זה אולי נפוץ, אבל פחמן יכול להשפיע עצום על היווצרותו והתפתחותו של האטמוספרה של כוכב הלכת. על פי מחקר חדש שנערך בכתב העת Proceedings of the National Academy of Sciences, אם מאדים היה משחרר את מרבית אספקת הפחמן שלו כמתאן, כנראה שהוא היה מתון למדי כדי לגרום להיווצרות מים נוזליים. עד כמה הפחמן השבוי בורח דרך מגמה עשירה בברזל מציע לנו רמזים חיוניים לגבי התפקיד שהוא ממלא ב"אבולוציה אטמוספרית מוקדמת במאדים ובגופים יבשתיים אחרים ".
בעוד שהאטמוספרה של כוכב לכת היא השכבה החיצונית שלו, יש את ראשיתה הרחק למטה. במהלך היווצרות כוכב לכת, המעטפת - שכבה בין ליבה של כוכב לכת וקרום עליון - נצמדת אל פחמן מתחת לפני האדמה כאשר היא נמסה ליצירת מאגמה. כאשר המאגמה הצמיגה עולה כלפי מעלה אל פני השטח, הלחץ פוחת והפחמן השבוי משתחרר כגז. כדוגמה, הפחמן השבוי של כדור הארץ מכוסה במאגמה כקרבונט והגז המשוחרר שלו הוא פחמן דו חמצני. כידוע, פחמן דו חמצני הוא "גז חממה" המאפשר לכוכב הלכת שלנו לספוג חום מהשמש. עם זאת, לא ניתן להבין היטב את תהליך השחרור לפחמן שבוי בכוכבי לכת אחרים - ואת השפעות החממה שלו לאחר מכן.
"אנו יודעים שפחמן עובר מהמעטפת המוצקה למאגמה הנוזלית, מנוזל לגז ואז החוצה", אמר אלברטו סאל, פרופסור למדעים גאולוגיים בבראון ואחד מחברי המחקר. "אנו רוצים להבין כיצד מיני הפחמן השונים הנוצרים בתנאים הרלוונטיים לכוכב הלכת משפיעים על ההעברה."
בזכות המחקר החדש, שכלל גם חוקרים מאוניברסיטת נורת'ווסטרן וממכון קרנגי בוושינגטון, אנו יכולים לבדוק מקרוב את תהליכי השחרור למעטפות יבשתיות אחרות, כמו אלה שנמצאו על הירח, מאדים וגופים דומים. . כאן הפחמן השבוי במאגמה נוצר כקרבוניל ברזל - ואז נמלט כמתאן ופחמן חד חמצני. כמו פחמן דו חמצני, לשני הגזים הללו יש פוטנציאל עצום כחממה.
הצוות, יחד עם מלקולם רתרפורד מברון, סטיבן ג'ייקובסן מצפון-מערב ואריק האורי ממכון קרנגי, הגיעו למסקנות משמעותיות לגבי ההיסטוריה הגעשית המוקדמת של מאדים. אם זה היה עוקב אחר תיאוריית הפחמן השבויה, יתכן שהוא שחרר מספיק גז מתאן כדי לשמור על כדור הארץ האדום חם ונעים. עם זאת, זה לא קרה באופן "דמוי אדמה". כאן התומך שלנו תומך במצב המכונה "התפשטות חמצן" - נפח החמצן החופשי העומד להגיב עם גורמים אחרים. אמנם יש לנו שיעור גבוה, לעומת זאת גופים כמו מאדים הקדומים והירח הם ירודים.
עכשיו החלק המדעי האמיתי נכנס לתמונה. על מנת לגלות כיצד השפעת חמצן נמוכה יותר משפיעה על "העברת פחמן", החוקרים ניסו בזלת וולקנית התואמת מקרוב את אלה שנמצאים במאדים וגם בירח. באמצעות לחצים שונים, טמפרטורות וחומציות חמצן, הוסס הסלע הוולקני ונחקר בעזרת ספקטרומטר. זה איפשר למדענים לקבוע בדיוק כמה פחמן נספג ובאיזו צורה. הממצאים שלהם? בפליטות חמצן נמוכות, הפחמן השבוי קיבל צורה של קרבוניל ברזל ובלחץ נמוך שוחרר הפחמן הפחמן כ חד תחמוצת ומתאן.
"גילינו שאפשר להמיס במאגמה יותר פחמן בפליטות חמצן נמוכה ממה שחשבו בעבר", אמרה דיאן ווצל, סטודנטית ללימודי בראון וסופרת המחקר. "זה ממלא תפקיד גדול בהתזה של פנים פלנטריות וכיצד זה ישפיע אז על התפתחות האטמוספרות בגופים פלנטריים שונים."
כידוע, למאדים יש היסטוריה של וולקניזם ומחקרים כמו זה גורמים לכך שחייבים לשחרר פעם אחת כמויות גדולות של מתאן באמצעות העברת פחמן. האם זה יכול היה לעורר אפקט חממה? זה אפשרי לחלוטין. אחרי הכל, מתאן באווירה מוקדמת עשוי בהחלט לתמוך בתנאים חמים מספיק כדי לאפשר להיווצר מים נוזלים על פני השטח.
אולי אפילו מספיק לבריכה ...
מקור סיפור מקורי: מהדורת החדשות של אוניברסיטת בראון.
