Semburan metana mungkin telah menghangatkan Mars awal

Ini Dia Misteri Segitiga Bermuda (Eps. 04) Teori Gas Metana (Juli 2019).

Anonim

Kehadiran air di Mars kuno adalah sebuah paradoks. Ada banyak bukti geografis bahwa sungai-sungai mengalir secara berkala di permukaan planet. Namun pada periode waktu ketika perairan ini seharusnya telah beroperasi — tiga hingga empat miliar tahun lalu — Mars seharusnya terlalu dingin untuk mendukung air cair.

Jadi bagaimana rasanya tetap hangat?

Para peneliti dari Harvard John A. Paulson School of Engineering dan Applied Science (SEAS) menyatakan bahwa Mars awal mungkin telah dihangatkan sebentar-sebentar oleh efek rumah kaca yang kuat. Dalam sebuah makalah yang diterbitkan dalam Geophysical Research Letters, para peneliti menemukan bahwa interaksi antara metana, karbon dioksida dan hidrogen di atmosfer Mars awal mungkin telah menciptakan periode hangat ketika planet itu dapat mendukung air cair di permukaan.

"Awal Mars adalah unik dalam arti bahwa itu adalah satu lingkungan planet, di luar Bumi, di mana kita dapat mengatakan dengan keyakinan bahwa setidaknya ada periode episodik di mana kehidupan bisa berkembang, " kata Robin Wordsworth, asisten profesor ilmu lingkungan dan teknik di SEAS, dan penulis pertama dari makalah ini. "Jika kita memahami bagaimana operasi Mars awal, itu bisa memberi tahu kita sesuatu tentang potensi untuk menemukan kehidupan di planet lain di luar tata surya."

Empat miliar tahun yang lalu, Matahari sekitar 30 persen lebih redup daripada hari ini dan jauh lebih sedikit radiasi matahari — alias panas — mencapai permukaan Mars. Radiasi sedikit yang mencapai planet terjebak oleh atmosfer, menghasilkan periode hangat dan basah. Selama beberapa dekade, para peneliti telah berjuang untuk membuat model persis bagaimana planet itu diisolasi.

Pelaku jelas adalah CO2. Karbon dioksida membentuk 95 persen atmosfer Mars saat ini dan merupakan gas rumah kaca paling terkenal dan melimpah di Bumi.

Tetapi CO2 saja tidak memperhitungkan suhu awal Mars.

"Anda dapat melakukan perhitungan iklim di mana Anda menambahkan CO2 dan membangun hingga ratusan kali tekanan atmosfer saat ini di Mars dan Anda masih belum pernah mencapai suhu yang bahkan mendekati titik leleh, " kata Wordsworth.

Pasti ada hal lain di atmosfer Mars yang berkontribusi pada efek rumah kaca.

Atmosfir planet berbatu kehilangan gas yang lebih ringan, seperti hidrogen, ke ruang angkasa dari waktu ke waktu. (Faktanya, oksidasi yang memberi Mars rona yang khas adalah hasil langsung dari hilangnya hidrogen.)

Wordsworth dan rekan-rekannya melihat gas-gas lama yang hilang ini — yang dikenal sebagai gas reduksi — untuk memberikan penjelasan yang mungkin bagi iklim awal Mars. Secara khusus, tim melihat metana, yang saat ini tidak berlimpah di atmosfer Mars. Miliaran tahun yang lalu, bagaimanapun, proses geologi bisa melepaskan lebih banyak metana ke atmosfer. Metana ini akan secara perlahan diubah menjadi hidrogen dan gas lainnya, dalam proses yang serupa dengan yang terjadi hari ini di bulan Saturnus, Titan.

Untuk memahami bagaimana atmosfer Mars awal ini mungkin berperilaku, tim perlu memahami sifat-sifat dasar dari molekul-molekul ini.

"Ketika Anda sedang melihat atmosfer eksotis, Anda tidak dapat membandingkannya dengan atmosfer Bumi, " kata Wordsworth. "Anda harus mulai dari prinsip pertama. Jadi kami melihat apa yang terjadi ketika metana, hidrogen dan karbon dioksida bertabrakan dan bagaimana mereka berinteraksi dengan foton. Kami menemukan bahwa kombinasi ini menghasilkan penyerapan radiasi yang sangat kuat."

Carl Sagan pertama berspekulasi bahwa pemanasan hidrogen bisa menjadi penting pada awal Mars pada tahun 1977, tetapi ini adalah pertama kalinya para ilmuwan mampu menghitung efek rumah kaca secara akurat. Ini juga pertama kalinya metana telah terbukti menjadi gas rumah kaca yang efektif di Mars awal.

"Penelitian ini menunjukkan bahwa efek pemanasan dari metana dan hidrogen telah diremehkan oleh jumlah yang signifikan, " kata Wordsworth. "Kami menemukan bahwa metana dan hidrogen, dan interaksi mereka dengan karbon dioksida, jauh lebih baik pada pemanasan Mars awal daripada yang sebelumnya diyakini."

Para peneliti berharap bahwa misi masa depan ke Mars akan menjelaskan proses geologis yang menghasilkan miliaran metana tahun lalu.

"Salah satu alasan awal Mars sangat menarik adalah bahwa kehidupan membutuhkan kimia kompleks untuk muncul, " kata Wordsworth. "Ini episode mengurangi emisi gas diikuti oleh oksidasi planet bisa menciptakan kondisi yang menguntungkan bagi kehidupan di Mars."

menu
menu