Profesör Jagoutz, "Dünya'daki bulgularımıza dayanarak, Mars'ta da benzer süreçlerin işlediğini ve bol miktarda atmosferik karbondioksitin metana dönüşerek killerde tutulmuş olabileceğini gösteriyoruz" dedi.
"Bu metan hala mevcut olabilir ve hatta gelecekte Mars'ta bir enerji kaynağı olarak kullanılabilir."
Profesör Jagoutz ve Murray, Dünya'nın litosferinin — tektonik plakaların bulunduğu kabuk ve üst mantoyu içeren sert ve kırılgan dış katman – evrimini yönlendiren jeolojik süreçleri ve etkileşimleri tanımlamaya çalışıyor.
2023 yılında, karbon için oldukça etkili bir tuzak olduğu bilinen smektit adı verilen bir tür yüzey kil mineraline odaklandılar.
Tek bir smektit tanesinin içinde, karbonun milyarlarca yıl boyunca bozulmadan kalabileceği çok sayıda kıvrım vardır.
Dünya'daki smektitin (ya da montmorillonit) muhtemelen tektonik aktivitenin bir ürünü olduğunu ve yüzeyde açığa çıktıktan sonra kil minerallerinin atmosferden milyonlarca yıl boyunca gezegeni soğutmaya yetecek kadar karbondioksiti çekip depoladığını gösterdiler.
Sonuçlarını rapor ettikten kısa bir süre sonra Profesör Jagoutz Mars yüzeyinin bir haritasına baktı ve bu gezegenin yüzeyinin büyük bir kısmının aynı smektit killerle kaplı olduğunu fark etti.
Killer Mars'ta da benzer bir karbon hapsetme etkisine sahip olabilir miydi ve eğer öyleyse, killer ne kadar karbon tutabilirdi?
Smektitin, mantodaki kayaları yüzeye çıkarmak için kıtasal plakaların kayması ve yükselmesinin bir sonucu olduğu Dünya'dan farklı olarak, Mars'ta böyle bir tektonik aktivite yoktur.
Bilim insanları, gezegenin tarihi ve bileşimi hakkında bildiklerine dayanarak, killerin Mars'ta oluşmuş olabileceği yolları aradılar.
Örneğin, Mars yüzeyinin bazı uzaktan ölçümleri, gezegenin kabuğunun en azından bir kısmının, Dünya'da ayrışma yoluyla smektit üretenlere benzer ultramafik magmatik kayaçlar içerdiğini göstermektedir.
Diğer gözlemler, suyun akmış ve alttaki kaya ile reaksiyona girmiş olabileceği karasal nehirlere ve kollara benzer jeolojik kalıpları ortaya koymaktadır.
Yazarlar, suyun Mars'ın derin ultramafik kayaları ile bugün yüzeyi kaplayan killeri üretecek şekilde reaksiyona girip giremeyeceğini merak ettiler.
Magmatik kayaçların Dünya'daki çevreleriyle nasıl etkileşime girdiğine dair bilinenlere dayanarak basit bir kayaç kimyası modeli geliştirdiler.
Bu modeli, bilim insanlarının kabuğun çoğunlukla olivin minerali bakımından zengin magmatik kayalardan oluştuğuna inandıkları Mars'a uyguladılar.
Ekip, yüzeyde en az bir milyar yıl boyunca su bulunduğunu ve atmosferin karbondioksitle yoğun olduğunu varsayarak, olivin bakımından zengin kayanın geçirebileceği değişiklikleri tahmin etmek için modeli kullandı.
Murray, "Mars'ın tarihinde şu anda karbondioksitin her yerde, her köşe bucakta olduğunu ve kayalardan süzülen suyun da karbondioksitle dolu olduğunu düşünüyoruz" dedi.
Yaklaşık bir milyar yıl boyunca, kabuğun içinden süzülen su, indirgenmiş demir formu bakımından zengin bir mineral olan olivin ile yavaşça tepkimeye girmiş olabilir.
Sudaki oksijen molekülleri demire bağlanarak hidrojen açığa çıkarmış ve gezegene ikonik rengini veren kırmızı oksitlenmiş demiri oluşturmuştur.
Bu serbest hidrojen daha sonra sudaki karbondioksit ile birleşerek metanı oluşturacaktı.
Bu reaksiyon zaman içinde ilerledikçe, olivin yavaş yavaş serpantin olarak bilinen demir açısından zengin başka bir kayaç türüne dönüşecek ve daha sonra smektit oluşturmak için suyla reaksiyona girmeye devam edecektir.
Murray, "Bu smektit killeri karbonu depolamak için çok fazla kapasiteye sahip" dedi.
"Daha sonra bu minerallerin Dünya'daki killerde nasıl depolandığına dair mevcut bilgileri kullandık ve Mars yüzeyinde bu kadar kil varsa, bu killerde ne kadar metan depolayabileceğinizi söylemek için ekstrapolasyon yaptık."
Araştırmacılar, Mars'ın 1.100 m derinliğinde bir smektit tabakasıyla kaplı olması halinde, bu miktarda kilin, gezegen kuruduğundan beri yok olduğu düşünülen atmosferdeki karbondioksitin çoğuna eşdeğer büyük miktarda metan depolayabileceğini buldular.
Murray, "Mars'taki küresel kil hacimlerinin tahminlerinin, Mars'ın başlangıçtaki karbondioksitinin önemli bir kısmının kil bakımından zengin kabuk içinde organik bileşikler olarak tutulmasıyla tutarlı olduğunu buluyoruz" dedi.
"Bazı açılardan, Mars'ın kayıp atmosferi göz önünde saklanıyor olabilir."
Sonuçlar Science Advances dergisinde yayınlandı.