Die Tatsache, dass der kalte, trockene Mars von heute fließende Flüsse und Seen vor einigen Milliarden Jahren hatte, hat Wissenschaftler seit Jahrzehnten verwirrt. Jetzt glauben Harvard -Forscher, dass sie eine gute Erklärung für einen wärmeren, feuchteren alten Mars haben.
Aufbauend auf früheren Theorien, die den Mars von Yore als heißer Ort beschreiben, wieder kalt und ein Team, das von Forschern der Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAs) angeführt wurde In den frühen Tagen genug Wärme aufrechtzuerhalten, um Wasser zu beherbergen und möglicherweise das Leben zu beherbergen.
„Es war ein solches Rätsel, dass es auf dem Mars flüssiges Wasser gab Nature Geowissenschaft.
Wasserstoff wurde zuvor als magischer Inhaltsstoff theoretisiert, gemischt mit Kohlendioxid in der Marsatmosphäre, um Episoden der Gewächshauswärmung auszulösen. Die Lebensdauer des atmosphärischen Wasserstoffs ist jedoch kurz, daher war eine detailliertere Analyse erforderlich.
Jetzt Adams; Robin Wordsworth, Gordon McKay Professor für Umweltwissenschaft und Ingenieurwesen bei Seas; Und das Team hat eine photochemische Modellierung durchgeführt – ähnlich wie die heutigen Methoden zur Verfolgung von Luftschadstoffen -, um Details der Beziehung der frühen Marsatmosphäre zu Wasserstoff und der Art und Weise, wie sich diese Beziehung im Laufe der Zeit veränderte, auszufüllen.
„Der frühe Mars ist eine verlorene Welt, aber sie kann ausführlich rekonstruiert werden, wenn wir die richtigen Fragen stellen“, sagte Wordsworth. „Diese Studie synthetisiert zum ersten Mal die atmosphärische Chemie und das Klima, um einige auffällige neue Vorhersagen zu treffen – die prüfbar sind, sobald wir Mars -Steine zurück auf die Erde bringen.“
Adams modifizierte ein Modell namens Kinetik, um zu simulieren, wie eine Kombination von Wasserstoff und anderen Gasen, die sowohl mit dem Boden als auch mit der Luft reagieren, das frühe Marsklima kontrollierten.
Sie stellte fest, dass in Mars ‚Noachian und Hesperianer Perioden zwischen 4 und 3 Milliarden Jahren episodische warme Zauber über 40 Millionen Jahre erlebte, wobei jede Veranstaltung 100.000 oder mehr Jahre dauerte. Diese Schätzungen stimmen heute mit geologischen Merkmalen auf dem Mars überein. Die warmen, feuchten Perioden wurden durch Krustenhydratation getrieben, oder Wasser gingen auf den Boden verloren, was genügend Wasserstoff lieferte, um sich über Millionen von Jahren in der Atmosphäre aufzubauen.
Während der Schwankungen zwischen warmem und kaltem Klima schwankte auch die Chemie der Mars -Atmosphäre. CO2 wird ständig vom Sonnenlicht getroffen und in warme Perioden in CO umgewandelt. In warmen Perioden könnte der CO wieder in CO2 recyceln und CO2 und Wasserstoff dominieren. Aber wenn es lange genug kalt wäre, würde sich das Recycling verlangsamen, CO aufbauen und einen reduzierteren Zustand bewirken, auch bekannt als weniger Sauerstoff. Die Redoxzustände der Atmosphäre veränderten sich somit im Laufe der Zeit dramatisch.
„Wir haben Zeitskalen für all diese Wechsele identifiziert“, sagte Adams. „Und wir haben alle Teile im selben photochemischen Modell beschrieben.“
Die Modellierungsarbeit bietet potenzielle neue Einblicke in die Bedingungen, die die präbiotische Chemie – die Grundlagen des späteren Lebens, wie wir es kennen – in warmen Zeiten und die Herausforderungen für die Persistenz dieses Lebens in Kälte- und Oxidationsintervallen unterstützt. Adams und andere arbeiten daran, mithilfe der chemischen Modellierung von Isotopen Beweise für diese Wechseln zu finden, und sie planen, diese Ergebnisse mit Steinen aus der kommenden Mission der Mars -Probe zu vergleichen.
Da der Mars keine Plattentektonik fehlt, ähnelt die heute vorliegende Erde im Gegensatz zur Erde und macht die Geschichte von Seen und Flüssen viel faszinierender. „Es macht eine wirklich großartige Fallstudie dafür, wie sich Planeten im Laufe der Zeit entwickeln können“, sagte Adams.
Adams begann die Arbeit als Ph.D. Studentin am California Institute of Technology, das das von ihr verwendete photochemische Modell beherbergt. Die Studie wurde vom NASA und dem Jet Propulsion Laboratory unterstützt.
