Investigating evolution of Martian atmosphere and production of prebiotic molecules using an atmospheric photochemistry model

使用大气光化学模型研究火星大气的演化和生命起源前分子的产生

• 批准号: 22KJ0314
• 负责人: 小山 俊吾
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ0314/
• 关键词: 火星; ホルムアルデヒド; 生命起源; ハビタビリティ; リボース

惑星における生命存在可能性(ハビタビリティ)を明らかにするためには、初期の火星環境における生命の材料物質になり得る物質の存在量を調べることが重要である。特にホルムアルデヒド(H2CO)は、私たちの体を構成するアミノ酸や糖の材料物質となる有機分子である。そのため、初期火星環境におけるホルムアルデヒドの生成量を見積もることは、火星における生命の存在可能性を解明するための重要なステップである。2022年度では、主に過去の火星大気におけるホルムアルデヒド生成量に関するシミュレーション研究を実施した。過去30-40億年前の現在の火星大気より厚い大気を仮定し、大気中の水素と一酸化炭素を想定され得る範囲で変動させ、どのように大気中のホルムアルデヒドの生成量が変化するか詳細に調べた。その後、推定されたホルムアルデヒド生成量から過去火星の海の中におけるリボースの生成量を見積もった。結果として、大気中の水素の増加に伴いホルムアルデヒドの生成量も増加することを明らかにした。また、水素の量によって、ホルムアルデヒド生成量の一酸化炭素の増減に対する振る舞いが変わることが分かった。推定されたホルムアルデヒド生成量から過去の火星の海において、生命の誕生に重要な物質であるリボースが一定量生成される可能性を示した。さらに、次年度に実施予定である三次元大気循環モデルとの結合に向けて、大気中の水蒸気量に対するホルムアルデヒド生成量の応答も調べた。水蒸気の増加に伴い、ホルムアルデヒドの生成量も増加することが示唆された。

The possibility of the existence of life on Mars is very important. In particular, organic molecules such as hydrogen peroxide (H2CO) and organic substances such as acids and sugars are used in the composition of organic substances. The initial Martian environment is the most important for understanding the possibility of life. In 2022, the research on the production of high-quality materials in the past Mars was carried out. In the past 3 - 4 billion years, the current Mars atmosphere has been stable, and the water element and acid carbon in the atmosphere have been stable. After the war, the estimated amount of oil produced in the past was accumulated in the sea of Mars. As a result, the increase of water element in the atmosphere was accompanied by an increase in the amount of water produced. The amount of water and carbon produced by the reaction is reduced. It is estimated that the amount of carbon dioxide produced in the past is different from that in the sea, and the possibility of producing a certain amount of important substances in the birth of life is indicated. In the current and next year, the three-dimensional large-scale circulation of water in the combined direction and large-scale water vapor is adjusted according to the amount of water generated. The increase in water vapor is accompanied by an increase in the amount of water generated.

项目成果

Photochemical Production of Formaldehyde in the Early Martian Atmosphere

早期火星大气中甲醛的光化学产生

• 发表时间: 2022
• 作者: Shungo Koyama;Arihiro Kamada;Yoshihiro Furukawa;Naoki Terada;Yuki Nakamura;Tatsuya Yoshida;Takeshi Kuroda
• 通讯作者: Takeshi Kuroda

Production of Formaldehyde in the Early Martian Atmosphere

早期火星大气中甲醛的产生

• 发表时间: 2022
• 作者: Shungo Koyama;Arihiro Kamada;Yoshihiro Furukawa;Naoki Terada;Yuki Nakamura;Tatsuya Yoshida;Takeshi Kuroda
• 通讯作者: Takeshi Kuroda

Strong Depletion of 13C in CO Induced by Photolysis of CO2 in the Martian Atmosphere, Calculated by a Photochemical Model?

通过光化学模型计算，火星大气中 CO2 的光解引起 CO 中 13C 的强烈消耗？

• DOI: 10.3847/psj/acc030
• 发表时间: 2023
• 期刊: The Planetary Science Journal
• 作者: Yoshida;T.;Aoki;S.;Ueno;Y.;Terada;N.;Nakamura;Y.;Shiobara;K.;Yoshida;N.;Nakagawa;H.;Sakai;S.;& Koyama;S.
• 通讯作者: S.

Production of atmospheric formaldehyde on ancient Mars

古代火星上大气中甲醛的产生

• 发表时间: 2023
• 作者: Shungo Koyama;Arihiro Kamada;Yoshihiro Furukawa;Naoki Terada;Yuki Nakamura;Tatsuya Yoshida;Takeshi Kuroda
• 通讯作者: Takeshi Kuroda