเย็นและออกซิเดชัน
นักวิจัยเริ่มทำงานเพื่อค้นหาหลักฐานของการสลับเหล่านั้นโดยใช้การสร้างแบบจำลองสารเคมีไอโซโทป
พวกเขาวางแผนที่จะเปรียบเทียบผลลัพธ์เหล่านั้นกับหินจากภารกิจการส่งคืนตัวอย่างดาวอังคารที่กำลังจะมาถึง
เนื่องจากดาวอังคารขาดการแปรสัณฐานของแผ่นเปลือกโลกซึ่งแตกต่างจากโลกพื้นผิวที่เห็นในวันนี้จึงคล้ายกับเมื่อนานมาแล้วทำให้ประวัติศาสตร์ของทะเลสาบและแม่น้ำที่น่าสนใจยิ่งขึ้น
“ มันเป็นกรณีศึกษาที่ยอดเยี่ยมมากสำหรับวิธีที่ดาวเคราะห์สามารถพัฒนาได้ตลอดเวลา” ดร. อดัมส์กล่าว
ที่ศึกษาถูกตีพิมพ์ในวารสารธรณีศาสตร์ธรรมชาติ-
-
D. Adamset al- สภาพอากาศอบอุ่นเป็นฉากบนดาวอังคารต้น ๆ ที่ทำจากความชุ่มชื้นของเปลือกโลกนัท ความเย้ายวนใจเผยแพร่ออนไลน์ 15 มกราคม 2568; ดอย: 10.1038/s41561-024-01626-8
