Ny forskning av Lawrence Livermore National Laboratory visar att instängda gaser i forntida marsmeteoriter fastställer tidpunkten och effektiviteten av atmosfäriska flyktprocesser som har format Mars klimat. Kredit:Lawrence Livermore National Laboratory
Flytande vatten är inte stabilt på Mars yta eftersom planetens atmosfär är för tunn och temperaturen är för kall. Dock, vid en tidpunkt var Mars värd för en varm och våt ytmiljö som kan ha bidragit till livet. En viktig obesvarad fråga inom planetvetenskapen är när Mars genomgick denna dramatiska förändring av klimatförhållandena.
Ny forskning av Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) kosmokemist Bill Cassata visar att, genom att titta på instängda gaser i forntida marsmeteoriter, tidpunkten och effektiviteten av atmosfäriska flyktprocesser som har format Mars klimat kan fastställas. Forskningen dyker upp i Earth and Planetary Science Letters .
Cassata analyserade Mars atmosfärsgas xenon (Xe, i två gamla marsmeteoriter, ALH 84001 och NWA 7034. Data indikerar att tidigt i Mars historia fanns en tillräcklig koncentration av atmosfäriskt väte till massfraktionerad Xe (selektivt avlägsnade lätta isotoper) genom en process som kallas hydrodynamisk flykt. Dock, mätningarna tyder på att denna process kulminerade inom några hundra miljoner år efter planetbildning (mer än 4 miljarder år sedan), och liten förändring av den atmosfäriska Xe-isotopsammansättningen har inträffat sedan denna tid.
Detta skiljer sig markant från jorden, där Xe isotopfraktionering var en gradvis process som inträffade under stora delar av planetens historia, vilket indikerar att atmosfärens dynamik på de två planeterna divergerade tidigt i solsystemets historia.
Det faktum att Xe-fraktionering på Mars upphörde för mer än 4 miljarder år sedan tyder på att, på Mars, vätgasflödet överskred inte det tröskelvärde som krävs för att kontinuerligt fraktionera atmosfäriskt Xe, som det gjorde på jorden, potentiellt för att Mars inte hade tillräckligt med atmosfäriskt vatten tillgängligt för att generera atmosfäriskt väte via fotodissociation.
"Dessa data tyder på att flytande vatten kanske inte har funnits rikligt på Mars yta sedan några hundra miljoner år efter planetbildningen, och därför har Mars may varit en kall och torr planet under större delen av sin historia, sa Cassata.
