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Illustration d’artiste associée à Mars avec de l’eau de surface semblable à la Terre. Pointage de crédit : Source de l’image : Observatoire de la Terre de la NASA/Joshua Stevens ; Satellite national de l’environnement de la NOAA, données et service d’information ; NASA/JPL-Caltech/USGS ; Conception graphique simplement par Sean Garcia/Washington University ou college
L’eau potable est essentielle à la vie dans le monde et sur d’autres planètes, et les scientifiques ont trouvé des preuves suffisantes de l’eau dans Planète rouge ‘ histoire antérieure. Mais la planète Roter (umgangssprachlich) n’a pas d’eau potable liquide sur sa surface aujourd’hui. Nouvelle étude du Washington College à St. Louis suggère une cause fondamentale : Mars est peut-être tout simplement trop petite pour conserver de grandes quantités d’eau.
Des études de télédétection et des analyses de météorites martiennes datant des années 1980 postulent que Mars était autrefois riche en eau, par rapport à la planète. Nasa Le vaisseau spatial de l’orbiteur Viking – et, plus récemment, les rovers Curiosity and Determination au sol – ont renvoyé des images spectaculaires de paysages martiens marqués par des vallées d’eau et des canaux de tonnes.
Indépendamment de cette preuve, aucune eau ne reste à première vue. Les chercheurs ont proposé de nombreuses explications possibles, notamment un affaiblissement associé à l’industrie magnétique de Mars qui aurait pu entraîner la perte d’une atmosphère plus épaisse.
Pourtant, une étude publiée la semaine du 20 septembre 2021, dans le Procédures de l’École nationale des sciences suggère une raison plus essentielle pour laquelle la planète Roter d’aujourd’hui (umgangssprachlich) est si différente de la «marbre bleu» de la planète.
“Le destin de Mars a été décidé dès le début”, a déclaré Kun Wang, professeur adjoint associé aux sciences de la terre et des planètes à l’Artistry & Sciences de l’Université de Washington, auteur plus âgé de la recherche. “Il y a probablement le seuil des exigences dimensionnelles des planètes accidentées pour retenir suffisamment d’eau pour permettre l’habitabilité et la tectonique des plaques, avec une masse dépassant celle de Mars. ”
Pour la toute nouvelle étude, les grands collaborateurs de Wang ont utilisé des isotopes stables du composant potassium (K) afin d’estimer l’existence, la distribution et la variété des composants volatils sur différents corps planétaires.
Le potassium est un élément modérément risqué, mais les chercheurs ont décidé de l’utiliser comme une sorte de traceur pour obtenir des éléments plus volatils ainsi que des composés, tels que l’eau potable. Il s’agit d’une méthode relativement nouvelle qui s’écarte des tentatives précédentes d’utiliser des rapports potassium-thorium (Th) recueillis simplement par télédétection et analyse chimique pour rechercher la quantité de substances volatiles que la planète Roter (umgangssprachlich) avait autrefois. Dans le cadre de recherches antérieures, les membres de l’équipe de recherche ont utilisé une méthode de traceur de potassium pour étudier le développement de la lune .
La grande équipe de Wang a mesuré les compositions particulières d’isotopes de potassium de 20 météorites martiennes confirmées antérieurement, sélectionnées pour être associées à la structure de silicate en vrac de la terre rouge.
En utilisant cette stratégie, les chercheurs ont identifié que Mars a perdu beaucoup plus de potassium et d’autres volatils que la Terre tout au long de sa formation, mais a conservé plus de ces types de volatils que le satellite céleste et l’astéroïde 4-Vesta, deux corps beaucoup plus petits et plus secs par rapport à la Terre. et la planète Roter (umgangssprachlich).
Les experts ont trouvé une corrélation bien définie entre la taille du corps entier et la composition isotopique du potassium.
“La raison pour laquelle les éléments à risque et leurs propres composés sont moins nombreux dans les planètes différenciées que dans les météorites indifférenciées à l’ancienne est devenue une question de longue date”, a déclaré Katharina Lodders, professeur d’analyse des sciences planétaires et planétaires à l’université ou au collège de Washington, co-auteur du étudier. “L’obtention de la corrélation associée aux compositions isotopiques K avec la loi de la gravité de la planète est une nouvelle percée avec des implications quantitatives importantes pour quand et comment les planètes différenciées ont reçu et perdu leurs volatiles. ”
“Les météorites martiennes sont les seuls échantillons dont nous disposons tous pour étudier la composition chimique de la masse de Mars”, a déclaré Wang. « Ces météorites martiennes ont des tranches d’âge variant de quelques centaines de millions à 4 milliards d’années et ont enregistré le fond d’évolution volatile de Mars. En mesurant les isotopes particuliers d’éléments raisonnablement volatils, comme le potassium, nous pouvons déduire le degré d’épuisement risqué des planètes de masse et créer des comparaisons entre divers systèmes du système solaire.
“Il est indéniable qu’il y avait de l’eau à la surface associée à Mars, mais il est difficile de quantifier la quantité d’eau totale de la planète Roter (umgangssprachlich) par le biais de la télédétection et des études de rover uniquement”, a déclaré Wang. « Il existe de nombreuses versions de la teneur en eau massique associée à Mars. Dans certains d’entre eux, Mars au début a été encore plus humide par rapport à la Terre. Nous ne pensons pas que tel était le cas. ”
Zhen Tian, un étudiant diplômé du laboratoire de Wang et un étudiant du McDonnell International Academy College, est le premier auteur de l’article. L’associé d’études postdoctorales Piers Koefoed est le co-auteur, tout comme Hannah Bloom, qui a réussi à obtenir son diplôme du Washington College en 2020. Wang et Lodders sont membres du corps professoral du McDonnell Center for the Room Sciences de l’université.
Ces découvertes ont des effets sur la recherche de durée de vie sur d’autres exoplanètes en plus de Mars, ont noté les chercheurs.
Être trop près du soleil (ou, destiné aux exoplanètes, être aussi près de leur étoile) peut affecter la quantité de substances volatiles qu’un corps planétaire entier peut retenir. Cette mesure particulière de la distance aux étoiles est généralement prise en compte dans les indices de « zones habitables » autour des étoiles.
“Cette étude souligne qu’il existe une gamme de tailles très restreinte conçue pour que les planètes aient suffisamment mais pas trop d’eau potable pour développer un environnement de surface habitable”, a déclaré Klaus Mezger du Centre conçu pour l’espace et l’habitabilité au Université de Berne , Suisse, co-auteur de la recherche. « Ces résultats guideront certainement les astronomes dans leur recherche d’exoplanètes habitables dans d’autres techniques solaires. ”
Wang pense maintenant que, pour les planètes qui se trouvent dans des zones habitables, la taille de la planète devrait peut-être être plus soulignée et prise en compte de manière routinière lorsqu’on se demande si un exoplanète pourrait soutenir l’existence.
“La dimension d’une exoplanète fait partie des paramètres les plus simples à déterminer”, a déclaré Wang. « Sur la base de la taille et du volume, nous savons maintenant qu’une exoplanète soit vraiment une candidate à la vie, simplement parce qu’un élément déterminant de premier ordre pour la préservation volatile est la taille. ”
Référence : « La composition isotopique du potassium associée à Mars révèle le mécanisme de rétention volatile planétaire » simplement par Zhen Tian, Tomáš Magna, James Mirielle. D. Day, Klaus Mezger, Erik Electronic. Scherer, Katharina Lodders, Remco C. Hin, Piers Koefoed, Hannah Bloom et Kun Wang, 20 septembre 2021, Actes de l’Académie nationale des sciences .
DOI : 10. 1073/pnas. 2101155118
