Επιλεγμένα

Μοντέλο εξηγεί πώς πρέπει να έχει αναδυθεί η ζωή στον πλανήτη Άρη

Από στις 20 Μάρτιος 2021

Γεωλογικά στοιχεία, στα οποία συμπεριλαμβάνονται εικόνες δορυφόρων και παρατηρήσεις από τα αδελφάκια του Perseverance, τα Curiosity, Spirit και Opportunity, δείχνουν έναν Άρη που ήταν κάποτε θερμός και υγρός, αν και πολλά είναι ακόμη άγνωστα σχετικά με το κλίμα στον πρώιμο πλανήτη Άρη. Μια νέα μελέτη βρήκε ότι εγχύσεις αερίων θερμοκηπίου από τα ηφαίστεια και μετεωρίτες οδήγησαν σε σύντομες περιόδους ζέστης, που περιστασιακά διακόπτονταν από ένα γενικώς ψυχρό πρώιμο κλίμα στον Άρη, κάτι που άλλαζε δραματικά, συν τω χρόνω, τη χημεία της επιφάνειας. Αυτό το μεταβαλλόμενο πρώιμο περιβάλλον θα πρέπει να παρείχε και ευκαιρίες και προκλήσεις για κάθε μορφή μικροβιακής ζωής που μπορεί να έχει αναδυθεί στον πλανήτη. Η έρευνα δημοσιεύθηκε στο Nature Geoscience.

Τα ρόβερ Curiosity και Opportunity βρήκαν στοιχεία ορυκτών, από τον πρώιμο Άρη, τα οποία διαμορφώνονται είτε μόνο σε υψηλά οξυγονωμένα περιβάλλοντα, που σημαίνει περιβάλλοντα πλούσια σε οξυγόνο, είτε μόνο σε πολύ αναγωγικά περιβάλλοντα, που σημαίνει περιβάλλοντα με λίγο οξυγόνο. Οι παρατηρήσεις αυτές υποδεικνύουν κάποιο είδος διακύμανσης μεταξύ μιας αναγωγικής και μιας οξυγονωμένης ατμόσφαιρας. Το ερώτημα που αναδύεται εύλογα είναι τι οδήγησε στη διακύμανση και τι επίδραση είχε στο περιβάλλον;

Το μοντέλο που αναπτύχθηκε από την ερευνητική ομάδα προβλέπει ένα ψυχρό πρώιμο Αρειανό κλίμα, με μέση ετήσια θερμοκρασία κάτω από μείον 33,33 βαθμών Κελσίου. Αυτές οι ψυχρές περίοδοι χαρακτηρίζονταν από υψηλότερα ποσά οξυγόνου στην ατμόσφαιρα, οδηγώντας σε περισσότερη οξείδωση της επιφάνειας. Παραδόξως, αυτά τα πλούσια σε οξυγόνο περιβάλλοντα δεν ήταν ευνοϊκά για πρώιμη ζωή λόγω της προβιοτικής χημείας που δεν συμβαίνει σε υψηλής οξείδωσης περιβάλλοντα.

Ωστόσο, αυτές οι μακρές περίοδοι ψύχους και οξείδωσης διακόπτονταν όταν αναγωγικά αέρια θερμοκηπίου όπως υδρογόνο εγχέονταν στην ατμόσφαιρα από ηφαίστεια και μετεωρίτες. Τα αέρια αυτά υπερίσχυαν του οξυγόνου και μετέτρεπαν την ατμόσφαιρα σε μια αναγωγική χημική κατάσταση. Τα πιο ισχυρής εκπομπής επεισόδια θέρμαιναν τον πλανήτη τόσο πολύ που μπορούσαν να σχηματιστούν στην επιφάνεια ποταμοί και λίμνες, εξηγώντας το σχηματισμό των δέλτα, όπως αυτό στον κρατήρα Jezero. Ο συνδυασμός του νερού και μιας χημικά αναγωγικής ατμόσφαιρας κάνει αυτές τις χρονικές περιόδους πολύ περισσότερο ευνοϊκές για το σχηματισμό προβιοτικών ενώσεων, που έχουν επιπτώσεις για την έρευνα για ζωή.

Με τον καιρό, το υδρογόνο διέφευγε από την ατμόσφαιρα στο διάστημα και το νερό διασπώνταν από την υπεριώδη ακτινοβολία, προκαλώντας την αύξηση του οξυγόνου στην ατμόσφαιρα και πάλι. Αυτό θα πρέπει να σταματούσε το φαινόμενο του θερμοκηπίου και να ψύχρανε τον πλανήτη πίσω σε θερμοκρασίες κάτω του μηδενός. Κάθε ζωή που διαμορφώθηκε κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου θα πρέπει να αναγκαζόταν να διαφύγει κάτω από την επιφάνεια. Η δυναμική της φύσης του πρώιμου Αρειανού περιβάλλοντος υποδηλώνει ευκαιρίες για την ανάδυση της ζωής κατά τη διάρκεια θερμών και υγρών διαλειμμάτων όταν αναγωγικές συνθήκες πρέπει να προτιμούν την προβιοτική χημεία, αλλά επίσης (υποδηλώνει) προκλήσεις για την ανθεκτικότητα της επιφανειακής ζωής στη φάση των συχνών και συν τω χρόνω, αυξανόμενων μεσοδιαστημάτων των κυρίως ψυχρών και στεγνών οξειδωμένων περιβαλλόντων.

Αυτή η σύνθετη και διακυμαινόμενη εικόνα του πρώιμου Αρειανού κλίματος βοηθάει να εξηγηθούν βασικά χαρακτηριστικά της γεωλογίας του πλανήτη και του αρχείου των ορυκτών, που παρατηρήθηκαν από τα προηγούμενα ρόβερ και προβλέπει το σχηματισμό άλλων ορυκτών που μπορούν να ελεγχθούν από του ρόβερ Perseverance.

Πηγή: Harvard Gazette

Περισσότερα στη δημοσίευση: A coupled model of episodic warming, oxidation and geochemical transitions on early Mars. Nature Geoscience.

Κωνσταντίνος Ζώκος

Κωνσταντίνος Ζώκος

Φυσικός, Δάσκαλος Φυσικής