|
|
 |
Όξινα κατακρημνίσματα
|
|
|
|
|
|
Στον Αρη συνεχίζουν να αναδύονται σημάδια παλαιότερης ύπαρξης νερού: βαθιές ποτάμιες κοιλάδες, τεράστια δέλτα και εκτεταμένα κατάλοιπα εξατμισμένων θαλασσών έχουν πείσει πολλούς ειδικούς ότι μεγάλο μέρος της επιφάνειας τού κόκκινου πλανήτη μπορεί να καλυπτόταν από νερό σε υγρή μορφή για περισσότερο από 1 δισεκατομμύριο χρόνια. Όμως, οι περισσότερες προσπάθειες εξήγησης του τρόπου με τον οποίο το αρειανό κλίμα επέτρεψε κάποτε την ύπαρξη τόσο ήπιων συνθηκών αποδεικνύονται άκαρπες. Οδυνηρά ψυχρός και ξηρός σήμερα, ο Αρης χρειαζόταν μια ισχυρή ατμόσφαιρα θερμοκηπίου ώστε να διατηρήσει το υδάτινο παρελθόν του. Ένα παχύ στρώμα διοξειδίου του άνθρακα (το οποίο εγκλωβίζει τη θερμότητα), ηφαιστειακής προέλευσης, πιθανότατα κάλυψε τον νεαρό πλανήτη, όμως από τα κλιματικά μοντέλα προκύπτει ότι το διοξείδιο του άνθρακα από μόνο του δεν θα μπορούσε να διατηρήσει τη θερμοκρασία στην επιφάνεια πάνω από το σημείο πήξεως. Τώρα, εμπνευσμένοι από την ανακάλυψη ότι τα θειικά ορυκτά είναι διαδεδομένα στο έδαφος του Αρη, οι επιστήμονες αρχίζουν να υποψιάζονται ότι το διοξείδιο του άνθρακα είχε έναν «συνεργάτη» στη θέρμανση του πλανήτη: το διοξείδιο του θείου.
Όπως και το διοξείδιο του άνθρακα, το διοξείδιο του θείου αποτελεί κοινό συστατικό των ηφαιστειακών εκρήξεων στον Αρη και στη Γη. Συγκέντρωση 0,01 ή ακόμη και 0,001 τού 1% διοξειδίου του θείου στην πρώιμη ατμόσφαιρα του Αρη θα μπορούσε να είχε προσφέρει την επιπλέον ώθηση στη θέρμανση μέσω του μηχανισμού τού θερμοκηπίου που χρειαζόταν ο πλανήτης για να παραμείνει υγρός, ισχυρίζεται ο γεωχημικός Daniel P. Schrag, του Πανεπιστημίου Harvard.
Η τιμή αυτή μπορεί να μη φαίνεται μεγάλη, για πολλά αέρια όμως ακόμη και η διατήρηση απειροελάχιστων συγκεντρώσεων αποδεικνύεται δύσκολη. Στον δικό μας πλανήτη, το διοξείδιο του θείου δεν προκαλεί καμία σημαντική μακροπρόθεσμη θέρμανση, διότι συνδυάζεται σχεδόν αμέσως με το ατμοσφαιρικό οξυγόνο σχηματίζοντας θειικά άλατα. Ωστόσο, ο πρώιμος Αρης θα πρέπει να μη διέθετε ουσιαστικά καθόλου ατμοσφαιρικό οξυγόνο∙ επομένως, το διοξείδιο του θείου θα πρέπει να είχε διατηρηθεί για μεγαλύτερο διάστημα.
«Εάν αφαιρέσει κανείς το οξυγόνο, προκύπτει μια βαθιά αλλαγή, και η ατμόσφαιρα συμπεριφέρεται πραγματικά διαφορετικά», παρατηρεί ο Schrag. Σύμφωνα με αυτόν και τους συναδέλφους του, η διαφορά αυτή δείχνει ότι το διοξείδιο του θείου θα πρέπει να διαδραμάτισε σημαντικό ρόλο στον κύκλο νερού του Αρη —επιλύοντας έτσι έναν ακόμη κλιματικό γρίφο: την έλλειψη συγκεκριμένων πετρωμάτων.
Η ομάδα τού Schrag διατείνεται ότι, στον πρώιμο Αρη, μεγάλο μέρος του διοξειδίου του θείου θα πρέπει να συνδυαζόταν με αερομεταφερόμενα υδροσταγονίδια και να κατακρημνιζόταν ως θειώδης όξινη βροχή —αντί να μετασχηματίζεται σε άλας, όπως συμβαίνει στη Γη. Η προκύπτουσα οξύτητα θα πρέπει να παρεμπόδιζε το σχηματισμό στρωμάτων ασβεστολίθου μεγάλου πάχους και άλλων ανθρακικών πετρωμάτων.
Οι ερευνητές υπέθεταν ότι ο Αρης θα έβριθε από ανθρακικά πετρώματα, καθότι ο σχηματισμός τους αποτελεί θεμελιώδη συνέπεια της υγρής και πλούσιας σε διοξείδιο του άνθρακα γήινης ατμόσφαιρας. Μέσα σε εκατομμύρια χρόνια, αυτή η διαδικασία σχηματισμού πετρώματος κατακράτησε σχεδόν το μισό από το διοξείδιο του άνθρακα που απελευθερώθηκε από τα γήινα ηφαίστεια, περιορίζοντας με αυτό τον τρόπο τη συγκέντρωση του αερίου στη δική μας ατμόσφαιρα. Η «κατάπνιξη» αυτού του βήματος κατακράτησης του διοξειδίου του άνθρακα στον πρώιμο Αρη θα μπορούσε να έχει προκαλέσει συγκέντρωση μεγαλύτερης ποσότητας αερίου στην ατμόσφαιρα —ένας άλλος τρόπος με τον οποίο το διοξείδιο του θείου θα μπορούσε να ενισχύσει τη θέρμανση μέσω του μηχανισμού του θερμοκηπίου, σύμφωνα με τον Schrag.
Κάποιοι επιστήμονες αμφισβητούν ότι το διοξείδιο του θείου είχε στην πραγματικότητα τη δυνατότητα για αυτές τις κλιματικές διεργασίες. Ακόμη και σε μια ατμόσφαιρα χωρίς οξυγόνο, το διοξείδιο του θείου είναι εξαιρετικά ευαίσθητο· η υπεριώδης ακτινοβολία του Ήλιου διασπά τα μόριά του αρκετά εύκολα, επισημαίνει o James F. Kasting, ατμοσφαιρικός χημικός στο Πολιτειακό Πανεπιστήμιο της Πενσιλβάνιας. Στα κλιματικά μοντέλα τού Kasting για την πρώιμη Γη, τα οποία συχνά συγκρίνονται με τα αντίστοιχα κλιματικά μοντέλα του πρώιμου Αρη, η εν λόγω φωτοχημική καταστροφή προκάλεσε συγκεντρώσεις διοξειδίου του θείου ίσες με 0,001 αυτών που περιγράφει ο Schrag και οι συνάδελφοί του. «Μπορεί να υπάρχουν τρόποι ώστε να αληθεύει αυτή η ιδέα», αναφέρει ο Kasting. «Θα απαιτηθεί, όμως, λεπτομερής μοντελοποίηση, έτσι ώστε να πειστούν κάποιοι σκεπτικιστές, εμού συμπεριλαμβανομένου, ότι στην πραγματικότητα μπορεί να υλοποιηθεί.»
Ο Schrag παραδέχεται ότι υπάρχει αβεβαιότητα όσον αφορά τις λεπτομέρειες, όμως αναφέρει εκτιμήσεις άλλων ερευνητών, σύμφωνα με τις οποίες τα πρώιμα αρειανά ηφαίστεια ενδέχεται να απελευθέρωναν αρκετή ποσότητα διοξειδίου του θείου, έτσι ώστε να αντισταθμιζόταν το διοξείδιο του θείου που καταστρεφόταν φωτοχημικά. Προγενέστερα δε ευρήματα δείχνουν ότι μια ατμόσφαιρα διοξειδίου του άνθρακα μεγάλου πάχους θα σκέδαζε αποτελεσματικά τα πιο καταστροφικά μήκη κύματος της υπεριώδους ακτινοβολίας —ένα ακόμα παράδειγμα μιας φαινομενικά ευεργετικής συνεργασίας ανάμεσα στο διοξείδιο του άνθρακα και το διοξείδιο του θείου στον πρώιμο Αρη.
Ο Kasting υποστηρίζει ότι μια κλιματική ανατροφοδότηση διοξειδίου του θείου δεν μπορεί να καταστήσει τον πρώιμο Αρη τόσο θερμό όσο είναι η Γη, όμως παραδέχεται ότι είναι πιθανόν οι συγκεντρώσεις διοξειδίου του θείου να παρέμειναν αρκετά υψηλές ώστε να διατήρησαν τον πλανήτη «μερικώς αποψυγμένο», με πιθανές βροχοπτώσεις αρκετές για να σχηματιστούν ποτάμιες κοιλάδες.
Σε αυτό το σημείο, ο Schrag δεν υπεκφεύγει. «Η υπόθεσή μας δεν εξαρτάται καθόλου από το εάν υπήρχε ένας μεγάλος ωκεανός, μερικές λίμνες ή λίγοι μόνο νερόλακκοι,» δηλώνει. «Θερμός δεν σημαίνει θερμός σαν τον Αμαζόνιο. Θα μπορούσε να σημαίνει θερμός σαν την Ισλανδία —τόσο θερμός ώστε να δημιουργηθούν αυτές οι ποτάμιες κοιλάδες.» Και με το διοξείδιο του θείου, για αυτό το σενάριο απαιτούνται ελάχιστα.
|
|
|
|
|
|
