Login
Согласно новому исследованию из Университета Вашингтона в Сент-Луисе, молния в марсианских пыльных бурях помогает сформировать огромное количество перхлората, обнаруженного на почвах планеты.
Это не молния, а еще одна форма электростатического разряда, которая играет ключевую роль в распространении реактивного химического вещества на всей планете, сказал Альян Ван, профессор исследований в Отделе Земли и Планетарных наук в области искусств и наук.
«Мы нашли механизм, который может быть стимулирован каким-то атмосферным событием, уникальным для Марса, и которое происходит часто, длится очень долго и охватывает большие районы планеты - то есть пыльные бури», - сказал Ванг.
«Это объясняет уникальную, высокую концентрацию важного химического вещества в марсианских почвах, и это очень важно для поиска жизни на Марсе».
Новая работа представляет собой экспериментальное исследование, которое имитирует условия марсианской деятельности в лабораторной камере на Земле.
Удивительное количество химически активного химиката
Когда NASA Phoenix Mars Lander прибыл на планету в поисках сред, подходящих для жизни в микробиологических целях, исследователи с удивлением обнаружили высокие концентрации перхлоратов в почве - от 0,5 до 1,0 процента.
Популярное заблуждение в то время побудило некоторых людей поверить, что перхлораты убьют все марсианские микробы. В действительности, некоторые микробы могут использовать перхлораты в качестве источника энергии, хотя перхлораты токсичны для человека.
Перхлорат-ион, состоящий из одного атома хлора и четырех атомов кислорода, является стабильным, но хлорат, связанный с ним только тремя атомами кислорода, является сильным окислителем, как показал Каушик Митра, аспирант Вашингтонского университета в области наук о Земле и планетарных науках.
Новые исследования Ванга показывают, что хлорат является первым и лучшим продуктом в пути фазовых переходов от хлорида к перхлорату во время многофазной окислительно-восстановительной плазмы - новый механизм, впервые описанный 15 октября в журнале Earth and Planetary Science Letters.
Источник энергии в шторме
Ученые предположили, что молния может обеспечить энергию для этих химических реакций на Марсе. Но Ван и ее команда в Вашингтонском университете, первыми создали фактическое экспериментальное моделирование, которое продемонстрировало выход хлората / перхлората, который в 1000 раз превышал урожай, полученный в результате фотохимии в лаборатории.
Эта работа была завершена в сотрудничестве с Z.C. Wu в Институте космической науки Университета Шаньдун в Китае; Уильям Фаррелл в Центре космических полетов НАСА Годдард; и Эндрю Джексоном в Техасском техническом университете.
Исследователи разработали два набора экспериментов с использованием симулятора, получившего название Планетарной среды и аналитической камеры (PEACh), создавая атмосферу, похожую на Марс, с аналогичными условиями давления и температуры.
В атмосфере Марса с низкой плотностью, которая имеет менее одного процента атмосферного давления Земли, заряженные частицы с меньшей вероятностью накапливаются на расстоянии, чтобы сформировать драматическую дугу молнии. Вместо этого, ветровые явления, несущие песок и пыль, с большей вероятностью будут развиваться приповерхностными электрическими полями, которые приводят к темному разряду Таунсенда, эффекту, который не видно, или нормальному тлеющему разряду, - который появляется, как это звучит, как тусклое свечение.
«Альянс Ван сказал:« Если вы хотите увидеть тлеющий разряд его следует рассматривать в виде слабого света и он длится дольше, чем молния », - сказал Альян Ван.
В лаборатории исследовательская группа наблюдала мгновенную генерацию свободных радикалов - молекул с высокореактивными неспаренными электронами - в нормальном тлеющем разряде, обнаруженном методом спектроскопии плазмы на месте. Они также измеряли переход хлорида в хлорат, а затем перхлорат через взаимодействие со свободными радикалами с использованием лазерной спектроскопии комбинационного рассеяния.
Маскировка признаков жизни
В среднем глобальные пылевые бури на Марсе происходят одиннадцать раз в два марсианских года, в то время как региональные и местные пылевые бури происходят каждый год.
Ван и ее команда уверены, что их результаты могут быть расширены до общих условий Марса и могут помочь исследователям понять наличие большой концентрации этих химических веществ в марсианских почвах.
Более того, считает Ванг, хлораты, производимые в больших количествах во время пылевых событий, могут действовать как мусорщики, реагируя с другими поверхностными химикатами таким образом, что они «очищают» биосигналы активных микробов - маскируют или стирают доказательства жизни на Марсе ,
«Это исследование открывает дверь. Оно демонстрирует сильную окислительную способность электронов в процессе электростатического разряда, вызванных событиями пыли », - сказала она
«Это говорит о том, что электростатический разряд в событиях марсианской пыли может повлиять на многие другие окислительно-восстановительные процессы в атмосфере Марса и на поверхности Марса и на поверхности, такие как системы железа и серы.
