Itu mungkin biasa, tetapi karbon dapat memiliki dampak besar dalam pembentukan dan evolusi atmosfer planet. Menurut sebuah studi baru dalam Prosiding National Academy of Sciences, jika Mars melepaskan sebagian besar pasokan karbonnya sebagai metana, kemungkinan itu akan cukup beriklim untuk menyebabkan terbentuknya air cair. Bagaimana karbon yang tertahan lolos melalui magma yang kaya zat besi menawarkan kita petunjuk penting tentang perannya dalam "evolusi atmosfer awal di Mars dan benda-benda terestrial lainnya".
Sementara atmosfer sebuah planet adalah lapisan terluarnya, ia memiliki permulaan yang jauh di bawah. Selama pembentukan sebuah planet, mantel - lapisan antara inti dan kerak atas planet - melekat pada karbon di bawah permukaan ketika meleleh untuk menciptakan magma. Ketika magma kental naik ke atas ke permukaan, tekanan berkurang dan karbon tawanan dilepaskan sebagai gas. Sebagai contoh, karbon tawanan Bumi dienkapsulasi dalam magma sebagai karbonat dan gas yang dilepaskannya adalah karbon dioksida. Seperti yang kita ketahui, karbon dioksida adalah "gas rumah kaca" yang memungkinkan planet kita menyerap panas dari Matahari. Namun, proses pelepasan karbon tawanan di planet lain - dan efek rumah kaca selanjutnya - tidak dipahami dengan baik ..
"Kami tahu karbon beralih dari mantel padat ke magma cair, dari cair ke gas dan kemudian keluar," kata Alberto Saal, profesor ilmu geologi di Brown dan salah satu penulis penelitian. "Kami ingin memahami bagaimana berbagai spesies karbon yang terbentuk dalam kondisi yang relevan dengan planet ini memengaruhi transfer."
Berkat studi baru, yang juga termasuk para peneliti dari Northwestern University dan Carnegie Institution of Washington, kami dapat melihat lebih dekat proses pelepasan mantel terestrial lainnya, seperti yang ditemukan di Bulan, Mars, dan badan serupa. . Di sini karbon tawanan di magma terbentuk sebagai karbonil besi - kemudian lepas sebagai metana dan karbon monoksida. Seperti karbon dioksida, kedua gas ini memiliki potensi besar sebagai rumah kaca.
Tim, bersama dengan Malcolm Rutherford dari Brown, Steven Jacobsen dari Northwestern dan Erik Hauri dari Carnegie Institution, sampai pada beberapa kesimpulan penting tentang sejarah vulkanik awal Mars. Jika mengikuti teori karbon tawanan, itu mungkin sangat baik melepaskan gas metana yang cukup untuk membuat Planet Merah hangat dan nyaman. Namun, itu tidak terjadi dengan cara yang “mirip bumi”. Di sini mantel kami mendukung kondisi yang dikenal sebagai "oksigen fugacity" - volume oksigen gratis yang tersedia untuk bereaksi dengan elemen lain. Sementara kita memiliki tingkat tinggi, tubuh seperti Mars awal dan Bulan buruk dibandingkan.
Sekarang bagian sains yang nyata ikut berperan. Untuk menemukan bagaimana dampak oksigen yang lebih rendah berdampak pada "transfer karbon", para peneliti bereksperimen dengan basal vulkanik yang sangat cocok dengan yang berada di Mars dan Bulan. Melalui berbagai tekanan, temperatur, dan oksigen fugacities, batuan vulkanik dicairkan dan dipelajari dengan spektrometer. Ini memungkinkan para ilmuwan untuk menentukan berapa banyak karbon yang diserap dan apa bentuknya. Temuan mereka? Pada kadar oksigen rendah, karbon tawanan berbentuk karbonil besi dan pada tekanan rendah karbonil besi dilepaskan sebagai karbon monoksida dan metana.
"Kami menemukan bahwa Anda dapat melarutkan lebih banyak karbon di magma dengan kadar oksigen rendah daripada yang diperkirakan sebelumnya," kata Diane Wetzel, seorang mahasiswa lulusan Brown dan penulis utama studi tersebut. "Itu memainkan peran besar dalam degassing interior planet dan bagaimana hal itu kemudian akan mempengaruhi evolusi atmosfer di berbagai badan planet."
Seperti yang kita ketahui, Mars memiliki sejarah vulkanisme dan penelitian seperti ini berarti bahwa sejumlah besar metana harus pernah dilepaskan melalui transfer karbon. Mungkinkah ini memicu efek rumah kaca? Sepenuhnya mungkin. Bagaimanapun, metana dalam atmosfer awal mungkin sangat mendukung kondisi yang cukup hangat untuk memungkinkan air cair terbentuk di permukaan.
Bahkan mungkin cukup untuk kolam ...
Sumber Cerita Asli: Siaran Berita Brown University.
