Wissenschaftler der Open University (OU) haben Isotopenmessungen in der Marsatmosphäre analysiert und so neue Informationen über die Entwicklung des Marsklimas im Laufe der Geschichte und den Ursprung organischer Oberflächenstoffe auf dem Mars geliefert.
Die Marsatmosphäre, die größtenteils aus Kohlendioxid (CO2) besteht, ist im Vergleich zur Erde relativ reich an „schwerem“ Kohlenstoff (13C), da über mehrere Milliarden Jahre hinweg bevorzugt „leichter“ Kohlenstoff (12C) in den Weltraum entweicht .
Wissenschaftler der Atmosphärenforschungs- und Oberflächenexplorationsgruppe der OU haben Daten der ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO)-Mission analysiert, die darauf hinweisen, dass das marsianische Kohlenmonoxid (CO) stattdessen an schwerem Kohlenstoff abgereichert ist.
Dr. Juan Alday, Hauptautor der Studie, die in veröffentlicht wurde Naturastronomieerklärt: „Der Schlüssel zum Verständnis, warum CO weniger 13C enthält, liegt in der chemischen Beziehung zwischen CO2 und CO. Wenn CO2-Moleküle durch Sonnenlicht zerstört werden, um CO zu bilden, werden 12CO2-Moleküle effizienter zerstört als 13CO2, was zu einem Abbau von 13C führt.“ in CO über lange Zeiträume.
Trotz der geringen CO-Menge in der Marsatmosphäre (weniger als 0,1 %) haben diese neuen Messungen wichtige Auswirkungen auf unser Verständnis der Entwicklung des Marsklimas und können dabei helfen, die historischen Klimabedingungen zu bestimmen, die das Vorhandensein von flüssigem Wasser ermöglichten die Oberfläche des frühen Mars.
Dr. Alday kommentierte: „Wir wissen nicht, wie die Atmosphäre des frühen Mars aussah und unter welchen Bedingungen flüssiges Wasser an der Oberfläche fließen konnte. Die Kohlenstoffisotope in der Marsatmosphäre können uns dabei helfen, abzuschätzen, wie viel CO2 es in der Vergangenheit gab.“ .
„Die neuen Messungen des ExoMars TGO deuten darauf hin, dass weniger CO2 vom Planeten entwichen ist als bisher angenommen, und liefern neue Einschränkungen für die Zusammensetzung dieser frühen Marsatmosphäre.“
Jüngste Messungen des Curiosity Rovers der NASA an der Oberfläche ergaben einen Rückgang von 13C im organischen Oberflächenmaterial.
Manish Patel, Leiter der OU ExoMars-Forschungsgruppe, sagte: „Es gibt seit langem eine Debatte darüber, ob organisches Material auf der Marsoberfläche durch biologische oder nichtbiologische Prozesse erzeugt wurde.“
„Die Tatsache, dass sowohl das atmosphärische CO als auch die organischen Stoffe an der Oberfläche diese von Juan gemessene 13C-abgereicherte Isotopensignatur teilen, könnte darauf hindeuten, dass diese organischen Stoffe eher nichtbiologischen Ursprungs sind, obwohl andere Ursprünge allein aufgrund dieser Informationen nicht ausgeschlossen werden können.“
Mehr Informationen:
Juan Alday et al, Photochemischer Abbau schwerer CO-Isotope in der Marsatmosphäre, Naturastronomie (2023). DOI: 10.1038/s41550-023-01974-2