Môže to byť bežné, ale uhlík môže mať obrovský vplyv na tvorbu a vývoj atmosféry planéty. Podľa novej štúdie v zborníku Národnej akadémie vied, ak by Mars pustil väčšinu dodávok uhlíka ako metán, pravdepodobne by bol dosť mierny na to, aby spôsobil tvorbu tekutej vody. To, ako uhlík v zajatí uniká prostredníctvom magmy bohatej na železo, nám ponúka zásadné informácie o úlohe, ktorú zohráva v „skorom atmosférickom vývoji na Marse a iných suchozemských telách“.
Kým atmosféra planéty je jej vonkajšou vrstvou, jej začiatky sú hlboko pod ňou. Počas formovania planéty sa plášť - vrstva medzi jadrom planéty a hornou kôrou - pri roztavení vytvára magmu, zapadne do podpovrchového uhlíka. Keď viskózna magma stúpa hore na povrch, tlak sa znižuje a uhlík v zajatí sa uvoľňuje ako plyn. Ako príklad možno uviesť, že uhlík v zajatí Zeme je zapuzdrený v magme ako uhličitan a jeho uvoľňovaným plynom je oxid uhličitý. Ako vieme, oxid uhličitý je „skleníkový plyn“, ktorý umožňuje našej planéte absorbovať teplo zo Slnka. Proces uvoľňovania uhlíka v zajatí na iných planétach - a jeho následné skleníkové účinky - však nie je dostatočne pochopený.
„Vieme, že uhlík prechádza z pevného plášťa do tekutej magmy, z kvapaliny do plynu a potom von,“ povedal Alberto Saal, profesor geologických vied v spoločnosti Brown a jeden z autorov štúdie. „Chceme pochopiť, ako rôzne druhy uhlíka, ktoré sa tvoria v podmienkach relevantných pre planétu, ovplyvňujú prenos.“
Vďaka novej štúdii, do ktorej boli zahrnutí aj vedci z Northwestern University a Carnegie Institution of Washington, sme schopní bližšie preskúmať procesy uvoľňovania ďalších suchozemských plášťov, ako sú tie nájdené na Mesiaci, Marse a podobných telieskach. , Tu sa uhlík v zajatí tvorí v magme ako karbonyl železa - potom uniká ako metán a oxid uhoľnatý. Rovnako ako oxid uhličitý, oba tieto plyny majú obrovský potenciál ako skleník.
Tím spolu s Malcolmom Rutherfordom z Browna, Stevenom Jacobsenom zo severozápadu a Erikom Hauri z Carnegieho inštitúcie dospeli k niektorým významným záverom o skorej sopečnej histórii Marsu. Keby sa riadila teóriou uhlíka v zajatí, mohla by veľmi dobre uvoľniť dostatok metánového plynu, aby udržala červenú planétu v teple a útulnosti. Nestalo sa to však spôsobom „podobným Zemi“. Tu náš plášť podporuje stav známy ako „kyslíková fugacita“ - objem voľného kyslíka, ktorý je k dispozícii na reakciu s inými prvkami. Aj keď máme vysokú mieru, telá ako skorý Mars a Mesiac sú v porovnaní chudobné.
Teraz vstupuje do hry skutočná vedecká časť. Vedci experimentovali s vulkanickým čadičom, ktorý sa presne zhoduje s tými, ktoré sa nachádzajú na Marse aj na Mesiaci, aby zistili, ako nižšia kyslíková fugacita ovplyvňuje „prenos uhlíka“. Prostredníctvom rôznych tlakov, teplôt a kyslíkových fugacít sa sopečná hornina roztavila a študovala spektrometrom. To vedcom umožnilo určiť, koľko uhlíka sa absorbovalo a akú formu to malo. Ich zistenia? Pri nízkej koncentrácii kyslíka mal uhlík v zajatí formu karbonylu železa a pri nízkom tlaku sa karbonyl železa uvoľňoval ako oxid uhoľnatý a metán.
„Zistili sme, že v magme môžete pri nízkej koncentrácii kyslíka rozpustiť viac uhlíka, ako sa pôvodne predpokladalo,“ uviedla Diane Wetzel, absolventka Brownovej univerzity a hlavný autor štúdie. "To hrá veľkú úlohu pri odplyňovaní planétových interiérov a v tom, ako to potom ovplyvní vývoj atmosféry v rôznych planétových telách."
Ako vieme, Mars má v minulosti sopečnú históriu a také štúdie naznačujú, že veľké množstvá metánu museli byť raz uvoľnené prostredníctvom prenosu uhlíka. Mohlo by to spôsobiť skleníkový efekt? Je to úplne možné. Nakoniec, metán v skorej atmosfére môže mať veľmi dobre podporované podmienky dostatočne teplé, aby umožnili kvapalnej vode tvoriť sa na povrchu.
Možno ešte dosť na to, aby sa spojili ...
Pôvodný zdroj článku: Brown University News Release.
