Ny forskning tyder på at støvstormer på Mars over hele planet kan skape en snø av etsende kjemikalier som er giftige for liv. Elementene kunne deretter reformeres til hydrogenperoksydmolekyler, og falle til bakken som en snø som ville ødelegge organiske molekyler assosiert med liv. Dette giftige kjemikaliet kan konsentreres i de øverste lagene av Marsjord, og forhindrer at livet overlever.
De planeten brede støvstormene som periodisk kapper Mars i en mantel av rødt kan generere en snø av etsende kjemikalier, inkludert hydrogenperoksyd, som ville være giftig for livet, ifølge to nye studier publisert i den nyeste utgaven av tidsskriftet Astrobiology .
Basert på feltstudier på jorden, laboratorieeksperimenter og teoretisk modellering, argumenterer forskerne for at oksiderende kjemikalier kan produseres av den statiske elektrisiteten som genereres i de virvlende støvskyene som ofte skjuver overflaten i flere måneder, sier University of California, Berkeley, fysiker Gregory T Delory, første forfatter av et av avisene. Hvis disse kjemikaliene har blitt produsert regelmessig i løpet av de siste tre milliarder årene, når Mars antagelig har vært tørre og støvete, kunne det akkumulerte peroksidet i overflatejorden ha bygget seg til nivåer som ville drept "livet slik vi kjenner det," sa han.
"Hvis det er sant, påvirker dette veldig tolkningen av jordmålinger gjort av vikinglandingene på 1970-tallet," sier Delory, senior stipendiat ved UC Berkeleys romforskningslaboratorium. Et hovedmål for Viking-oppdraget, bestående av to romfartøy som ble lansert av NASA i 1975, var å teste Mars 'røde jord for tegn på liv. I 1976 slo de to landerne ombord på romfartøyet seg på Marsoverflaten og gjennomførte fire separate tester, inkludert noen som innebar å tilsette næringsstoffer og vann til skitten og snuse for gassproduksjon, noe som kan være et bevis på tegn på levende mikroorganismer.
Testene var uoverensstemmende fordi gasser bare ble produsert kort, og andre instrumenter fant ingen spor av organiske materialer som man kunne forvente hvis liv var til stede. Disse resultatene er mer tegn på en kjemisk reaksjon enn tilstedeværelsen av liv, sa Delory.
"Juryen er fremdeles ute etter om det er liv på Mars, men det er tydelig at Mars har veldig kjemisk reaktive forhold i jorda," sa han. "Det er mulig det kan være langsiktige korrosive effekter som kan påvirke mannskaper og utstyr på grunn av oksidanter i Marsjord og støv."
Alt i alt sa han, "den intense ultrafiolette eksponeringen, de lave temperaturene, mangelen på vann og oksidantene i jorda ville gjøre det vanskelig for noen mikrobe å overleve på Mars."
Artikkelen av Delory og kollegene hans som ble vist i juniutgaven av Astrobiologi, viser at de elektriske feltene som genereres i stormer og mindre tornadoer, kalt støvdukker, kan dele kullsyre og vannmolekyler fra hverandre, slik at de kan rekombinere som hydrogenperoksyd eller mer kompliserte superoksider . Alle disse oksydantene reagerer lett med og ødelegger andre molekyler, inkludert organiske molekyler som er assosiert med livet.
Et annet papir, coauthored av Delory, viser at disse oksidantene kunne danne og nå slike konsentrasjoner nær bakken under en storm at de ville kondensere til fallende snø og forurense de øverste jordlagene. I følge hovedforfatter Sushil K. Atreya ved Institutt for atmosfæriske, oseaniske og romfarlige vitenskaper ved University of Michigan, kunne ikke superoksidantene ødelegge organisk materiale på Mars, men akselerere tapet av metan fra atmosfæren.
Coauthors av de to papirene er fra NASA Goddard Space Flight Center; University of Michigan; Duke University; University of Alaska, Fairbanks; SETI-instituttet; Southwest Research Institute; University of Washington, Seattle; og University of Bristol i England.
Delory og kollegene hans har studert støvduder i det amerikanske sørvest for å forstå hvordan elektrisitet blir produsert i slike stormer og hvordan de elektriske feltene ville påvirke molekyler i luften - spesielt molekyler som de i den tynne marsiske atmosfæren.
"Vi prøver å se på funksjonene som gjør en planet beboelig eller ubeboelig, enten for livet som utviklet seg der eller for livet vi bringer dit," sa han.
Basert på disse studiene brukte han og kollegene plasmafysikkmodeller for å forstå hvordan støvpartikler som gnir mot hverandre under en storm blir positivt og negativt ladet, omtrent slik statisk elektrisitet bygger seg opp når vi går over et teppe, eller elektrisitet bygger i tordenvær . Selv om det ikke er bevis for lynutslipp på Mars, kan det elektriske feltet som genereres når ladede partikler skiller seg i en støvstorm kunne akselerere elektronene til hastigheter som er tilstrekkelige til å skille molekyler fra hverandre, fant Delory og hans kolleger.
Fra vårt feltarbeid vet vi at sterke elektriske felt blir generert av støvstormer på jorden. Laboratorieeksperimenter og teoretiske studier indikerer også at forhold i den martiske atmosfæren også bør produsere sterke elektriske felt under støvstormer, ”sa medforfatter Dr. William Farrell ved NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Md.
Siden vanndamp og karbondioksid er de mest utbredte molekylene i den Martiske atmosfæren, er de mest sannsynlige ionene som dannes hydrogen, hydroksyl (OH) og karbonmonoksid (CO). Et produkt av deres rekombinasjon, ifølge den andre studien, ville være hydrogenperoksyd (H2O2). Ved høye nok konsentrasjoner ville peroksidet kondensere til et fast stoff og falle ut av luften.
Hvis dette scenariet har spilt ut på Mars store deler av sin historie, kunne det akkumulerte peroksidet i jorden ha lurt Viking-eksperimentene på jakt etter liv. Mens eksperimentene med etikettutgivelsen og gassutvekslingen på landingene oppdaget gass da vann og næringsstoffer ble tilsatt til Marsjord, fant landsmannens Mass Spectrometer-eksperiment ingen organiske stoffer.
På den tiden antydet forskere at veldig reaktive forbindelser i jorda, kanskje hydrogenperoksyd eller ozon, kunne ha produsert målingene og etterlignet responsen fra levende organismer. Andre foreslo en mulig kilde for disse oksidantene: kjemiske reaksjoner i atmosfæren katalysert av ultrafiolett lys fra solen, som er mer intens på grunn av Mars 'tynne atmosfære. Imidlertid var forventede nivåer langt lavere enn nødvendig for å produsere Viking-resultatene.
Produksjon av oksidanter ved støvstormer og støvdukker, som ser ut til å være vanlig på Mars, ville være tilstrekkelig til å forårsake Viking-observasjonene, sa Delory. For tretti år siden vurderte noen forskere muligheten for at støvstormer kan være elektrisk aktive, som jordens tordenvær, og at disse stormene kan være en kilde til den nye reaktive kjemien. Men dette hadde vært uprøvd til nå.
"Tilstedeværelsen av peroksid kan kanskje forklare den kvartalen vi har hatt med Mars, men det er fremdeles mye vi ikke forstår om kjemien i atmosfæren og jordens jord," sa han.
Teorien kan testes videre av en elektrisk feltføler som jobber i tandem med et atmosfærisk kjemisystem på en fremtidig Mars-rover eller lander, ifølge teammedlemmene.
Teamet inkluderer Delory, Atreya, Farrell og Nilton Renno & Ah-San Wong fra University of Michigan; Steven Cummer fra Duke University, Durham, N.C .; Davis Sentman fra University of Alaska; John Marshall fra SETI Institute i Mountain View, California; Scot Rafkin fra Southwest Research Institute i San Antonio, Texas; og David Catling fra University of Washington.
Forskningen ble finansiert av NASAs Mars Fundamental Research Program og av NASA Goddard interne institusjonelle fond.
Originalkilde: UC Berkeley News Release
