Oddziaływanie nieobecne w ziemskiej atmosferze, ale typowe dla starożytnego Marsa, może dostarczyć odpowiedzi na pytanie o tajemniczo wysoką temperaturę na Marsie w przeszłości.
Naukowcy ze Stanów Zjednoczonych przeanalizowali przyczyny paradoksalnie ciepłego klimatu na starożytnym Marsie w dobie istnienia tam otwartych zbiorników wodnych. Zgodnie z ich obliczeniami we wszystkich poprzednich pracach nie uwzględniono znaczenia wzajemnego oddziaływania dwutlenku węgla i metanu. Ten nieuwzględniony czynnik w warunkach marsjańskich może spowodować znacznie większy efekt cieplarniany niż wcześniej zakładano. Nowa praca pokazuje również, że współczesne wyobrażenia o zewnętrznej granicy strefy nadającej się do zamieszkania były błędne: planety o atmosferach tego samego typu co starożytny Mars mogą nadawać się do zamieszkania, nawet jeśli jest to niemożliwe według współczesnych poglądów. Podobny artykuł został opublikowany w Geophysical Research Letters.
W ostatnich latach pojawiły się dowody na to, że na starożytnym Marsie znajdowała się woda w stanie ciekłym i prawdopodobnie pełne oceany, nawet 4 miliardy lat temu, kiedy Słońce było dziś ciemniejsze o prawie 30 procent. Mars, zarówno wtedy, jak i teraz, otrzymuje 2,5 razy mniej światła słonecznego niż Ziemia. Oznacza to, że 4 miliardy lat temu otrzymał od naszej gwiazdy 3,5 razy mniej ciepła.
Proste obliczenia pokazują, że jeśli Ziemia zostanie podgrzana co najmniej dwa razy słabiej, to w ogóle nie będzie na niej wody w stanie ciekłym. I nawet gdyby Mars w starożytności miał atmosferę dwutlenku węgla setki razy gęstszą niż obecnie, nadal byłaby zbyt zimna dla otwartych zbiorników wodnych.
Autorzy nowej pracy zauważają, że oznacza to, że wszystkie istniejące modele starożytnego Marsa nie uwzględniają radykalnie czegoś. Naukowcy przeprowadzili obliczenia, w jaki sposób zderzenia cząsteczek dwutlenku węgla i metanu zmieniają prawdopodobieństwo absorpcji przez nie fotonów. Z ich danych wynika, że prawdopodobieństwo zablokowania fotonów w tym przypadku jest wielokrotnie większe niż w atmosferach składających się tylko z dwutlenku węgla lub tylko z metanu.
Wszelkie realistyczne obliczenia powłoki gazowej Marsa w czasach starożytnych opierają się na ciśnieniu atmosferycznym nie wyższym niż 1,5-2 jednostki współczesnego ciśnienia ziemskiego. Gęstsza atmosfera ze słabszą marsjańską grawitacją byłaby trudna do powstrzymania. Atmosfera dwugazowa zatrzymuje ciepło znacznie lepiej niż wcześniej sądzono, że jest to możliwe dla tak umiarkowanego zakresu ciśnień. Do tej pory nikt nie brał pod uwagę tej możliwości tylko dlatego, że w atmosferze ziemskiej zarówno metan, jak i dwutlenek węgla są zawarte w bardzo małych ilościach, a interakcja między ich cząsteczkami jest tutaj mało prawdopodobna.
Model, w którym dwutlenek węgla stanowi 90%, a metan i produkty jego rozpadu 5–10%, dość szybko pokazał autorom pracy, że efekt cieplarniany w tym scenariuszu jest znacznie silniejszy niż wcześniej sądzono. Mógł ogrzać Marsa do zera stopni Celsjusza, nawet przy słabym świetle słonecznym, które padało wtedy na Czerwoną Planetę.
Naukowcy zauważają, że podobne oddziaływanie dwutlenku węgla i metanu może podgrzać planetę do wysokich temperatur, które obecnie uważa się za znajdujące się poza strefą nadającą się do zamieszkania. Tak więc dzisiaj Mars znajduje się na zewnętrznej granicy ekosfery. Ale wydaje się, że 4 miliardy lat temu znajdował się daleko poza jej granicami. Nowa praca pokazuje, że najdalsza zamieszkana orbita planetarna może znajdować się 12-13 procent dalej od gwiazdy, niż wcześniej sądzono. W związku z tym wiele egzoplanet, dziś uważanych za zbyt zimne dla życia, jest do tego potencjalnie całkiem odpowiednich - przynajmniej na beztlenową.
Film promocyjny: