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火星がどれだけの雰囲気を失ったかについての新しい洞察

火星はかつて厚い雰囲気を持っていました。火星の初期の歴史では、圧力は地球の約1%(1013.25ミリバルが1気圧である1ミリバルに相当)であり、この大気の組成は金星、主にCO2とH2Oの組成と類似していた。モデルは、表面の温度がそのような表面圧の下で大部分が凍結されていることを示しています。つまり、液体水が表面に存在していました。

ここで取り上げられている主な質問は、この雰囲気の火星のどれだけが宇宙に失われたか、そしてその理由は?これは、初期の火星が潜在的に居住可能であるかどうかの質問に関連しています。

新しい大気エスケープモデルを使用して、ジーンズの脱出プロセスではなく、最初の数百Myrで強力で長期にわたる衝撃侵食のために、初期の密度の高い大気の大部分が失われたことがわかります。ジーンズエスケープは、特にその歴史の最初の1 Gyrの間に、火星から宇宙への大気脱出の主なメカニズムと考えられています。ジーンズエスケープ理論は、脱出速度が温度に大きく依存していると予測しているため、大気が暑いほど速く逃げることができます。

伝統的に、初期の火星の大気は暖かく、したがって宇宙に簡単に逃げていると考えられてきました。しかし、以前のほとんどの研究で提案されていた高温についての懐疑論が増加しています。この研究では、さまざまな条件、以前のほとんどの研究よりもさらに高い温度を検討しましたが、ジーンズエスケーププロセスによる大気損失の総質量は、極端に暑い条件下であっても小さいことがわかります。

それどころか、侵食メカニズムは初期の火星の大気を除去するのに非常に効果的であることがわかります。サイズ分布の変動や衝撃装置の衝撃角を含む、さまざまな条件の衝撃侵食による大気損失を計算しました。衝撃侵食による初期大気の侵食率は非常に高く、初期の密な大気のほとんど(初期量の99%以上)は、最初の500 MYRの衝撃侵食プロセスによって宇宙に失われた可能性があります。

これらの発見は、火星のマントルのアウトガスよりも給水が2桁以上高い場合にのみ、初期の火星の気候が居住可能である可能性があるという議論を支持しています。

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