화성 대기의 진화를 이해하기 위해 새로 개발된 모델을 사용하는 새로운 연구는 다음과 같이 제안합니다. 화성 수백만 년 동안 따뜻하거나 뜨거운 바다를 허용하는 밀도가 높은 대기로 젖어 태어났습니다. 이 모델은 화성 대기의 진화를 다음과 연결합니다. 화성의 형성 용융 상태에서 최초의 해양과 대기가 형성될 때까지.
모델은 수증기가 화성의 분위기 화성의 대기권은 오늘날 지구와 유사하게 낮은 대기권에 집중되어 있는 반면, 화성의 대기권은 낮은 대기권에서 구름으로 응결되기 때문에 "건조"했습니다. 반대로, 분자 수소(H2)는 응축되지 않고 화성의 상층 대기로 운반되어 우주로 유실되었습니다.
초기 화성에서는 수증기가 응결되어 유지되었지만 분자 수소는 응결되어 빠져나가지 않았다는 이 결론을 통해 모델은 우주선, 특히 화성 과학 연구소 탐사선 큐리오시티(Mars Science Laboratory Rover Curiosity)에서 수행한 측정값과 직접 연결될 수 있습니다.
SETI 연구소 연구원인 Kaveh Pahlevan은 다음과 같이 말했습니다. “우리는 우리가 간과된 장을 모델로 삼았다고 믿습니다. 화성의 초기 역사 행성이 형성된 직후의 시간. 데이터를 설명하려면 원시 화성의 대기는 매우 밀도가 높았고(현대 대기의 밀도가 ~1000배 이상) 주로 분자 수소(H2)로 구성되었을 것입니다."
“이번 발견은 H2가 밀집된 환경에서 강력한 온실가스로 알려져 있기 때문에 중요합니다. 이 조밀한 대기는 강력한 온실 효과를 만들어 아주 초기에 따뜻한 바다에서 뜨거운 바다가 안정화되도록 했을 것입니다. 화성 표면 H2가 점차 우주로 사라질 때까지 수백만 년 동안. 이러한 이유로 우리는 지구가 형성되기 전 화성이 젖은 채로 태어났다고 추론합니다.”
화성 운석과 큐리오시티가 연구한 암석을 포함한 다양한 화성 암석의 중수소-수소(D/H) 비율은 모델의 데이터 제약 조건의 주요 소스 역할을 합니다. 중수소는 수소의 무거운 동위원소입니다. 화성에서 온 대부분의 운석은 화성암입니다. 화성 내부가 녹아 마그마가 표면으로 솟아오르면서 만들어졌습니다.
이들 내부(맨틀 유래) 화성암에 용해된 물의 중수소 대 수소 비율은 화성암의 비율과 비슷합니다. 지구상의 바다이는 두 행성이 처음에 동일한 D/H 비율을 가졌고, 물이 초기 태양계에서 동일한 원천에서 유래했음을 시사합니다.
이 모델은 또한 화성의 대기가 형성 당시 H2가 풍부했다면(그리고 오늘날보다 밀도가 ~1000배 이상), 지표수는 자연적으로 중수소가 화성 대기에 비해 2~3배 더 풍부할 것임을 보여줍니다. 내부, 관찰을 재현합니다. 중수소는 분자 수소(H2)에 비해 물 분자로 분할되는 것을 선호합니다. 수소는 우선적으로 일반 수소를 흡수하여 대기권 상단에서 빠져나옵니다.
팔레반 말했다, "이것은 이러한 데이터를 자연적으로 재현하는 최초의 공개 모델이며, 우리가 설명한 대기 진화 시나리오가 화성의 초기 사건과 일치한다는 확신을 줍니다."
저널 참조 :
- Kaveh Pahlevan et al., 화성의 수권 중수소 농축의 원시 대기 기원, 지구 및 행성 과학 편지 (2022). DOI : 10.1016/j.epsl.2022.117772
