Pode ser comum, mas o carbono pode ter um enorme impacto na formação e evolução da atmosfera de um planeta. De acordo com um novo estudo da Proceedings da Academia Nacional de Ciências, se Marte abandonasse sua maior parte do suprimento de carbono como metano, provavelmente teria sido temperado o suficiente para causar a formação de água líquida. O modo como o carbono cativo escapa através do magma rico em ferro está nos oferecendo pistas vitais sobre o papel que ele desempenha na "evolução atmosférica inicial de Marte e outros corpos terrestres".
Enquanto a atmosfera de um planeta é sua camada externa, ela tem seus começos bem abaixo. Durante a formação de um planeta, o manto - uma camada entre o núcleo de um planeta e a crosta superior - se prende ao subsolo do carbono quando ele derrete para criar magma. Quando o magma viscoso sobe para a superfície, a pressão diminui e o carbono cativo é liberado como gás. Como exemplo, o carbono cativo da Terra é encapsulado em magma como carbonato e seu gás liberado é dióxido de carbono. Como sabemos, o dióxido de carbono é um "gás de efeito estufa" que permite ao nosso planeta absorver o calor do sol. No entanto, o processo de liberação de carbono cativo em outros planetas - e seus subsequentes efeitos de estufa - não é bem conhecido.
"Sabemos que o carbono vai do manto sólido ao magma líquido, do líquido ao gás e depois sai", disse Alberto Saal, professor de ciências geológicas da Brown e um dos autores do estudo. "Queremos entender como as diferentes espécies de carbono formadas nas condições relevantes para o planeta afetam a transferência."
Graças ao novo estudo, que também incluiu pesquisadores da Northwestern University e da Carnegie Institution de Washington, podemos analisar mais de perto os processos de liberação de outros mantos terrestres, como os encontrados na Lua, Marte e corpos semelhantes . Aqui, o carbono cativo no magma é formado como ferro carbonil - depois escapa como metano e monóxido de carbono. Como o dióxido de carbono, esses dois gases têm um enorme potencial como estufa.
A equipe, juntamente com Malcolm Rutherford, de Brown, Steven Jacobsen, do noroeste e Erik Hauri, da Carnegie Institution, chegaram a algumas conclusões significativas sobre a história vulcânica de Marte. Se seguisse a teoria do carbono cativo, poderia muito bem liberar gás metano suficiente para manter o planeta vermelho quente e aconchegante. No entanto, isso não aconteceu de maneira "semelhante à Terra". Aqui, nosso manto suporta uma condição conhecida como "fugacidade de oxigênio" - o volume de oxigênio livre disponível para reagir com outros elementos. Embora tenhamos uma taxa alta, corpos como o início de Marte e a Lua são pobres em comparação.
Agora a parte da ciência real entra em jogo. Para descobrir como uma menor fugacidade de oxigênio afeta a "transferência de carbono", os pesquisadores experimentaram basalto vulcânico que se aproxima dos encontrados em Marte e na Lua. Através de várias pressões, temperaturas e fugas de oxigênio, a rocha vulcânica foi derretida e estudada com um espectrômetro. Isso permitiu que os cientistas determinassem quanto carbono foi absorvido e que forma ele tomou. Suas descobertas? Em fugas de baixo oxigênio, o carbono cativo assumia a forma de carbonil de ferro e, a baixa pressão, o carbonil de ferro liberado como monóxido de carbono e metano.
"Descobrimos que você pode dissolver no magma mais carbono com baixa fugacidade de oxigênio do que se pensava", disse Diane Wetzel, uma estudante de graduação de Brown e principal autora do estudo. "Isso desempenha um grande papel na desgaseificação dos interiores planetários e em como isso afetará a evolução das atmosferas em diferentes corpos planetários".
Como sabemos, Marte tem uma história de vulcanismo e estudos como esse significam que grandes quantidades de metano devem ter sido liberadas uma vez por transferência de carbono. Isso poderia ter causado um efeito estufa? É inteiramente possível. Afinal, o metano em uma atmosfera inicial pode muito bem ter condições sustentadas quentes o suficiente para permitir a formação de água líquida na superfície.
Talvez até o suficiente para piscina ...
Fonte da história original: Brown University News Release.
