See võib olla tavaline, kuid süsinikul võib olla tohutu mõju planeedi atmosfääri kujunemisele ja kujunemisele. Uue ajakirjas Proceedings of the National Academy of Sciences avaldatud uuringu kohaselt oleks Marsil enamus süsinikuvarust metaanina lahti lastud, tõenäoliselt oleks see olnud piisavalt mõõdukas, et tekitada vedelat vett. Just see, kuidas vangistuses süsinik raudrikka magma kaudu väljub, pakub meile elulisi vihjeid selle rolli kohta atmosfääri varajases evolutsioonis Marsi ja teiste maapealsete kehade puhul.
Kuigi planeedi atmosfäär on selle välimine kiht, on selle algus kaugel all. Planeedi moodustumise ajal vahevöö - kiht planeedi tuuma ja ülemise kooriku vahel - kinnitub süsiniku pinna alla, kui see sulab, et tekitada magma. Kui viskoosne magma tõuseb pinnale ülespoole, väheneb rõhk ja vangistuses olev süsinik eraldub gaasina. Näiteks on Maa vangistuses olev süsinik kapseldatud magmasse kui karbonaat ja selle eraldunud gaas on süsinikdioksiid. Nagu me teame, on süsinikdioksiid kasvuhoonegaas, mis võimaldab meie planeedil päikesest soojust neelata. Teistel planeetidel vangistuses oleva süsiniku eraldumisprotsess ja selle hilisemad kasvuhooneefektid ei ole siiski hästi mõistetavad.
"Me teame, et süsinik läheb tahkest vahevööst vedela magmini, vedelikust gaasini ja sealt välja," ütles Browni geoloogiateaduste professor Alberto Saal ja üks uuringu autoritest. "Tahame mõista, kuidas erinevad süsiniku liigid, mis moodustuvad planeedi jaoks olulistes tingimustes, ülekandumist mõjutavad."
Tänu uuele uuringule, millesse olid kaasatud ka Northwesterni ülikooli ja Washingtoni Carnegie Instituudi teadlased, saame lähemalt uurida teiste maapealsete vahevööde vabanemise protsesse, näiteks neid, mida leidub Kuul, Marsil ja sarnastel kehadel . Magmas sisalduv süsinik moodustub siin raudkarbonüülina - siis väljub metaani ja süsinikmonooksiidina. Nagu süsinikdioksiid, on ka mõlemal neist gaasidest kasvuhoonegaasidena tohutu potentsiaal.
Meeskond koos Malcolm Rutherfordiga Brownist, Steven Jacobseniga Loodest ja Erik Hauriga Carnegie Instituudist jõudsid mõnele olulisele järeldusele Marsi varase vulkaanilise ajaloo kohta. Kui see järgiks suletud süsiniku teooriat, oleks see võib-olla väga hästi metaangaasi eraldanud, et hoida Punane planeet soojas ja hubasena. Kuid see ei juhtunud “maa moodi”. Siin toetab meie mantel seisundit, mida nimetatakse hapniku fugatsuseks - vaba hapniku maht, mis on saadaval teiste elementidega reageerimiseks. Kuigi meil on kõrge kiirus, on kehad nagu varane Mars ja Kuu viletsad.
Nüüd tuleb mängu reaalne teaduse osa. Uurimaks, kuidas hapniku madalam hapnikusisaldus mõjutab „süsinikuülekannet“, katsetasid teadlased vulkaanilise basalttipendiumiga, mis on tihedalt vastavuses nii Marsi kui Kuuga. Erinevate rõhkude, temperatuuride ja hapnikusisalduse abil sulatati vulkaaniline kivim ja uuriti spektromeetriga. See võimaldas teadlastel kindlaks teha, kui palju süsinikku imendub ja mis kujul see kulub. Nende järeldused? Madala hapnikusisaldusega hapnikku sisaldava süsiniku kujul oli karbonüülrühm ja madala rõhu all vabanes raudkarbonüülrühm süsinikmonooksiidi ja metaanina.
"Leidsime, et madala hapnikusisalduse korral saate magmas lahustada rohkem süsinikku, kui seni arvati," ütles Diane Wetzel, Browni kraadiõppur ja uuringu juhtiv autor. "See mängib suurt rolli planeetide sisemuse degaseerimisel ja selles, kuidas see mõjutab atmosfääri arengut erinevates planetaarsetes kehades."
Nagu me teame, on Marsi ajaloos olnud vulkaanilisust ja sellised uuringud tähendavad, et süsinikuülekande kaudu tuli kunagi vabastada suuri metaanikoguseid. Kas see võis põhjustada kasvuhooneefekti? See on täiesti võimalik. Lõppude lõpuks võisid metaan varajases atmosfääris olla piisavalt soojas, et pinnal tekiks vedel vesi.
Võib-olla isegi piisavalt basseini…
Algne looallikas: Browni ülikooli pressiteade.
