火星の塵イベント中の固体ガス炭酸塩の形成

Oct 12, 2023

中国山東大学のXiaohui Fu博士とZhongchen Wu博士が率いる共同研究チームは、シミュレーション実験研究に基づいて、火星の塵活動における新しい炭酸塩生成メカニズムを提案した。

炭酸塩は地球上の水性プロセスの一般的な生成物です。 火星の場合、炭酸塩鉱物は初期の濃厚な CO2 大気の吸収源と考えられてきました。 軌道分光調査により、火星の表面全体のいくつかの孤立した場所で炭酸塩が確認されました。 微量の炭酸塩は、探査機と探査機の両方によって現代の地球の塵から検出されています。 しかし、その起源と形成メカニズムは今でも不明です。 研究チームは、炭酸塩は火星の塵活動中の電気化学プロセスによってCO2が豊富な大気中で直接形成される可能性があると仮説を立てている。

これをテストするために、彼らは火星のような大気条件下で静電気放電 (ESD) をシミュレートしました。 火星の塵で確認されたさまざまな鉱物（ケイ酸塩、硫酸カルシウム、ハロゲン鉱物、および（過）塩素酸塩）は、火星のチャンバー内で ESD プロセスにさらされました。 新たに生成された炭酸塩は、出発鉱物としてハロゲン化物 (NaCl、MgCl2、NaBr) および (過)塩素酸塩 (NaClO3、NaClO4) を用いた ESD 反応中にラマンおよび中赤外分光法によって同定されました。

彼らはシミュレーション実験に基づいて、火星の炭酸塩生成の新たなメカニズムとして、塵活動中の気固体不均一電気化学反応を提案した。 「火星の炭酸塩露頭の形成とその希少性は、現在に至るまで依然として謎のままです。炭酸塩の従来の形成メカニズムとは異なり、火星の塵活動におけるESDによって引き起こされる固体-気体の相互作用は、液体の水とは独立しています。」とフー氏は述べた。

塵の活動によって生じる電気化学的プロセスにより、火星の大気から大量の CO2 ガスが除去され、地質学的時間スケールにわたって貯蔵される可能性があります。 火星の大気中の CO2 は、少なくともアマゾン初期から現在まで、炭酸塩として固まったようです。 「これらの新たな刺激的な結果は、大気中のCO2が、少なくともアマゾン初期から火星に存在するまでの炭酸塩として固化しているという証拠をさらに強めるものである。」 呉さんは言いました。 アマゾン時代の火星の塵活動によって隔離された CO2 の総量は、ESD 実験の炭酸塩収量に基づいて推定されており、過去 3.0 Ga の火星の塵活動によって約 0.56 mbar の CO2 が炭酸塩に変換された可能性があります。

現在の火星では火星塵活動が頻繁に発生しています。 それらは非常に長期間存続し、火星の広い範囲を覆います。 この研究はさらに、地表と大気の間で活発な化学相互作用が依然として進行していることを示しています。 火星の塵の活動は、火星の大気の進化と現在の火星の炭素/塩素循環に重要な役割を果たしています。

火星の塵イベント中の固体-ガス炭酸塩形成、National Science Review (オープンアクセス)

宇宙生物学

SpaceRef 共同創設者、エクスプローラーズ クラブ フェロー、元 NASA、アウェイ チーム、ジャーナリスト、宇宙と宇宙生物学、失踪した登山家。