Új kutatások azt sugallják, hogy a Marson lévő bolygó-szintű porviharok az életre mérgező korrozív vegyi anyagok hóját hozhatják létre. Az elemek hidrogén-peroxid molekulákká alakulhatnak, és hóként hullhatnak a földre, amely elpusztítja az élethez kapcsolódó szerves molekulákat. Ez a mérgező vegyület koncentrálódhat a marsi talaj felső rétegeibe, megakadályozva az élet túlélését.
A bolygó egészére kiterjedő porviharok, amelyek periodikusan eltakarják a Marsot egy vörös köpenyben, maró hatású vegyi anyagokat hozhatnak létre, beleértve a hidrogén-peroxidot, amelyek mérgezőek lennének az életre - állítja az Astrobiology folyóirat legújabb számában közzétett két új tanulmány. .
A Földön végzett terepi tanulmányok, laboratóriumi kísérletek és elméleti modellezés alapján a kutatók azt állítják, hogy az oxidáló vegyi anyagok előfordulhatnak a kavargó porfelhőkben keletkező statikus elektromosság révén, amelyek hónapok óta gyakran eltakarják a felületet - mondta a Kaliforniai Egyetem, Berkeley, a fizikus Gregory T Delory, az egyik cikk első szerzője. Ha ezeket a vegyszereket rendszeresen állítják elő az elmúlt 3 milliárd év során, amikor a Mars feltehetően száraz és poros, a felszíni talajban felhalmozódott peroxid olyan szintre állhathatott volna be, hogy az életét megöljük, amint azt ismertük.
"Ha igaz, ez nagyon befolyásolja a vikingesek által az 1970-es években végzett talajmérések értelmezését" - mondta Delory, az UC Berkeley Űrtudományi Laboratóriumának vezető munkatársa. A Viking-misszió egyik fő célja, amely a NASA által 1975-ben elindított két űrhajóból áll, a Mars vörös talajának vizsgálata az élet jelei szempontjából. 1976-ban az űrhajó fedélzetén lévő két leszállóhely a marsi felszínen telepedett le, és négy különálló tesztet végzett, köztük néhányat, amelyek tápanyagok és víz hozzáadása a szennyeződéshez és szimatolás a gáztermelés céljából, ami az élő mikroorganizmusok visszajelzője lehet.
A tesztek nem voltak meggyőzőek, mivel a gázokat csak rövid ideig állították elő, és más műszerekben nem találtak olyan szerves anyagok nyomait, amelyek elvárhatók az élet jelenlétében. Ezek az eredmények inkább a kémiai reakcióra utalnak, mint az élet jelenlétére - mondta Delory.
"A zsűri még mindig nem vitatja meg, hogy van-e élet a Marson, de egyértelmű, hogy a Marsnak a talajban nagyon kémiailag reaktív körülményei vannak" - mondta. "Lehetséges, hogy vannak hosszú távú maró hatások, amelyek behatolhatnak a személyzetbe és a felszerelésekbe a marsi talajban lévő oxidánsok és por miatt."
Összességében elmondta: "az intenzív ultraibolya sugárterhelés, az alacsony hőmérsékletek, a víz és az oxidánsok hiánya a talajban megnehezítené a mikrobák számára a Marson való túlélést".
Delory és kollégái által az Astrobiology júniusi számában megjelenő cikk bemutatja, hogy a viharokban és a kisebb tornádókban, úgynevezett poros ördögökben keletkező elektromos mezők szétválaszthatják a szén-dioxidot és a vízmolekulákat, lehetővé téve számukra, hogy hidrogén-peroxidként vagy bonyolultabb szuperoxidként rekombinálódjanak. . Ezek az oxidáló szerek könnyen reagálnak és elpusztítják más molekulákat, beleértve az élethez társult szerves molekulákat.
Egy második, Delory által közösen készített tanulmány bemutatja, hogy ezek az oxidáló szerek olyan koncentrációkat képezhetnek és elérhetik a talaj közelében egy vihar alatt, hogy esik a hóba, és szennyezik a talaj felső rétegeit. A szerző, Sushil K. Atreya, a Michigan-i Egyetem légköri, óceáni és űrtudományi tanszékének vezető szerzője szerint a szuperoxidánsok nemcsak elpusztíthatják a Mars szerves anyagát, hanem felgyorsítják a metán veszteségét a légkörből.
A két cikk társszerzői a NASA Goddard Űrrepülési Központjától származnak; a Michigan Egyetem; Duke Egyetem; az alaszkai egyetem, Fairbanks; a SETI Intézet; Southwest Research Institute; a washingtoni egyetem, seattle; és az angliai Bristoli Egyetemet.
Delory és kollégái az amerikai délnyugati részén poros ördögöket tanulmányozták, hogy megértsék, hogy ilyen viharok által termelik az elektromosságot, és hogyan befolyásolják az elektromos mezők a levegőben levő molekulákat - különösen a molekulákat, mint például a vékony marsi légkörben.
"Megpróbáljuk megvizsgálni azokat a tulajdonságokat, amelyek a bolygót életképessé vagy lakhatatlanná teszik, akár az ott kialakult élet, akár az élet, amelyet oda hozunk” - mondta.
E tanulmányok alapján kollégáival plazmafizikai modelleket használt annak megértéséhez, hogy a vihar során egymással szemben dörzsölődő por részecskék miként válnak pozitív és negatív töltésűvé, és a statikus elektromosság felépül, amikor egy szőnyegen sétálunk, vagy ha az elektromosság mennydörgés alatt zajlik. . Bár nincs bizonyíték a villámcsapódásra a Marson, a porviharban szétválasztott töltött részecskék által generált elektromos mező felgyorsíthatja az elektronokat olyan sebességre, hogy elegendő legyen a molekulák széttöréséhez - találták Delory és munkatársai.
„Terepmunkánkból tudjuk, hogy az erõs elektromos tereket a földi porviharok generálják. A laboratóriumi kísérletek és az elméleti tanulmányok azt is jelzik, hogy a marsi légkörben az ottani porviharok során is erős elektromos tereket kell létrehozniuk ”- mondta Dr. William Farrell, a NASA Goddard űrrepülési központjának társszerzője, Md. Greenbelt.
Mivel a marsi légkörben a vízgőz és a szén-dioxid a legelterjedtebb molekulák, a képződő ionok valószínűleg hidrogén, hidroxil (OH) és szén-monoxid (CO). A második vizsgálat szerint rekombinációjuk egyik terméke hidrogén-peroxid (H2O2) lenne. Elég magas koncentrációban a peroxid szilárd anyaggá kondenzálódik, és kiesik a levegőből.
Ha ezt a forgatókönyvet a történelem nagy részén játszották a Marson, akkor a talajban felhalmozódott peroxid megcáfolhatta az életet kereső viking kísérleteket. Míg a címkézett felszabadulással és a földgázcserével kapcsolatos kísérletek a földterületeken gázt detektáltak, amikor vizet és tápanyagokat adtak a marsi talajhoz, addig a landolók tömegspektrométeres kísérlete nem tartalmazott szerves anyagot.
Abban az időben a kutatók azt sugallták, hogy a talajban nagyon reakcióképes vegyületek, például hidrogén-peroxid vagy ózon előállíthatták az élő szervezetek válaszát utánozó méréseket. Mások ezeknek az oxidánsoknak a lehetséges forrását javasolták: a légkörben a nap ultraibolya fényének által katalizált kémiai reakciókat, amelyek a Mars vékony légköre miatt intenzívebbek. A becsült szintek azonban jóval alacsonyabbak voltak, mint amire a Viking eredmények eléréséhez szükség volt.
Az, hogy a viharok és a poros ördögök oxidálószereket termelnek, amelyek a Marson szokásosnak tűnnek, elegendőek a vikingek megfigyeléseihez - mondta Delory. Harminc évvel ezelőtt néhány kutató fontolóra vette annak a lehetõségét, hogy a porviharok elektromosan aktívak lehetnek, mint például a Föld zivatarai, és ezek a viharok forrása lehet az új reaktív kémianak. De ez eddig nem volt vitathatatlan.
"A peroxid jelenléte megmagyarázhatja azt a nehézséget, melyet a Marsunkkal tapasztaltunk, de még mindig sok van, amit nem értünk a bolygó légkörének és talajának kémiájáról" - mondta.
Az elméletet tovább lehet kipróbálni egy légtérkémiai rendszerrel párhuzamosan működő elektromos mezőérzékelővel egy jövőbeli Mars rover vagy landolón, a csapat tagjai szerint.
A csapat tagjai: Delory, Atreya, Farrell és Nilton Renno és Ah-San Wong, a Michigan-i Egyetem; Steven Cummer, a Duke University, Durham, N.C .; Davis Sentman az alaszkai egyetemen; John Marshall, a kaliforniai Mountain View-i SETI Intézet; Scot Rafkin a délnyugati kutatóintézetből, San Antonio, Texas; és David Catling a washingtoni egyetemen.
A kutatást a NASA Mars Alapkutatási Programja és a NASA Goddard belső intézményi alapjai finanszírozták.
Eredeti forrás: UC Berkeley sajtóközlemény
