Нові дослідження говорять про те, що пилові бурі на Марсі на планеті можуть створити сніг корозійних хімічних речовин, токсичних для життя. Потім елементи можуть перетворитися на молекули перекису водню і впасти на землю як сніг, який знищить органічні молекули, пов'язані з життям. Ця токсична хімічна речовина може бути зосереджена у верхніх шарах марсіанських ґрунтів, не даючи життя вижити.
Пили, що розповсюджуються на планеті, що періодично перекривають Марс в червоній мантії, можуть створювати сніг від корозійних хімікатів, включаючи перекис водню, які можуть бути токсичними для життя, згідно з двома новими дослідженнями, опублікованими в останньому номері журналу Astrobiology .
Спираючись на польові дослідження на Землі, лабораторні експерименти та теоретичне моделювання, дослідники стверджують, що окислювальні хімічні речовини можуть вироблятися статичною електрикою, що утворюється в завихрених хмарах пилу, які часто затьмарюють поверхню місяцями, заявив Каліфорнійський університет, Берклі, фізик Грегорі Т Делорі, перший автор одного з робіт. Якби ці хімічні речовини вироблялися регулярно протягом останніх 3 мільярдів років, коли Марс, мабуть, був сухим і запиленим, накопичений перекис в поверхневому ґрунті міг побудувати до рівнів, які вбивали б "життя, як ми його знаємо", - сказав він.
"Якщо це правда, це дуже сильно впливає на інтерпретацію вимірювань ґрунтів, здійснених землеробами вікінгів у 1970-х роках", - сказала Делорі, старший співробітник лабораторії космічних наук UC Berkeley. Головною метою місії "Вікінг", що складається з двох космічних апаратів, запущених НАСА в 1975 році, було тестування червоного ґрунту Марса на ознаки життя. У 1976 році два посадочні особи на борту космічного корабля оселилися на поверхні Марсія і провели чотири окремі випробування, включаючи деякі, що передбачали додавання поживних речовин та води до бруду та нюхання для видобутку газу, що може бути показовою ознакою живих мікроорганізмів.
Випробування були непереконливими, оскільки гази вироблялися лише коротко, а в інших приладах не було виявлено слідів органічних матеріалів, яких можна було б очікувати, якби існувало життя. Ці результати більше свідчать про хімічну реакцію, ніж про наявність життя, сказав Делорі.
"Журі все ще не розглядає питання про те, чи є життя на Марсі, але зрозуміло, що Марс має дуже хімічно реактивні умови в ґрунті", - сказав він. "Можливо, можливі тривалі корозійні ефекти, які вплинуть на екіпажі та обладнання через окислювачі в марсіанській грунті та пилу".
Загалом, за його словами, "інтенсивне ультрафіолетове випромінювання, низькі температури, брак води та окислювачів у ґрунті ускладнюватимуть виживання мікробів на Марсі будь-яким мікробом".
Стаття Делорі та його колег, що з'являється у червневому випуску "Астробіологія", демонструє, що електричні поля, що утворюються в бурях та менших смерчах, званих пиловими чортами, можуть розщеплювати молекули вуглекислого газу та води на частини, дозволяючи їм рекомбінувати як перекис водню чи більш складні супероксиди . Усі ці окислювачі легко реагують і руйнують інші молекули, включаючи органічні молекули, пов'язані з життям.
Другий документ, співавтором якого є Делорі, демонструє, що ці окислювачі могли утворюватись та досягати таких концентрацій поблизу землі під час шторму, що вони конденсувалися б у снігопад, забруднюючи верхні шари ґрунту. За словами головного автора Сушила К. Атрея з відділу атмосферних, океанічних та космічних наук в Мічиганському університеті, супероксиданти не тільки могли знищити органічний матеріал на Марсі, але й прискорити втрату метану з атмосфери.
Співавтори двох робіт - з центру космічних польотів NASA Goddard; Мічиганський університет; Університет герцога; університет Аляски, Фербенкс; Інститут СЕТІ; Південно-Західний науково-дослідний інститут; університет Вашингтона, Сіетл; і Брістольський університет в Англії.
Делорі та його колеги вивчають пилових чортів на американському Південному Заході, щоб зрозуміти, як виробляється електрика в таких бурях і як електричні поля впливатимуть на молекули в повітрі - зокрема, на молекули, подібні до тих, що знаходяться в тонкій марсіанській атмосфері.
"Ми намагаємось переглянути особливості, які роблять планету придатною для життя чи нежитлову, будь то для життя, яке склалося там, або для життя, яке ми приносимо туди", - сказав він.
На основі цих досліджень він та його колеги використовували моделі фізики плазми, щоб зрозуміти, як частинки пилу, що протираються одне про одного під час шторму, стають позитивно та негативно зарядженими, так як статична електрика накопичується, коли ми ходимо по килиму або електрика накопичується в грозових шарах . Хоча немає даних про розряд блискавки на Марсі, електричне поле, що утворюється, коли заряджені частинки відокремлюються в пиловій бурі, можуть пришвидшити електрони до швидкостей, достатніх для розбиття молекул, Делорі та його колеги виявили.
«З наших польових робіт ми знаємо, що сильні електричні поля створюються пиловими бурями на Землі. Крім того, лабораторні експерименти та теоретичні дослідження показують, що умови в марсіанській атмосфері також повинні створювати сильні електричні поля і під час пилових штормів ", - сказав співавтор доктор Вільям Фаррелл з Центру космічних польотів Годдарда НАСА в м. Грінбельт, штат Md.
Оскільки водяна пара і вуглекислий газ є найбільш поширеними молекулами в марсіанській атмосфері, то найбільш імовірними іонами є водень, гідроксил (ОН) та оксид вуглецю (СО). Одним із продуктів їх рекомбінації, згідно з другим дослідженням, буде перекис водню (H2O2). При досить високих концентраціях пероксид конденсується в тверду речовину і випадає з повітря.
Якщо цей сценарій зіграв на Марсі протягом більшої частини своєї історії, накопичений у ґрунті пероксид міг би обдурити експерименти вікінгів, які шукають життя. Хоча експерименти з міткою "Випуск" та "Обмін газами" на земляках виявляли газ, коли вода та поживні речовини були додані до марсіанського ґрунту, експеримент "Масовий спектрометр" не виявив органіки.
У той час дослідники припускали, що дуже реакційноздатні сполуки в ґрунті, можливо перекис водню чи озон, могли б проводити вимірювання, імітуючи реакцію живих організмів. Інші запропонували можливе джерело цих окислювачів: хімічні реакції в атмосфері, що каталізуються ультрафіолетовим світлом від сонця, що є більш інтенсивним через тонку атмосферу Марса. Однак прогнозований рівень був набагато нижчим, ніж потрібно для отримання результатів вікінгів.
Виробництво окислювачів пиловими бурями та пиловими чортами, які, здається, є звичайними на Марсі, було б достатнім, щоб викликати спостереження вікінгів, сказав Делорі. Тридцять років тому деякі дослідники розглядали можливість того, що пилові бурі можуть бути електрично активними, як земні грози, і що ці бурі можуть стати джерелом нової реактивної хімії. Але це було досі непереборним.
"Наявність перекису може пояснити тяжкість, яку ми мали з Марсом, але все ще багато ми не розуміємо про хімію атмосфери та ґрунтів планети", - сказав він.
Ця теорія може бути перевірена датчиком електричного поля, який працює в тандемі з атмосферною хімічною системою на майбутніх марсоходах або приземляються Марсах, за словами членів команди.
До складу команди входять Делорі, Атрея, Фаррелл, Нілтон Ренно та Ах-Сан-Вонг з Мічиганського університету; Стівен Куммер з університету Дюка, Дарем, штат Нью-Йорк; Девіс Сентман з Університету Аляски; Джон Маршалл з Інституту SETI в Маунтін-В'ю, Каліфорнія; Шотт Рафкін з Південно-Західного науково-дослідного інституту в Сан-Антоніо, Техас; та Девід Кетлінг з Університету Вашингтона.
Дослідження фінансувалося програмою фундаментальних досліджень Марса НАСА та внутрішніми інституційними фондами NASA Goddard.
Оригінальне джерело: UC Berkeley News Release
