Een interactie die afwezig is in de atmosfeer van de aarde, maar typerend is voor de oude Mars, kan een antwoord bieden op de vraag van de mysterieus hoge temperatuur op Mars uit het verleden.
Wetenschappers uit de Verenigde Staten hebben de redenen geanalyseerd voor het paradoxaal warme klimaat op het oude Mars in het tijdperk van het bestaan van open reservoirs daar. Volgens hun berekeningen hield al het eerdere werk geen rekening met het belang van de interactie van kooldioxide en methaan met elkaar. Deze onbekende factor in de omstandigheden op Mars zou een veel groter broeikaseffect kunnen veroorzaken dan eerder werd aangenomen. Het nieuwe werk laat ook zien dat moderne ideeën over de buitengrens van de bewoonbare zone onjuist waren: planeten met atmosferen van hetzelfde type als het oude Mars kunnen bewoonbaar zijn, ook al is dit volgens moderne opvattingen onmogelijk. Een gerelateerd artikel is gepubliceerd in Geophysical Research Letters.
In de afgelopen jaren zijn er aanwijzingen dat het oude Mars vloeibaar water en mogelijk volle oceanen had, zelfs 4 miljard jaar geleden, toen de zon vandaag bijna 30 procent zwakker was. Mars, zowel toen als nu, ontvangt 2,5 keer minder licht van de zon dan de aarde. Dit betekent dat hij 4 miljard jaar geleden 3,5 keer minder warmte ontving van onze ster.
Eenvoudige berekeningen laten zien dat als de aarde minstens twee keer zo zwak wordt verwarmd, er helemaal geen vloeibaar water op staat. En zelfs als Mars in de oudheid een atmosfeer van kooldioxide had die honderden keren dichter was dan nu, zou het nog steeds te koud zijn voor open water.
De auteurs van het nieuwe werk merken op dat dit betekent dat alle bestaande modellen van het oude Mars niet radicaal met iets rekening houden. Onderzoekers hebben berekeningen uitgevoerd van hoe de botsingen van koolstofdioxide- en methaanmoleculen de kans op hun absorptie van fotonen veranderen. Volgens hun gegevens bleek de kans om fotonen te blokkeren in dit geval vele malen groter dan in atmosferen die alleen uit kooldioxide of alleen methaan bestaan.
Alle realistische berekeningen van de gasschil van Mars in de oudheid zijn gebaseerd op atmosferische druk die niet hoger is dan 1,5-2 eenheden van de moderne aardedruk. Een dichtere atmosfeer met een zwakkere Marszwaartekracht zou moeilijk te beheersen zijn. De atmosfeer met twee gassen houdt de warmte veel beter vast dan eerder voor mogelijk werd gehouden bij een dergelijk gematigd drukbereik. Tot nu toe heeft niemand met deze mogelijkheid rekening gehouden, simpelweg omdat in de atmosfeer van de aarde zowel methaan als kooldioxide in zeer kleine hoeveelheden aanwezig zijn en de interactie tussen hun moleculen hier onwaarschijnlijk is.
Het model, waarin kooldioxide 90 procent is en methaan en zijn vervalproducten 5-10 procent, lieten de auteurs van het werk al snel zien dat het broeikaseffect in dit scenario veel sterker is dan eerder werd gedacht. Hij kon Mars tot nul graden Celsius verwarmen, zelfs met het zwakke zonlicht dat toen op de Rode Planeet viel.
De onderzoekers merken op dat een vergelijkbare interactie van kooldioxide en methaan de planeet kan verwarmen tot hoge temperaturen, die nu als buiten de bewoonbare zone worden beschouwd. Dus vandaag bevindt Mars zich aan de buitengrens van de bewoonbare zone. Maar 4 miljard jaar geleden was hij blijkbaar ver buiten zijn grenzen. Nieuw werk toont aan dat de verste bewoonde planeetbaan 12-13 procent verder van de ster verwijderd kan zijn dan eerder werd gedacht. Dienovereenkomstig zijn veel exoplaneten, die tegenwoordig als te koud voor het leven worden beschouwd, er potentieel behoorlijk geschikt voor - althans voor anaërobe.
Promotie video:
