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화성의 대기에서 탄소의 손실은 설명했다

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작성자 허순호쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물요원 댓글 0건 조회 550회 작성일 15-11-25 19:01

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하나 또는 동결 빨리 증발 물을 유지하기에는 너무 얇다 - 화성은 얇은, 주로 이산화탄소 분위기 블랭킷된다. 그러나 지질 학적 증거는 고대 화성이 한 번 오늘보다 더 따뜻하고 습한 장소라고 결론 과학자를 주도하고있다. 온화한 기후를 생산하는 여러 연구자 행성 한번 더 두꺼운 이산화탄소 분위기에 싸여 것을 제안했다. 질문 왼쪽 수십 년 동안 "모든 탄소 갔습니까?"

태양풍이 화성의 고대 분위기의 대부분을 멀리 제거하고 여전히 매일의 톤을 제거하고 있습니다. 그들은 더 많은 탄소를 찾을 수없는 이유 그러나 과학자들은 당혹 한 - 화성의 바위에 캡처 - 탄산염의 형태로. 또한 현대 화성 분위기 무겁고 가벼운 탄소의 비율을 설명하기 위해 노력했다.

지금 파사 데나에서 모두 캘리포니아 기술 연구소 항공 우주국 (NASA)의 제트 추진 연구소에서 과학자의 팀은 자연 저널 통신에 의해 오늘 발표 된 논문에서, "실종"탄소에 대한 설명을 제공합니다.

그들은 3,800,000,000년 전, 화성 적당히 조밀 한 분위기를 가지고있는 가능성이 있음을 시사하는 것이다. 이러한 분위기 - 동일하거나 지구에서 볼 것 이상 면압 함께 - 관찰 된 비율과 일치 "누락 된"탄소 문제 마이너스뿐만 아니라 방법뿐만 아니라 현재 얇은 하나, 진화 있었다 탄소 (13) 탄소 (12), 차이 만 각각의 핵에 얼마나 많은 중성자에 의해.

"우리의 종이가 현재의 얇은 하나에 적당히 조밀 한 분위기에서 전환하는 것은 전적으로 가능하다는 것을 보여주고,"칼텍 박사 동료 Renyu 후, 리드 저자는 말한다. "우리는 화성의 분위기에 대해 무엇을 알고 지금은 진화의 일관된 그림으로 함께 재현 될 수 있다는 것을 그것은 흥미로운 -. 이것은 엄청난 발견되지 않은 탄소 저장을 필요로하지 않습니다"

초기 화성 분위기는 현재 상태로 전환하는 방법을 고려하여 한 경우, 과량의 이산화탄소의 제거를위한 두 가지 가능한 메커니즘들이있다. 어느 이산화탄소 카보네이트라는 바위 무기물 혼입 하였다되거나 공간 손실되었다.

2015년 8월 연구는 보여, 재고 탄산염 여러 화성 궤도 우주선에서 데이터를 사용하는 상위 반 마일 (일km) 또는 시간 동안의 경우 네트워크 두꺼운 초반 분위기에서 누락 된 탄소를 포함하는 표면에 충분히 가까이에 아무데도 없다 고대 강 채널은 3.8 억년 전에, 활성했다.

탈출 우주 시나리오도 문제가되고있다. 각종 처리가 대기 중에서 탄소 -12 동위 원소로 탄소 (13)의 상대적인 양을 변경할 수 있기 때문에, "우리는 과거에 화성 분위기 일어난 정확하게 추론하는 지문과 같이 상이한 시점에서 비의 측정치를 사용하여 "후는 말한다. 첫 번째 제약은 원래 화성 대기의 시작 동위 원소 비율에 대한 통찰력을 제공, 화성 내부 깊은 곳에서 화산 방출 가스를 포함 운석의 비율의 측정에 의해 설정된다. 현대 비율은 NASA의 호기심 로버에 악기 SAM (화성에서 샘플 분석)에 의해 측정에서 비롯됩니다.

화성의 대기로부터 공간에 하나의 방법 이산화탄소 이스케이프는 태양풍과 대기권 사이의 상호 작용을 포함하는, 스퍼터링이라고합니다. NASA의 MAVEN (화성 대기와 휘발성 진화)의 임무는 나왔고 최근 결과 입자의 분기 파운드 (약 100 그램)에 대해 매 초마다이 과정을, 대기 손실의 가능성이 메인 드라이버를 통해 오늘날의 화성의 대기에서 제거되었음을 표시합니다. 약간 스퍼터링은 탄소 -13에 비해 탄소 (12)의 손실을 선호하지만, 이러한 효과는 적다. 탄소 12에 비례 - - 그렇게 다른 프로세스도 작업에 있어야합니다, 혼자 스퍼터링의 결과로해야보다 호기심 측정은 오늘날의 화성의 대기는 탄소 13에 훨씬 더 풍부한 것을 보여준다.

후와 그의 공동 저자는 크게 탄소-13 농축에 기여 할 수있는 메커니즘을 식별합니다. 프로세스는 일산화탄소 및 산소로 분할 대기권에 이산화탄소 분자 띄는 태양으로부터의 자외선 (UV) 광으로 시작한다. 그 후, UV 광은 일산화탄소 안타 탄소 및 산소로 분할한다. 이 방법으로 제조 된 일부 탄소 원자는 대기로부터 탈출하기에 충분한 에너지를 가지고 있고, 새로운 연구는 탄소 -12는 탄소 -13보다 멀리 벗어날 가능성이 있음을 보여준다.

이 "자외선 광분해"메커니즘의 장기적인 효과를 모델링, 연구자들은이 방법에 의해 이탈 소량의 탄소 동위 원소 비율에 큰 지문 잎하였습니다. 즉, 차례로, 그 분위기 3,800,000,000년 전 지구 대기 오늘보다 조금 덜 두꺼운 표면 압력이 있었다 수 있다는 계산하는 것을 허용했다.

"이것은 오랜 역설을 해결,"베다니 칼텍의 Ehlmann과 JPL, 모두 오늘의 발행 및 탄산염에 대한 당당한 하나의 공동 저자는 말했다. "가정 매우 두꺼운 분위기는이 큰 표면 탄소 저장을 필요로 함을 의미하는 듯하지만, 자외선 광분해 과정의 효율성은 실제로 어떤 모순이 없다는 것을 의미한다. 우리가 그들을 이해 당신은 탄산 검출 된 양 정상 손실 프로세스를 사용할 수 있습니다 그리고 의미가 화성에 대한 진화 시나리오를 찾을 수 있습니다. "

JPL은 화성에 인간의 임무 대한 항공 우주국 (NASA)의 진행의 일환으로, NASA의 과학 미션, 워싱턴에 대한 호기심을 관리합니다. 칼텍은 항공 우주국 (NASA)에 대한 JPL을 관리합니다. 호기심에 대한 자세한 내용은 다음 웹 사이트를 방문 :

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2015-356

마지막 업데이트 : 월호 (25) 2015
편집 : 토니 Greicius
태그 : 제트 추진 연구소 (Jet Propulsion Laboratory) , 화성 여행 , 화성 , 화성 과학 실험실 (호기심) 태양 광
......원 본.....
http://www.nasa.gov/feature/jpl/msl/loss-of-carbon-in-martian-atmosphere-explained

Loss of Carbon in Martian Atmosphere Explained
Graphic depicts paths by which carbon has been exchanged
This graphic depicts paths by which carbon has been exchanged among Martian interior, surface rocks, polar caps, waters and atmosphere, and also depicts a mechanism by which it is lost from the atmosphere with a strong effect on isotope ratio.
Credits: Lance Hayashida/Caltech
Full image and caption
Mars is blanketed by a thin, mostly carbon dioxide atmosphere -- one that is far too thin to keep water from freezing or quickly evaporating. However, geological evidence has led scientists to conclude that ancient Mars was once a warmer, wetter place than it is today. To produce a more temperate climate, several researchers have suggested that the planet was once shrouded in a much thicker carbon dioxide atmosphere. For decades that left the question, "Where did all the carbon go?"

The solar wind stripped away much of Mars' ancient atmosphere and is still removing tons of it every day. But scientists have been puzzled by why they haven't found more carbon -- in the form of carbonate -- captured into Martian rocks. They have also sought to explain the ratio of heavier and lighter carbons in the modern Martian atmosphere.

Now a team of scientists from the California Institute of Technology and NASA's Jet Propulsion Laboratory, both in Pasadena, offer an explanation of the "missing" carbon, in a paper published today by the journal Nature Communications.

They suggest that 3.8 billion years ago, Mars might have had a moderately dense atmosphere. Such an atmosphere -- with a surface pressure equal to or less than that found on Earth -- could have evolved into the current thin one, not only minus the "missing" carbon problem, but also in a way consistent with the observed ratio of carbon-13 to carbon-12, which differ only by how many neutrons are in each nucleus.

"Our paper shows that transitioning from a moderately dense atmosphere to the current thin one is entirely possible," says Caltech postdoctoral fellow Renyu Hu, the lead author. "It is exciting that what we know about the Martian atmosphere can now be pieced together into a consistent picture of its evolution -- and this does not require a massive undetected carbon reservoir."

When considering how the early Martian atmosphere might have transitioned to its current state, there are two possible mechanisms for the removal of the excess carbon dioxide. Either the carbon dioxide was incorporated into minerals in rocks called carbonates or it was lost to space.

An August 2015 study used data from several Mars-orbiting spacecraft to inventory carbonates, showing there are nowhere near enough in the upper half mile (one kilometer) or the crust to contain the missing carbon from a thick early atmosphere during a time when networks of ancient river channels were active, about 3.8 billion years ago.

The escaped-to-space scenario has also been problematic. Because various processes can change the relative amounts of carbon-13 to carbon-12 isotopes in the atmosphere, "we can use these measurements of the ratio at different points in time as a fingerprint to infer exactly what happened to the Martian atmosphere in the past," says Hu. The first constraint is set by measurements of the ratio in meteorites that contain gases released volcanically from deep inside Mars, providing insight into the starting isotopic ratio of the original Martian atmosphere. The modern ratio comes from measurements by the SAM (Sample Analysis at Mars) instrument on NASA's Curiosity rover.

One way carbon dioxide escapes to space from Mars' atmosphere is called sputtering, which involves interactions between the solar wind and the upper atmosphere. NASA's MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution) mission has yielded recent results indicating that about a quarter pound (about 100 grams) of particles every second are stripped from today's Martian atmosphere via this process, likely the main driver of atmospheric loss. Sputtering slightly favors loss of carbon-12, compared to carbon-13, but this effect is small. The Curiosity measurement shows that today's Martian atmosphere is far more enriched in carbon-13 -- in proportion to carbon-12 -- than it should be as a result of sputtering alone, so a different process must also be at work.

Hu and his co-authors identify a mechanism that could have significantly contributed to the carbon-13 enrichment. The process begins with ultraviolet (UV) light from the sun striking a molecule of carbon dioxide in the upper atmosphere, splitting it into carbon monoxide and oxygen. Then, UV light hits the carbon monoxide and splits it into carbon and oxygen. Some carbon atoms produced this way have enough energy to escape from the atmosphere, and the new study shows that carbon-12 is far more likely to escape than carbon-13.

Modeling the long-term effects of this "ultraviolet photodissociation" mechanism, the researchers found that a small amount of escape by this process leaves a large fingerprint in the carbon isotopic ratio. That, in turn, allowed them to calculate that the atmosphere 3.8 billion years ago might have had a surface pressure a bit less thick than Earth's atmosphere today.

"This solves a long-standing paradox," said Bethany Ehlmann of Caltech and JPL, a co-author of both today's publication and the August one about carbonates. "The supposed very thick atmosphere seemed to imply that you needed this big surface carbon reservoir, but the efficiency of the UV photodissociation process means that there actually is no paradox. You can use normal loss processes as we understand them, with detected amounts of carbonate, and find an evolutionary scenario for Mars that makes sense."

JPL manages Curiosity for NASA's Science Mission Directorate, Washington, as part of NASA's progress toward a human mission to Mars. Caltech manages JPL for NASA. For more information about Curiosity, visit:

http://www.nasa.gov/msl

http://mars.jpl.nasa.gov/msl/

You can follow the mission on Facebook and Twitter at:

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Deborah Williams-Hedges
California Institute of Technology, Pasadena
626-395-3227
debwms@caltech.edu

Guy Webster
Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Calif.
818-354-6278
guy.webster@jpl.nasa.gov

Dwayne Brown / Laurie Cantillo
NASA Headquarters, Washington
202-358-1726 / 202-358-1077
dwayne.c.brown@nasa.gov / laura.l.cantillo@nasa.gov

2015-356

Last Updated: Nov. 25, 2015
Editor: Tony Greicius
Tags: Jet Propulsion Laboratory, Journey to Mars, Mars, Mars Science Laboratory (Curiosity), Solar System
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