Nuova ricerca pubblicata in Earth and Planetary Science Letters suggerisce che Marte sia nato umido, con un'atmosfera densa che ha consentito oceani da caldi a caldi per milioni di anni. Per giungere a questa conclusione, i ricercatori hanno sviluppato il primo modello dell'evoluzione dell'atmosfera marziana che collega le alte temperature associate alla formazione di Marte allo stato fuso attraverso la formazione dei primi oceani e dell'atmosfera.

Questo modello mostra che, come sulla Terra moderna, il vapore acqueo nell'atmosfera marziana era concentrato nell'atmosfera inferiore e che l'atmosfera superiore di Marte era "secca" perché il vapore acqueo si condensava sotto forma di nuvole ai livelli inferiori dell'atmosfera. Idrogeno molecolare (H₂ ), al contrario, non si è condensato ed è stato trasportato nell'atmosfera superiore di Marte, dove è stato perso nello spazio. Questa conclusione - che il vapore acqueo si è condensato ed è stato trattenuto sul primo Marte mentre l'idrogeno molecolare non si è condensato ed è fuggito - consente al modello di essere collegato direttamente alle misurazioni effettuate da veicoli spaziali, in particolare, il rover Curiosity del Mars Science Laboratory.

"Riteniamo di aver modellato un capitolo trascurato nella prima storia di Marte nel periodo immediatamente successivo alla formazione del pianeta. Per spiegare i dati, l'atmosfera marziana primordiale deve essere stata molto densa (più di ~ 1000 volte più densa dell'atmosfera moderna) e composta principalmente di idrogeno molecolare (H₂ ),", ha affermato Kaveh Pahlevan, ricercatore del SETI Institute.

"Questo risultato è significativo perché H₂ è noto per essere un forte gas serra in ambienti densi. Questa densa atmosfera avrebbe prodotto un forte effetto serra, consentendo ai primi oceani di acqua da calda a calda di essere stabili sulla superficie marziana per milioni di anni fino all'H₂ è stato gradualmente perso nello spazio. Per questo motivo deduciamo che, in un momento prima della formazione della Terra stessa, Marte nacque bagnato."

I dati che vincolano il modello sono il rapporto deuterio-idrogeno (D/H) (il deuterio è l'isotopo pesante dell'idrogeno) di diversi campioni marziani, inclusi meteoriti marziani e quelli analizzati da Curiosity. Le meteoriti di Marte sono per lo più rocce ignee:si sono formate quando l'interno di Marte si è sciolto e il magma è salito verso la superficie. L'acqua disciolta in questi campioni ignei interni (derivati ​​dal mantello) ha un rapporto deuterio-idrogeno simile a quello degli oceani terrestri, indicando che i due pianeti iniziavano con rapporti D/H simili e che la loro acqua proveniva dalla stessa fonte nel primo sistema solare.

Al contrario, Curiosity ha misurato il rapporto D/H di un'antica argilla di 3 miliardi di anni sulla superficie marziana e ha scoperto che questo valore è circa 3 volte quello degli oceani della Terra. Apparentemente, quando si formarono queste antiche argille, il serbatoio d'acqua superficiale su Marte - l'idrosfera - aveva deuterio sostanzialmente concentrato rispetto all'idrogeno. L'unico processo noto per produrre questo livello di concentrazione di deuterio (o "arricchimento") è la perdita preferenziale dell'isotopo H più leggero nello spazio.

Il modello mostra inoltre che se l'atmosfera marziana fosse H₂ -ricche al momento della sua formazione (e più di ~1000 volte più dense di oggi), le acque superficiali sarebbero naturalmente arricchite di deuterio di un fattore 2–3x rispetto all'interno, riproducendo le osservazioni. Il deuterio preferisce la partizione nella molecola d'acqua rispetto all'idrogeno molecolare (H₂ ), che assorbe preferenzialmente l'idrogeno ordinario e fuoriesce dalla sommità dell'atmosfera.

"Questo è il primo modello pubblicato che riproduce naturalmente questi dati, dandoci una certa sicurezza che lo scenario evolutivo atmosferico che abbiamo descritto corrisponda ai primi eventi su Marte", ha affermato Pahlevan.

A parte la curiosità sui primi ambienti sui pianeti, H₂ - le atmosfere ricche sono significative nella ricerca della vita oltre la Terra da parte dell'Istituto SETI. Esperimenti risalenti alla metà del 20° secolo mostrano che le molecole prebiotiche implicate nell'origine della forma di vita prontamente in tali H₂ - atmosfere ricche ma non così facilmente in H₂ - atmosfere povere (o più "ossidanti"). L'implicazione è che il primo Marte fosse una versione calda del moderno Titano e un sito promettente per l'origine della vita almeno quanto lo era la Terra primordiale, se non più promettente. + Esplora ulteriormente

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