Mungkin biasa, tetapi karbon boleh memberi kesan besar dalam pembentukan dan evolusi atmosfer planet. Menurut kajian baru dalam Prosiding Akademi Sains Nasional, jika Mars melepaskan sebahagian besar bekalan karbonnya sebagai metana, mungkin cukup panas sehingga menyebabkan air cair terbentuk. Sebagaimana karbon terlepas melalui magma kaya zat besi memberikan kita petunjuk penting mengenai peranannya dalam "evolusi atmosfera awal di Marikh dan badan-badan darat lainnya".
Walaupun atmosfer planet adalah lapisan luarnya, ia mempunyai permulaan yang jauh di bawah. Semasa pembentukan planet, mantel - lapisan antara inti planet dan kerak atas - mengikat karbon di bawah permukaan ketika mencair untuk menghasilkan magma. Apabila magma likat naik ke atas ke permukaan, tekanan akan berkurang dan karbon yang tertawan dilepaskan sebagai gas. Sebagai contoh, karbon tertawan Bumi dikemas dalam magma sebagai karbonat dan gas yang dilepaskannya adalah karbon dioksida. Seperti yang kita ketahui, karbon dioksida adalah "gas rumah kaca" yang membolehkan planet kita menyerap haba dari Matahari. Walau bagaimanapun, proses pelepasan karbon tertawan di planet lain - dan kesan rumah hijau berikutnya - tidak difahami dengan baik ..
"Kami tahu karbon beralih dari mantel padat ke magma cair, dari cecair ke gas dan kemudian keluar," kata Alberto Saal, profesor sains geologi di Brown dan salah seorang penulis kajian. "Kami ingin memahami bagaimana pelbagai spesies karbon yang terbentuk dalam keadaan yang relevan dengan planet mempengaruhi pemindahan."
Terima kasih kepada kajian baru, yang juga merangkumi penyelidik dari Northwestern University dan Carnegie Institution of Washington, kami dapat melihat lebih dekat proses pelepasan untuk mantel darat lain, seperti yang terdapat di Bulan, Marikh dan badan serupa . Di sini karbon tertangkap dalam magma dibentuk sebagai karbonil besi - kemudian melarikan diri sebagai metana dan karbon monoksida. Seperti karbon dioksida, kedua-dua gas ini mempunyai potensi besar sebagai rumah hijau.
Pasukan itu, bersama dengan Malcolm Rutherford dari Brown, Steven Jacobsen dari Northwestern dan Erik Hauri dari Carnegie Institution, membuat beberapa kesimpulan penting mengenai sejarah gunung berapi awal di Mars. Sekiranya ia mengikuti teori karbon tertawan, mungkin gas gas metana yang dikeluarkan cukup baik untuk menjadikan Planet Merah tetap hangat dan selesa. Namun, itu tidak berlaku dengan cara "seperti Bumi". Di sini mantel kami menyokong keadaan yang dikenali sebagai "fugacity oksigen" - jumlah oksigen bebas yang tersedia untuk bertindak balas dengan unsur-unsur lain. Walaupun kita mempunyai kadar yang tinggi, perbandingan badan seperti Marikh awal dan Bulan kurang baik.
Kini bahagian sains yang sebenar mula dimainkan. Untuk mengetahui bagaimana fugacity oksigen yang lebih rendah mempengaruhi "pemindahan karbon", para penyelidik bereksperimen dengan basalt gunung berapi yang hampir sama dengan yang terletak di Marikh dan Bulan. Melalui pelbagai tekanan, suhu dan kekaburan oksigen, batu vulkanik dicairkan dan dikaji dengan spektrometer. Ini membolehkan para saintis menentukan berapa banyak karbon yang diserap dan bentuknya. Penemuan mereka? Pada frekuensi oksigen rendah, karbon tertangkap mengambil bentuk karbonil besi dan pada tekanan rendah karbonil besi dilepaskan sebagai karbon monoksida dan metana.
"Kami mendapati bahawa anda dapat larut dalam magma lebih banyak karbon pada fugacity oksigen rendah daripada yang difikirkan sebelumnya," kata Diane Wetzel, seorang pelajar lulusan Brown dan penulis utama kajian. "Itu memainkan peranan besar dalam penghapusan interior planet dan bagaimana hal itu akan mempengaruhi evolusi atmosfer dalam tubuh planet yang berbeza."
Seperti yang kita ketahui, Mars mempunyai sejarah gunung berapi dan kajian seperti ini bermaksud bahawa sejumlah besar metana pasti pernah dilepaskan melalui pemindahan karbon. Mungkinkah ini mencetuskan kesan rumah hijau? Ini sangat mungkin. Bagaimanapun, metana pada atmosfera awal mungkin menyokong keadaan yang cukup panas sehingga membiarkan air cair terbentuk di permukaan.
Mungkin cukup untuk mengumpulkan ...
Sumber Kisah Asal: Siaran Berita Brown University.
