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Der Mars war einst ein ozeanbedeckter Planet mit einer dichten Atmosphäre wie die Erde

Heute ist der Mars eine kalte, trockene Wüste. Aber vor Milliarden von Jahren hätte es ein üppiger Planet sein können, der mit Oberflächenwasser bedeckt war und sich nicht so sehr von der Erde unterschied. Der große Unterschied zwischen damals und heute ist die Marsatmosphäre, die jetzt dünn und sparsam ist, aber einst dick genug war, um Wärme zu speichern. Diese gefangene Wärme ermöglichte es, dass Wasser auf der Oberfläche des Planeten flüssig wurde, was der Schlüssel für die Möglichkeit ist, dass dort Leben existiert.

Wissenschaftler möchten mehr über die antike Marsatmosphäre erfahren, sowohl über ihre Zusammensetzung als auch über die Art und Weise, wie sie die Umwelt auf dem Planeten fördert, und darüber, wie lange sie fortbesteht. Eine Möglichkeit, diese Frage zu untersuchen, besteht darin, die Dicke der antiken Atmosphäre anhand des Vorhandenseins von Sauerstoffisotopen abzuschätzen. Isotope sind Versionen eines Atoms, in diesem Fall Sauerstoff, der aufgrund einer unterschiedlichen Anzahl von Neutronen eine andere Masse als gewöhnlich aufweist. Wenn ein Isotop schwerer ist, ist es wahrscheinlicher, dass es in der Atmosphäre eines Planeten bleibt. Es ist wahrscheinlicher, dass leichtere Isotope in den Weltraum gelangen.

Im Vergleich zur Erde hat der Mars eher ein schweres Isotop, 18O, im Verhältnis zu einem leichteren Isotop, 16O. Die Wissenschaftler könnten anhand dieser Informationen abschätzen, wie schnell die Marsatmosphäre entkommen wäre. Das Verhältnis zwischen diesen beiden Isotopen ist jedoch über die Zeit nicht stabil. Eine neue Studie kann dies erklären, da sich das Verhältnis im Laufe des Mars-Tages ändert.

"Frühere Messungen auf dem Mars oder von der Erde haben eine Vielzahl unterschiedlicher Werte für das Isotopenverhältnis ergeben", erklärte der Hauptautor Timothy Livengood in einer Erklärung. „Unsere sind die ersten Messungen, bei denen eine einzelne Methode verwendet wird, um zu zeigen, dass das Verhältnis tatsächlich innerhalb eines einzigen Tages variiert, anstatt Vergleiche zwischen unabhängigen Geräten anzustellen. Bei unseren Messungen variiert das Isotopenverhältnis von etwa 9%, die an schweren Isotopen am Mittag auf dem Mars abgereichert sind, bis zu etwa 8%, die an schweren Isotopen um etwa 1:30 Uhr nachmittags angereichert sind. im Vergleich zu den Isotopenverhältnissen, die für Erdsauerstoff normal sind. “

Dies hilft, frühere Messungen der Marsatmosphäre zu erklären, die widersprüchlich erschienen. Dies ist eine gute Nachricht für Wissenschaftler, da die Modelle, die wir für die Entwicklung der Marsatmosphäre im Laufe der Zeit haben, wahrscheinlich richtig sind.

"Es zeigt, dass der atmosphärische Verlust durch Prozesse verursacht wurde, die wir mehr oder weniger verstehen", sagte Livengood. "Kritische Details müssen noch ausgearbeitet werden, aber es bedeutet, dass wir keine exotischen Prozesse aufrufen müssen, die zur Entfernung von CO2 hätten führen können, ohne die Isotopenverhältnisse oder nur einige Verhältnisse in anderen Elementen zu ändern."

Die Ergebnisse werden in der Zeitschrift Icarus veröffentlicht.