Nový výzkum naznačuje, že prachové bouře na celé planetě na Marsu by mohly vytvořit sníh žíravých chemikálií toxických pro život. Prvky se pak mohly reformovat na molekuly peroxidu vodíku a spadnout na zem jako sníh, který by zničil organické molekuly spojené se životem. Tato toxická chemikálie by se mohla soustředit do horních vrstev marťanské půdy, což zabrání přežití života.
Podle dvou nových studií zveřejněných v posledním čísle časopisu Astrobiologie prachové bouře na planetě, které pravidelně maskují Mars v červeném plášti, mohou generovat sníh žíravých chemikálií, včetně peroxidu vodíku, který by byl pro život toxický. .
Na základě terénních studií na Zemi, laboratorních experimentů a teoretického modelování vědci tvrdí, že oxidující chemikálie by mohly být produkovány statickou elektřinou generovanou v oblacích prachu, které často zakrývají povrch měsíce, řekla University of California, Berkeley, fyzik Gregory T Delory, první autor jednoho z článků. Pokud by se tyto chemikálie vyráběly pravidelně během posledních 3 miliard let, kdy byl Mars pravděpodobně suchý a zaprášený, nahromaděný peroxid v povrchové půdě by se mohl vybudovat na úroveň, která by zabila „život, jak ho známe“, řekl.
"Pokud je to pravda, velmi to ovlivňuje interpretaci měření půdy prováděnou přistaviteli Vikingů v 70. letech," řekl Delory, vedoucí pracovník Laboratoře vesmírných věd UC Berkeley. Hlavním cílem mise Viking, složené ze dvou kosmických lodí zahájených NASA v roce 1975, bylo testování červené půdy Marsu na známky života. V roce 1976 se dva přistávající na palubě kosmické lodi usadili na marťanském povrchu a provedli čtyři samostatné testy, z nichž některé zahrnovaly přidávání živin a vody do nečistot a čichání na výrobu plynu, což by mohlo být výpovědným znakem živých mikroorganismů.
Testy byly neprůkazné, protože plyny byly produkovány jen krátce a jiné nástroje nezjistily žádné stopy organických materiálů, které by se očekávaly, kdyby byla přítomna životnost. Tyto výsledky svědčí o chemické reakci než o přítomnosti života, uvedl Delory.
"Porota stále zkouší, zda na Marsu existuje život, ale je jasné, že Mars má v půdě velmi chemicky reaktivní podmínky," řekl. "Je možné, že by mohlo dojít k dlouhodobým korozivním účinkům, které by ovlivnily posádky a vybavení kvůli oxidantům na marťanské půdě a prachu."
Celkově vzato řekl: „Intenzivní vystavení ultrafialovému záření, nízké teploty, nedostatek vody a oxidantů v půdě by ztěžovaly přežití mikrobů na Marsu.“
Článek Deloryho a jeho kolegů, který se objevil v červnovém vydání Astrobiologie, ukazuje, že elektrická pole generovaná v bouřích a menších tornádech, nazývaných prachoví ďáblové, by mohla oddělit oxid uhličitý a molekuly vody od sebe, což jim umožňuje rekombinovat jako peroxid vodíku nebo komplikovanější superoxidy. . Všechny tyto oxidanty snadno reagují a ničí jiné molekuly, včetně organických molekul, které jsou spojeny se životem.
Druhý dokument, spoluautorem společnosti Delory, ukazuje, že tyto oxidanty by se mohly během bouře vytvořit a dosáhnout takových koncentrací poblíž země, že by kondenzovaly do padajícího sněhu a kontaminovaly vrchní vrstvy půdy. Podle hlavního autora Sushila K. Atreye z Katedry atmosférických, oceánských a kosmických věd na University of Michigan mohly superoxidanty nejen zničit organický materiál na Marsu, ale také urychlit ztrátu metanu z atmosféry.
Spoluautori obou dokumentů jsou z NASA Goddard Space Flight Center; University of Michigan; Duke University; aljašská univerzita, Fairbanks; institut SETI; Jihozápadní výzkumný ústav; University of Washington, Seattle; a University of Bristol v Anglii.
Delory a jeho kolegové studovali na americkém jihozápadě prachové ďábly, aby pochopili, jak se v takových bouřích vyrábí elektřina a jak by elektrická pole ovlivňovala molekuly ve vzduchu - zejména molekuly jako ty v tenké marťanské atmosféře.
"Snažíme se podívat na funkce, díky nimž je planeta obyvatelná nebo neobyvatelná, ať už pro život, který se tam vyvinul, nebo pro život, který tam přinášíme," řekl.
Na základě těchto studií on a jeho kolegové používali modely fyziky plazmatu k pochopení toho, jak se částice prachu, které se třou o sebe během bouře, stávají pozitivně a negativně nabitými, podobně jako se hromadí statická elektřina, když procházíme kobercem, nebo se hromadí elektřina v bouřkách . Přestože neexistují žádné důkazy o výboji blesku na Marsu, elektrické pole vytvořené, když se nabité částice oddělily v prachové bouři, mohlo urychlit elektrony na rychlosti dostatečné k rozbití molekul, Delory a jeho kolegové našli.
"Z naší práce v terénu víme, že silná elektrická pole jsou vytvářena prachovými bouřkami na Zemi." Laboratorní experimenty a teoretické studie také ukazují, že podmínky v marťanské atmosféře by měly produkovat silná elektrická pole i při prašných bouřích, “řekl spoluautor Dr. William Farrell z Goddard Space Flight Center NASA v Greenbeltu, Md.
Protože vodní pára a oxid uhličitý jsou nejčastějšími molekulami v marťanské atmosféře, nejpravděpodobnější ionty, které se vytvoří, jsou vodík, hydroxyl (OH) a oxid uhelnatý (CO). Jedním z produktů jejich rekombinace by podle druhé studie byl peroxid vodíku (H2O2). Při dostatečně vysokých koncentracích by peroxid kondenzoval do pevné látky a vypadával ze vzduchu.
Pokud se tento scénář odehrává na Marsu po většinu jeho historie, nahromaděný peroxid v půdě mohl oklamat experimenty Vikingů hledající život. Zatímco experimenty Labeled Release a Gas Exchange na landers detekovaly plyn, když byla do marťanské půdy přidána voda a živiny, experiment landersova hmotnostního spektrometru nenašla žádnou organickou hmotu.
V té době vědci navrhovali, že velmi reaktivní sloučeniny v půdě, možná peroxid vodíku nebo ozon, by mohly produkovat měření napodobující reakci živých organismů. Jiní navrhli možný zdroj těchto oxidantů: chemické reakce v atmosféře katalyzované ultrafialovým světlem ze slunce, které je intenzivnější kvůli Marsově tenké atmosféře. Předpovídané úrovně však byly mnohem nižší, než bylo nutné k dosažení výsledků Vikingů.
Produkce oxidantů prachovými bouřkami a prachovými ďábly, které se na Marsu jeví běžně, by stačila k tomu, aby vyvolala pozorování Vikingů, uvedla Delory. Před třiceti lety někteří vědci zvažovali možnost, že prachové bouře mohou být elektricky aktivní, jako bouřky Země, a že tyto bouře mohou být zdrojem nové reaktivní chemie. Ale to bylo až dosud neproveditelné.
"Přítomnost peroxidu může vysvětlit quandary, které jsme měli na Marsu, ale stále je toho hodně, čemu nerozumíme o chemii atmosféry a půdy planety," řekl.
Teorie by mohla být dále testována senzorem elektrického pole pracujícím v tandemu s atmosférickým chemickým systémem na budoucím Mars roveru nebo landeru, podle členů týmu.
Tým zahrnuje Delory, Atreya, Farrell a Nilton Renno & Ah-San Wong z University of Michigan; Steven Cummer z Duke University, Durham, N.C .; Davis Sentman z University of Alaska; John Marshall z institutu SETI v Mountain View v Kalifornii; Scot Rafkin z Southwest Research Institute v San Antoniu v Texasu; a David Catling z University of Washington.
Výzkum byl financován z programu NASA Mars Fundamental Research Program a z interních institucionálních fondů Goddard NASA.
Původní zdroj: UC Berkeley News Release
