Un nou studiu arată că atmosfera lui Marte s-ar putea ascunde chiar la vedere, fiind absorbită de minerale în argila Planetei Roșii.
Marte nu a fost întotdeauna deșertul rece pe care îl vedem astăzi. Dovezile din ce în ce mai numeroase sugerează că, acum miliarde de ani, apa curgea la suprafața planetei. Dacă a existat apă, trebuie să fi existat și o atmosferă groasă care să împiedice înghețul acesteia. Însă, aproximativ acum 3,5 miliarde de ani, apa s-a evaporat, iar aerul, odată plin de dioxid de carbon, s-a subțiat dramatic, lăsând doar o urmă de atmosferă care încă se menține pe planetă, scrie news.mit.edu.
Unde a dispărut atmosfera lui Marte
Pentru doi geologi de la MIT, răspunsul ar putea sta în argila planetei. Într-un articol publicat în Science Advances, aceștia propun că mare parte din atmosfera lipsă a lui Marte ar putea fi „închisă” în scoarța acoperită de argilă a planetei.
Echipa sugerează că, atunci când apa a fost prezentă pe Marte, aceasta ar fi putut să se infiltreze în anumite tipuri de roci, declanșând o serie de reacții lente care au extras treptat dioxidul de carbon din atmosferă, transformându-l în metan, o formă de carbon care ar fi putut fi stocată în argila de la suprafața planetei pentru milioane de ani.
Procese similare se întâmplă și pe Pământ
Cercetătorii au folosit cunoștințele pe care le aveau despre interacțiunile dintre roci și gaze de pe Pământ și le-au aplicat pentru a înțelege cum ar putea funcționa procese similare pe Marte. Au descoperit că, având în vedere cantitatea de argilă de pe suprafața planetei, aceasta ar putea reține o cantitate uriașă de dioxid de carbon, echivalentul a aproximativ 80% din atmosfera inițială și densă a planetei.
Cercetătorii susțin că acest carbon martian stocat ar putea fi, într-o zi, recuperat și convertit în combustibil pentru viitoare misiuni între Marte și Pământ.
„Pe baza descoperirilor noastre de pe Pământ, demonstrăm că procese similare probabil au avut loc și pe Marte, iar cantități mari de CO2 atmosferic ar fi putut fi transformate în metan și stocate în argilă”, spune Oliver Jagoutz, profesor de geologie la MIT. „Acest metan ar putea încă să fie prezent și, poate, chiar utilizat ca sursă de energie pe Marte în viitor.”
Autorul principal al studiului este Joshua Murray, care și-a obținut recent doctoratul la MIT.
Jagoutz și echipa sa încearcă să identifice procesele geologice care influențează evoluția litosferei Pământului, stratul dur și fragil de la suprafață, care include scoarța și mantaua superioară, unde se află plăcile tectonice.
În 2023, ei s-au concentrat pe un tip de mineral argilos de suprafață numit ”smectită”, cunoscut ca fiind o eficientă „capcană” pentru carbon. Smectita de pe Pământ a fost probabil produsă prin activitate tectonică, iar odată ce a fost expusă la suprafață, a început să absoarbă dioxid de carbon din atmosferă, răcind planeta pe parcursul a milioane de ani.
După publicarea acestor rezultate, Jagoutz a observat o hartă a suprafeței lui Marte și a realizat că o mare parte din planetă este acoperită de aceeași smectită. Așadar, ar fi putut această argilă să joace un rol similar în reținerea carbonului pe Marte? Și dacă da, cât de mult carbon ar putea stoca?
„Știm că acest proces se întâmplă și este bine documentat pe Pământ. Iar aceste roci și argile există și pe Marte”, spune Jagoutz. „Așa că am vrut să încercăm să conectăm punctele.”
Spre deosebire de Pământ, unde smectita apare din cauza mișcării plăcilor tectonice, pe Marte nu există o astfel de activitate tectonică. Echipa a căutat alte modalități prin care argila s-ar fi putut forma pe Marte, în funcție de ceea ce știu oamenii de știință despre istoria și compoziția planetei.
De exemplu, unele măsurători la distanță ale suprafeței lui Marte sugerează că cel puțin o parte a scoarței planetei conține roci magmatice ultramafice, similare cu cele care produc smectite pe Pământ. Alte observații dezvăluie modele geologice asemănătoare râurilor și afluenților, unde apa ar fi putut curge și reacționa cu roca de dedesubt.
Jagoutz și Murray s-au întrebat dacă apa ar fi putut reacționa cu rocile ultramafice ale lui Marte într-un mod care ar fi produs argilele ce acoperă astăzi suprafața planetei. Au dezvoltat un model simplu chimic al rocilor, bazat pe ceea ce se știe despre modul în care rocile magmatice interacționează cu mediul lor pe Pământ.
Au aplicat acest model la Marte, unde oamenii de știință cred că scoarța este compusă în mare parte din roci magmatice bogate în olivină. Echipa a folosit modelul pentru a estima modificările pe care le-ar putea suferi rocile bogate în olivină, presupunând că apa a existat pe suprafață timp de cel puțin un miliard de ani, iar atmosfera era densă în dioxid de carbon.
„În acea perioadă din istoria lui Marte, ne gândim că CO2 era prezent peste tot, în fiecare colț și crăpătură, iar apa din roci era plină și ea de CO2”, explică Murray.
Pe parcursul unui miliard de ani, apa care se infiltra prin scoarță ar fi reacționat încet cu olivina, un mineral bogat într-o formă redusă de fier. Oxigenul din apă s-ar fi legat de fier, eliberând hidrogen și formând fierul oxidat care dă planetei culoarea sa roșie. Hidrogenul s-ar fi combinat apoi cu dioxidul de carbon din apă, formând metan. Pe măsură ce această reacție a progresat, olivina s-ar fi transformat încet într-o altă rocă bogată în fier, cunoscută sub numele de serpentină, care a continuat să reacționeze cu apa pentru a forma smectită.
„Aceste smectite au o capacitate imensă de a stoca acest carbon”, afirmă Murray. „Am folosit cunoștințele existente despre modul în care aceste minerale sunt stocate în argilă pe Pământ și am extrapolat pentru a ne întreba, dacă suprafața lui Marte are atâta argilă, cât metan poți stoca în această cantitate?”
El și Jagoutz au descoperit că, dacă Marte este acoperit de un strat de smectită de 1.100 de metri adâncime, această cantitate de argilă ar putea stoca o cantitate uriașă de metan, echivalentă cu majoritatea dioxidului de carbon din atmosferă care s-a pierdut de când planeta a secat.