قد يكون شائعًا ، لكن الكربون يمكن أن يكون له تأثير كبير في تكوين وتطور الغلاف الجوي للكوكب. وفقًا لدراسة جديدة في Proceedings of the National Academy of Sciences ، إذا ترك المريخ معظم إمدادات الكربون كميثان ، لكان من المحتمل أن يكون معتدلًا بما يكفي لتكوين الماء السائل. إن الطريقة التي يهرب بها الكربون الأسير عبر الصهارة الغنية بالحديد تقدم لنا أدلة حيوية حول الدور الذي يلعبه في "التطور الجوي المبكر على المريخ والأجسام الأرضية الأخرى".
في حين أن الغلاف الجوي للكوكب هو طبقته الخارجية ، إلا أن بداياته أقل بكثير. أثناء تكوين الكوكب ، يلتصق الوشاح - طبقة بين قلب الكوكب والقشرة العلوية - بالكربون الجوفي عندما يذوب لتكوين الصهارة. عندما ترتفع الصهارة اللزجة صعودًا إلى السطح ، يقل الضغط ويتم إطلاق الكربون المحتجز كغاز. كمثال ، يتم تغليف الكربون الأسير للأرض في الصهارة ككربونات وغازه المنطلق هو ثاني أكسيد الكربون. كما نعلم ، فإن ثاني أكسيد الكربون هو "غاز دفيئة" يمكّن كوكبنا من امتصاص الحرارة من الشمس. ومع ذلك ، فإن عملية إطلاق الكربون الأسير على الكواكب الأخرى - وآثارها المسببة للاحتباس الحراري - ليست مفهومة جيدًا ..
قال ألبرتو سال ، أستاذ العلوم الجيولوجية في براون وأحد مؤلفي الدراسة: "نعرف أن الكربون ينتقل من الوشاح الصلب إلى الصهارة السائلة ، ومن السائل إلى الغاز ثم يخرج". "نريد أن نفهم كيف تؤثر أنواع الكربون المختلفة التي تتشكل في الظروف ذات الصلة بالكوكب على النقل".
بفضل الدراسة الجديدة ، التي تضمنت أيضًا باحثين من جامعة نورث وسترن ومعهد كارنيجي في واشنطن ، أصبحنا قادرين على إلقاء نظرة فاحصة على عمليات إطلاق الأغطية الأرضية الأخرى ، مثل تلك الموجودة على القمر والمريخ والأجسام المماثلة . هنا يتشكل الكربون الأسير في الصهارة على شكل كربونيل حديد - ثم يهرب كميثان وأول أكسيد الكربون. مثل ثاني أكسيد الكربون ، كل من هذه الغازات لديها إمكانات هائلة مثل الدفيئة.
توصل الفريق ، جنبًا إلى جنب مع مالكولم روثرفورد من براون وستيفن جاكوبسن من الشمال الغربي وإريك هوري من معهد كارنيجي ، إلى بعض الاستنتاجات المهمة حول التاريخ البركاني المبكر للمريخ. إذا اتبعت نظرية الكربون الأسير ، فقد تكون قد أطلقت غازًا كافيًا من غاز الميثان لإبقاء الكوكب الأحمر دافئًا ومريحًا. ومع ذلك ، لم يحدث بطريقة "تشبه الأرض". هنا يدعم رفنا حالة تعرف باسم "هشاشة الأكسجين" - حجم الأكسجين الحر المتاح للتفاعل مع العناصر الأخرى. بينما لدينا معدل مرتفع ، فإن الأجسام مثل أوائل المريخ والقمر ضعيفة بالمقارنة.
الآن يأتي دور العلم الحقيقي. من أجل اكتشاف كيفية تأثير هشاشة الأكسجين المنخفضة على "نقل الكربون" ، جرب الباحثون البازلت البركاني الذي يطابق بشكل وثيق تلك الموجودة على كل من المريخ والقمر. من خلال الضغوط المختلفة ودرجات الحرارة وشظايا الأكسجين ، تم صهر الصخور البركانية ودراستها باستخدام مطياف. سمح ذلك للعلماء بتحديد مقدار امتصاص الكربون والشكل الذي يتخذه. النتائج التي توصلوا إليها؟ في هويات الأوكسجين المنخفضة ، أخذ الكربون الأسير شكل الكربونيل الحديد وعند الضغط المنخفض ، تم إطلاق الكربونيل الحديد كأول أكسيد الكربون والميثان.
قالت ديان ويتزل ، طالبة دراسات عليا في براون والمؤلفة الرئيسية للدراسة: "وجدنا أنه بإمكانك إذابة كمية أكبر من الكربون في هشاشة منخفضة الأكسجين مما كان يعتقد سابقًا". "وهذا يلعب دورًا كبيرًا في تفكيك الكواكب الداخلية وكيف سيؤثر ذلك على تطور الأجواء في الأجسام الكوكبية المختلفة."
كما نعلم ، للمريخ تاريخ من البراكين ، ودراسات مثل هذه تعني أن كميات كبيرة من الميثان يجب أن يتم إطلاقها مرة واحدة عن طريق نقل الكربون. هل يمكن أن يؤدي هذا إلى تأثير الدفيئة؟ هذا ممكن تمامًا. بعد كل شيء ، قد يكون الميثان في الغلاف الجوي المبكر قد دعم جيدًا الظروف الدافئة بما يكفي للسماح بتكوين الماء السائل على السطح.
ربما يكفي أن تجمع ...
مصدر القصة الأصلية: بيان صحفي من جامعة براون.
