Это может быть обычным явлением, но углерод может оказать огромное влияние на формирование и развитие атмосферы планеты. Согласно новому исследованию, опубликованному в Proceedings Национальной академии наук, если бы Марс отпустил большую часть своих запасов углерода в виде метана, он, вероятно, был бы достаточно умеренным, чтобы вызвать образование жидкой воды. То, как углерод в плену уходит через богатую железом магму, предлагает нам жизненно важные подсказки о той роли, которую он играет в «ранней эволюции атмосферы на Марсе и других земных телах».
В то время как атмосфера планеты является ее внешним слоем, она имеет свои истоки далеко внизу. Во время формирования планеты мантия - слой между ядром планеты и верхней коркой - защелкивается на подповерхностном углероде, когда он тает, создавая магму. Когда вязкая магма поднимается вверх к поверхности, давление уменьшается, и плененный углерод выделяется в виде газа. Например, плененный углерод Земли заключен в магму в виде карбоната, а его выделенный газ - углекислый газ. Как мы знаем, углекислый газ является «парниковым газом», который позволяет нашей планете поглощать тепло от Солнца. Однако процесс высвобождения углерода в неволе на других планетах и его последующие парниковые эффекты не совсем понятны.
«Мы знаем, что углерод переходит из твердой мантии в жидкую магму, из жидкости в газ, а затем из нее», - сказал Альберто Саал, профессор геологических наук в Брауне и один из авторов исследования. «Мы хотим понять, как различные виды углерода, которые образуются в условиях, имеющих отношение к планете, влияют на перенос».
Благодаря новому исследованию, в котором также приняли участие исследователи из Северо-западного университета и Института Карнеги в Вашингтоне, мы можем более внимательно посмотреть на процессы высвобождения других наземных мантий, таких как те, что обнаружены на Луне, Марсе и подобных телах. , Здесь плененный углерод в магме образуется в виде карбонила железа, а затем выделяется в виде метана и окиси углерода. Как углекислый газ, оба эти газа имеют огромный потенциал в качестве парниковых газов.
Команда, вместе с Малкольмом Резерфордом из Брауна, Стивеном Якобсеном из Северо-запада и Эриком Хаури из Института Карнеги, пришли к некоторым важным выводам о ранней истории вулканического происхождения Марса. Если бы он следовал теории углерода в неволе, он мог бы выпустить достаточно метана, чтобы поддерживать Красную Планету в тепле и уюте. Тем не менее, это не происходило "земным" образом. Здесь наш камин поддерживает состояние, известное как «летучесть кислорода» - объем свободного кислорода, доступного для реакции с другими элементами. В то время как у нас высокий показатель, такие тела, как ранний Марс и Луна, бедны по сравнению.
Теперь реальная научная роль вступает в игру. Чтобы выяснить, как пониженная летучесть кислорода влияет на «перенос углерода», исследователи экспериментировали с вулканическим базальтом, который близко соответствует тем, которые расположены как на Марсе, так и на Луне. Из-за различных давлений, температур и летучести кислорода вулканическая порода была расплавлена и исследована с помощью спектрометра. Это позволило ученым определить, сколько углерода было поглощено и в какой форме. Их выводы? При низкой летучести кислорода плененный углерод принимает форму карбонила железа, а при низком давлении карбонил железа выделяется в виде монооксида углерода и метана.
«Мы обнаружили, что вы можете растворить в магме больше углерода при низкой летучести кислорода, чем считалось ранее», - сказала Диана Ветцель, аспирантка Брауна и ведущий автор исследования. «Это играет большую роль в дегазации внутренних планет и в том, как это повлияет на развитие атмосфер в разных планетных телах».
Как мы знаем, Марс имеет историю вулканизма и исследования, подобные этому, означают, что большие количества метана должны были когда-то высвобождаться в результате переноса углерода. Могло ли это вызвать парниковый эффект? Это вполне возможно. В конце концов, метан в ранней атмосфере вполне мог поддерживать достаточно теплые условия, чтобы на поверхности образовалась жидкая вода.
Может быть, даже достаточно, чтобы объединиться ...
Оригинальная история Источник: пресс-релиз университета Брауна.
