Modul în care se deplasează carbonul pe o planetă, către suprafața sa, joacă un rol important în evoluția atmosferei unei planete.
Un studiu recent asupra modului de captare și eliberare a carbonului prin intermediul magmei vulcanice bogate în fier oferă indicii asupra evoluției atmosferei timpurii a planetei Marte și a altor corpuri telurice.
Compoziția unei atmosfere planetare are rădăcini puternice sub suprafața sa. Când materialul mantei se topește pentru a forma magma, el capturează carbonul aflat în adâncime Pe măsură ce magma se deplasează în sus, către suprafață și presiunea descrește, carbonul este eliberat ca și gaz. Pe Terra, carbonul este captat ca și carbonat și eliberat ca dioxid de carbon, un gaz de efect de seră care ajută atmosfera planetei noastre să capteze căldura de la Soare. Dar cum este transferat carbonul din adâncuri către atmosfera altor planete – și cum ar pute influența condițiile de efect de seră – nu a fost prea bine cunoscut până în prezent.
”Cunoaștem transferul carbonului din manta solidă către magma lichidă, din forma lichidă în gaz și apoi eliberarea în exterior”, a spus Alberto Saal de la Universitatea Brown din Providence, Rhode Island, unul dintre autorii studiului. ”Dorim să înțelegem cum speciile diferite de carbon care sunt formate în condiții relevante pentru planetă pot afecta transferul”.
Studiul recent, care include și cercetători de la Universitatea de Nordvest și de la Institutul Carnegie din Washington oferă indicația că sub condiții asemănătoare celor găsite în mantalele planetei Marte, a Lunii și a altor corpuri cerești, carbonul este captat în magme ca o specie numită carbonil de fier și eliberat ca și monoxid de carbon și gaz metan. Ambele gaze, în special metanul, au un puternic potențial de efect de seră.
Descoperirile sugerează că la momentul când vulcanismul era larg răspândit în istoria planetei Marte, acesta ar fi eliberat destul metan cât să mențină planeta semnificativ mai caldă decât este astăzi.
O diferență cheie între condițiile mantalei Pământului și mantalele altor corpuri terestre este așa numita fugacitate a oxigenului (fugacitate = presiune efectivă a unui gaz real, egală cu presiunea unui gaz ideal ce are același potențial chimic ca și gazul real), cantitatea de oxigen liber disponibil pentru a reacționa cu alte elemente.
Mantaua Terrei a avut și are încă un nivel relativ înalt de fugacitate a oxigenului, dar în corpuri precum Luna și Marte, acest nivel este foarte scăzut. Pentru a afla cum fugacitatea redusă a oxigenului afectează transferul carbonului, cercetătorii au pregătit o serie de experimente utiliznd bazalt vulcanic similar cu cel identificat pe Lună și pe planeta Marte.
În cadrul experimentelor, roca vulcanică a fost topită utilizându-se diverse presiuni, temperaturi, și fugacități ale oxigenului, utilizând un spectrometru foarte puternic pentru a măsura cantitatea carbonului absorbit de către roca topită și în ce formă s-a produs. Descoperirea a fost că la fugacități reduse ale oxigenului, carbonul a fost capturat ca și carbonil de fier, degazat apoi ca și monoxid de carbon și metan.
”Ce am descoperit este că poate fi dizolvată în magmă mai mult carbon decât s-a crezut anterior, în condițiile unei fugacități reduse a oxigenului”, a spus Diane Wetzel de la Brown. ”Acesta joacă un rol important în degazarea interioarelor planetare și apoi asupra felului în care vor afecta evoluția atmosferelor pe diferite corpuri planetare”.
Devreme, în istoria sa, Marte a fost gazda unor vulcani giganți activi, ceea ce înseamnă importante cantități de metan care trebuie să fi fost eliberate prin transferul carbonului. Datorită efectului de seră al metanului, care este mult mai mare decât cel al dioxidului de carbon, descoperirile sugerează că până și o atmosferă rarefiată în istoria timpurie a planetei Marte ar fi putut crea condițiile de încălzire îndestulătoare pentru apa lichidă de la suprafața sa.
Sursa: Astronomy.com
By Brown University, Providence, Rhode Island — Published: April 12, 2013
Traducere și adaptare: C. Crișan
Foarte interesant!!!