Un rendu 3D d'une planète bleue humide. Crédit :Planet Volumes/Anodé sur Unsplash
Nouvelle recherche publiée dans Earth and Planetary Science Letters suggère que Mars est né humide, avec une atmosphère dense permettant des océans chauds à chauds pendant des millions d'années. Pour arriver à cette conclusion, les chercheurs ont développé le premier modèle d'évolution de l'atmosphère martienne qui relie les hautes températures associées à la formation de Mars à l'état fondu jusqu'à la formation des premiers océans et de l'atmosphère.
Ce modèle montre que, comme sur la Terre moderne, la vapeur d'eau dans l'atmosphère martienne était concentrée dans la basse atmosphère et que la haute atmosphère de Mars était "sèche" parce que la vapeur d'eau se condensait sous forme de nuages aux niveaux inférieurs de l'atmosphère. Hydrogène moléculaire (H2 ), en revanche, ne s'est pas condensé et a été transporté dans la haute atmosphère de Mars, où il a été perdu dans l'espace. Cette conclusion - que la vapeur d'eau s'est condensée et a été retenue au début de Mars alors que l'hydrogène moléculaire ne s'est pas condensé et s'est échappé - permet de relier directement le modèle aux mesures effectuées par les engins spatiaux, en particulier le rover Curiosity du Mars Science Laboratory.
"Nous pensons avoir modélisé un chapitre négligé de l'histoire la plus ancienne de Mars juste après la formation de la planète. Pour expliquer les données, l'atmosphère martienne primordiale doit avoir été très dense (plus de ~ 1000 fois plus dense que l'atmosphère moderne) et composée principalement d'hydrogène moléculaire (H2 ) », a déclaré Kaveh Pahlevan, chercheur à l'Institut SETI.
"Cette découverte est significative car H2 est connu pour être un puissant gaz à effet de serre dans les environnements denses. Cette atmosphère dense aurait produit un fort effet de serre, permettant aux premiers océans d'eau chaude à chaude d'être stables à la surface de Mars pendant des millions d'années jusqu'au H2 s'est peu à peu perdu dans l'espace. Pour cette raison, nous en déduisons que, à une époque antérieure à la formation de la Terre elle-même, Mars est née humide."
Les données contraignant le modèle sont le rapport deutérium sur hydrogène (D/H) (le deutérium est l'isotope lourd de l'hydrogène) de différents échantillons martiens, y compris les météorites martiennes et celles analysées par Curiosity. Les météorites de Mars sont principalement des roches ignées - elles se sont formées lorsque l'intérieur de Mars a fondu et que le magma est monté vers la surface. L'eau dissoute dans ces échantillons ignés intérieurs (dérivés du manteau) a un rapport deutérium à hydrogène similaire à celui des océans de la Terre, ce qui indique que les deux planètes ont commencé avec des rapports D/H similaires et que leur eau provenait de la même source. dans le système solaire primitif.
En revanche, Curiosity a mesuré le rapport D/H d'une ancienne argile vieille de 3 milliards d'années sur la surface martienne et a constaté que cette valeur est d'environ 3 fois celle des océans de la Terre. Apparemment, au moment où ces anciennes argiles se sont formées, le réservoir d'eau de surface sur Mars - l'hydrosphère - avait une concentration substantielle de deutérium par rapport à l'hydrogène. Le seul processus connu pour produire ce niveau de concentration de deutérium (ou "enrichissement") est la perte préférentielle de l'isotope H plus léger vers l'espace.
Le modèle montre en outre que si l'atmosphère martienne était H2 -riche au moment de sa formation (et plus de ~1000x aussi dense qu'aujourd'hui), alors les eaux de surface seraient naturellement enrichies en deutérium d'un facteur 2 à 3x par rapport à l'intérieur, reproduisant les observations. Le deutérium préfère se répartir dans la molécule d'eau par rapport à l'hydrogène moléculaire (H2 ), qui absorbe préférentiellement l'hydrogène ordinaire et s'échappe du haut de l'atmosphère.
"Il s'agit du premier modèle publié qui reproduit naturellement ces données, ce qui nous donne une certaine confiance dans le fait que le scénario d'évolution atmosphérique que nous avons décrit correspond aux premiers événements sur Mars", a déclaré Pahlevan.
Outre la curiosité pour les premiers environnements sur les planètes, H2 Les atmosphères riches sont importantes dans la recherche de la vie au-delà de la Terre par l'Institut SETI. Des expériences remontant au milieu du 20ème siècle montrent que des molécules prébiotiques impliquées dans l'origine de la vie se forment facilement dans un tel H2 -atmosphères riches mais pas si facilement en H2 - atmosphères pauvres (ou plus « oxydantes »). L'implication est que le début de Mars était une version chaude de Titan moderne et un site au moins aussi prometteur pour l'origine de la vie que l'était la Terre primitive, sinon plus prometteur. Aidez les scientifiques de la NASA à trouver des nuages sur Mars
