Tidlig Mars klima var periodisk varmt

En ny undersøgelse, der karakteriserer klimaet på Mars i løbet af planetens levetid, afslører, at den i sin tidligste historie blev periodisk opvarmet på grund af tilførslen af ​​drivhusgasser fra vulkanisme og meteoritter, men forblev relativt koldt i de mellemliggende perioder, giver således muligheder og udfordringer for enhver mikrobiel livsform, der kan have været ved at dukke op på den røde planet. Undersøgelsen involverede et nationalt hold af forskere, der inkluderede Joel Hurowitz, Ph.D., fra Stony Brook University. Resultaterne er beskrevet detaljeret i et papir offentliggjort i Natur Geovidenskab .

Forfatterne, ledet af Dr. Robin Wordsworth fra Harvard University, påpege, at det fortsat er en stor udfordring at forene Mars geologi med modeller for atmosfærisk evolution, fordi Mars geologi er karakteriseret ved tidligere beviser for episodisk overfladevand, flydende vand, og geokemi, der indikerer en langsom og intermitterende overgang fra vådere til tørrere og mere oxiderende overfladeforhold. I "En koblet model for episodisk opvarmning, oxidation og geokemiske overgange på tidlig Mars, "Forskerholdet præsenterer en ny model, der inkorporerer randomiseret injektion af reducerende drivhusgasser og oxidation på grund af brintudslip for at undersøge de forhold, der er ansvarlige for de forskellige geologiske observationer.

"Mars blev intermitterende opvarmet, når dens atmosfæriske sammensætning blev ændret af tilførslen af ​​gasser afledt af vulkanisme og meteoritstødlegemer. Disse klimaoptima tillod vand at strømme hen over overfladen, danner floder og søer, og de klipper og mineraler, vi forbinder med vand på Mars, " forklarer Hurowitz, Lektor ved Institut for Geovidenskab i College of Arts and Sciences ved Stony Brook University.

Hurowitz er medlem af forskerholdet, der arbejder på NASA Mars 2020 Mission Perseverance Rover og er en af ​​de videnskabsmænd, der arbejdede på PIXL (Planetary Instrument for X-ray Lithochemistry), der er fastgjort til roverens arm.

"Dette papir foreslår en model for klimavariation på Mars, der kan testes med målinger af kemi og minerologi af klipper af PIXL og Perseverance-roveren i Jezero Crater, " siger Hurowitz.

Klimamodellen forudsiger en generelt kold tidlig Mars, med en gennemsnitlig årlig temperatur på under 240 grader K (eller minus 28 F). Med peak-reducerende gasfrigivelseshastigheder og baggrundsniveauer af kuldioxid høje nok, planeten ville udvise varme intervaller, der er tilstrækkelige til at nedbryde kratervægge, danne dalnetværk og skabe andre fluviale/lakustrine træk.

Forfatterne skriver også, at modellen også forudsiger forbigående opbygning af atmosfærisk oxygen, som kan forklare forekomsten af ​​oxiderede mineralarter såsom manganoxiderne, der er blevet observeret i Gale Crater af Curiosity-roveren. De påpeger endvidere, at store tidsmæssige ændringer i planetens overflademinerogi kan forklares ved et kombineret resultat af stigende planetarisk oxidation, faldende grundvandstilgængelighed og en aftagende meteoritstødkraftstrøm, hvilket dramatisk bremsede remobiliseringen og den termokemiske ødelæggelse af overfladesulfater.

Forfatterne påpeger, at i nutidens solsystem, Jorden er den eneste planet, der har en iltrig atmosfære, hvilket tyder på, at oxygen kan tjene som en biomarkørgas i jagten på beviser for liv på exoplaneter. Imidlertid, de skriver, "Vores model forudsiger lang levetid, relativt iltrige atmosfærer for Mars i den midterste periode af dens historie uden at kræve tilstedeværelse af liv, indikerer, at iltdetektion alene kan være en "falsk positiv" for livet under nogle omstændigheder.

"Fordi præbiotisk kemi ikke forekommer i stærkt oxiderende miljøer, dette arbejde sætter begrænsninger for de tidsperioder og steder, hvor liv kunne være opstået og bestået på tidlig Mars."

De konkluderer, at den klimamodel, de foreslår for tidlige Mars-miljøer, antyder muligheder for "fremkomsten af ​​liv under varme, våde intervaller, når reducerende forhold ville have begunstiget præbiotisk kemi, men også udfordringer for overfladelivets vedholdenhed i lyset af hyppige og, gennem tiden, forlængelse af intervaller af primært kolde og tørre oxiderende miljøer."