Was ist, wenn der Mars nie sein Wasser verloren hat?

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Der Mars war früher nass. Dies ist die überwältigende Schlussfolgerung der letzten zwei Jahrzehnte der geologischen Forschung auf dem Mars, die auf Daten basiert, die von mehreren Sonden und Landern aufgezeichnet wurden. Wir haben viel länger gebraucht, um den früheren Zustand des Planeten zu bestätigen als den gegenwärtigen – wir haben starke Beweise dafür, dass die Bedingungen auf dem Mars trocken sind, die bis ins Jahr 1894 zurückreichen. Weitere bestätigende Beweise wurden in den nächsten 30 Jahren gesammelt. Das aktuelle Modell für die Umwandlung des Mars von einem feuchten in einen trockenen Planeten beruht auf Sublimation und dem langfristigen Schaden, den unsere Sonne der Marsatmosphäre nach dem Abschalten des globalen Magnetfelds des Planeten zugefügt hat. Aber was ist, wenn das nicht stimmt?

Das ist das Argument, das in einem neuen Papier vorgestellt wird, in dem argumentiert wird, dass die Gewässer des Mars technisch gesehen nirgendwo hingegangen sind.

Die Beweise, die wir von Rovers wie gesammelt haben Ausdauer, Neugierde, Gelegenheit, und GeistZusammen mit Planetenbeobachtungen von umlaufenden Satelliten lässt dies darauf schließen, dass der Mars vor 4,1 bis 3,7 Milliarden Jahren eine relativ warme, feuchte Ära erlebte. Einige der Beweise für das sogenannte späte schwere Bombardement stammen aus der großen Anzahl von Kratern auf dem Mars und dem Mond, die in dieser Zeit entstanden zu sein scheinen. Krater, die sich in dieser Zeit gebildet haben, haben Kanten erodiert, ähnlich wie wir es von fließendem Wasser erwarten würden. Krater, die später in der hesperianischen Zeit (vor ~ 3,7 – 3 Milliarden Jahren) entstanden sind, sind viel weniger erodiert.

Mehrere Faktoren ermöglichten es dem Mars, während dieser Zeit eine Atmosphäre zu halten. Die riesige Reihe von Vulkanen, die als Tharsis-Ausbuchtung bekannt sind, befanden sich im Bau. Die Tharsis-Ausbuchtung ist eine vulkanische Provinz von ungefähr der Größe Nordamerikas. Es wird angenommen, dass die Gesamtmenge an CO2, die während der Tharsis-Eruptionen freigesetzt wird, ausreicht, um eine 1,5-bar-Atmosphäre auf dem Mars zu bilden, wobei ein globaler Ozean bis zu 120 m ausschließlich von dieser Quelle bereitgestellt wird. Tharsis ist groß genug, dass seine Bildung dazu geführt haben könnte, dass der Mars zur Seite gekippt ist und dabei die Position der Pole geändert hat. Massive Einschläge hätten zusätzliches zusätzliches Wasser liefern können, und der frühe Mars hätte möglicherweise genug Oberflächenwasser enthalten, um die Oberfläche des Planeten bis zu einer Tiefe von 1.500 Metern zu bedecken. Diese Unsicherheiten sind der Grund, warum die Schätzungen der Global Equivalent Layer (GEL) so variabel sind.

Ein Grund, warum Wissenschaftler glauben, dass das Wasser des Mars verdunstet ist, ist die Marsatmosphäre und die Wasserproben, die von entnommen wurden Neugierde Beide weisen einen Überschuss an Deuterium im Vergleich zu Wasserstoff auf, verglichen mit dem, was wir auf der Erde finden würden. Dies legt nahe, dass leichter gewöhnlicher Wasserstoff bevorzugt in den Weltraum verloren ging, während das schwerere Deuteriumisotop zurückblieb.

Das Problem mit dem Sublimations- / atmosphärischen Verlustmodell besteht darin, dass die aktuellen Verlustraten nicht hoch genug sind, um den Umfang der Mars-Transformation in den letzten Milliarden Jahren zu berücksichtigen. Es ist bekannt, dass der Sonnenwind eine langfristige Rolle gespielt hat, aber wie erklären wir den Rest? Eine Theorie besagt, dass die Massenverlustraten in der Vergangenheit viel höher waren. Diese Forscher schlagen vor, dass ein Großteil des Marswassers genau dort blieb, wo es war, und stattdessen in Oberflächenmineralien gebunden wurde.

Mit der Zeit floss Wasser nach unten und gefror an der Oberfläche, während anderes Wasser in den Weltraum sublimierte. Bild von ScienceMag

Wir sprechen nicht von der Idee einer unter der Oberfläche konservierten Flüssigkeitsschicht. Der Forschungsbericht diskutiert “Krustenhydratation durch irreversible chemische Verwitterung, bei der Wasser und / oder Hydroxyl in Mineralien eingebaut werden”. Das Wasser steht auf dem Mars nicht für andere Zwecke zur Verfügung. Es ist direkt in der kristallinen Struktur der Mineralien selbst eingeschlossen.

Hierin liegt ein kritischer Unterschied zwischen Mars und Erde. Mars hat ein sogenanntes stehendes Deckel-Tektoniksystem, was bedeutet, dass es keine Plattentektonik und kein System zum Recycling von Gestein gibt – oder kritisch Wasser. Auf der Erde transportiert die Plattentektonik Wasser tief in den Mantel, während mittelozeanische Vulkanschlote es in die Ozeane zurückführen. Dies wird als Tiefwasserkreislauf bezeichnet.

Solange die Vulkane des Mars ausbrachen, unterhielt er einen eigenen tiefen Wasserkreislauf. Sobald sich dieser Prozess verlangsamte, begann das Wasser eine Einweg-Sequestrierungsreise in die Erdkruste. Einschläge und verblassende Eruptionen hätten über einen langen Zeitraum ein kälteres Klima mit zumindest zeitweise flüssigem Wasser aufrechterhalten – der Mars ist über mehrere hundert Millionen Jahre ausgetrocknet -, aber das Ende des Vulkanismus hätte möglicherweise zwischen einem Drittel und fast dem gesamten Marswasser zugelassen in den Boden fließen und wasserhaltige Mineralien bilden. Dies bedeutet im weiteren Sinne, dass die Wasserreserven des Mars viel höher sind als bisher angenommen, obwohl sie in einer Form eingeschlossen sind, die wir nicht allzu nützlich finden würden.

Wir wissen möglicherweise nicht, ob der Bericht korrekt ist, bis ob und wann Menschen in der Lage sind, umfassende geologische Untersuchungen von unterirdischem Gestein durchzuführen, aber es ist ein alternatives Modell dafür, wie der Mars seine Atmosphäre verloren hat, das die aktuellen Bedingungen gut erklärt. Dies würde auch bedeuten, dass Merkmale der Erde wie die Plattentektonik für die langfristige Erhaltung einer Biosphäre, die intelligentes Leben unterstützen kann, von entscheidender Bedeutung sein können.

Bild von Ittiz, CC BY-SA 3.0

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