|
Кислород не нужен для производства минералов Марса
|
|
|
|
Когда в 2014 году марсоходы НАСА обнаружили оксиды марганца в горных породах кратеров Гейл и Индевор на Марсе, это открытие побудило некоторых ученых предположить, что когда-то миллиарды лет назад в атмосфере красной планеты могло быть больше кислорода. По словам ученых, для образования минералов, вероятно, требовалось обильное количество воды и сильно окислительные условия. Используя уроки, извлеченные из геологической летописи Земли, ученые пришли к выводу, что присутствие оксидов марганца указывает на то, что на Марсе в прошлом наблюдалось периодическое увеличение содержания кислорода в атмосфере, прежде чем оно снизилось до сегодняшнего низкого уровня.
|
|
|
|
Но новое экспериментальное исследование Вашингтонского университета в Сент-Луисе опровергает эту точку зрения. Ученые обнаружили, что в условиях, подобных марсианским, оксиды марганца могут легко образовываться без атмосферного кислорода. Используя кинетическое моделирование, ученые также показали, что окисление марганца невозможно в богатой углекислым газом атмосфере, ожидаемой на древнем Марсе. «Связь между оксидами марганца и кислородом страдает от множества фундаментальных геохимических проблем», — сказал Джеффри Каталано, профессор наук о Земле и планетах в Arts & Sciences и автор исследования, опубликованного 22 декабря в Nature Geoscience. Каталано — научный сотрудник Центра космических наук Макдоннелла.
|
|
|
Первым автором исследования является Каушик Митра, в настоящее время научный сотрудник Университета Стоуни-Брук с докторской степенью, который завершил эту работу в рамках своего исследования в аспирантуре Вашингтонского университета. Марс — планета, богатая галогенными элементами хлором и бромом по сравнению с Землей. «Галогены встречаются на Марсе в формах, отличных от земных, и в гораздо больших количествах, и мы предположили, что они будут важны для судьбы марганца», — сказал Каталано. Каталано и Митра провели лабораторные эксперименты с использованием хлората и бромата — преобладающих форм этих элементов на Марсе — для окисления марганца в образцах воды, которые они сделали для имитации жидкостей на поверхности Марса в древнем прошлом.
|
|
|
|
«Нас вдохновили реакции, наблюдаемые при хлорировании питьевой воды», — сказал Каталано. «Понимание других планет иногда требует от нас применения знаний, полученных из, казалось бы, несвязанных областей науки и техники». Ученые обнаружили, что галогены превращают марганец, растворенный в воде, в минералы оксида марганца в тысячи и миллионы раз быстрее, чем под действием кислорода. Кроме того, в слабокислых условиях, которые, по мнению ученых, были обнаружены на поверхности раннего Марса, бромат производит минералы оксида марганца быстрее, чем любой другой доступный окислитель. При многих из этих условий кислород вообще не способен образовывать оксиды марганца.
|
|
|
|
«Окисление не требует участия кислорода по определению», — сказал Митра. «Ранее мы предложили жизнеспособные окислители на Марсе, кроме кислорода или фотоокисления в УФ-излучении, которые помогают объяснить, почему красная планета красная. В случае с марганцем у нас просто не было жизнеспособной альтернативы кислороду, которая могла бы объяснить образование оксидов марганца, пока в настоящее время." Новые результаты меняют фундаментальные интерпретации обитаемости раннего Марса, что является важной движущей силой текущих исследований НАСА и Европейского космического агентства. Но только потому, что в прошлом, вероятно, не было атмосферного кислорода, нет особых причин полагать, что не было жизни, говорят ученые.
|
|
|
|
«Есть несколько форм жизни даже на Земле, которым не нужен кислород для выживания», — сказал Митра. «Я не думаю об этом как о «откате» от пригодности для жизни — только о том, что, вероятно, не было форм жизни на основе кислорода». Экстремофильные организмы, которые могут выжить в среде, богатой галогенами, такие как солелюбивые одноклеточные организмы и бактерии, которые процветают в Большом Соленом озере и Мертвом море на Земле, также могут преуспеть на Марсе. «Нам нужно больше экспериментов, проводимых в различных геохимических условиях, которые больше относятся к конкретным планетам, таким как Марс, Венера, и «океаническим мирам», таким как Европа и Энцелад, чтобы иметь правильное и полное понимание геохимической и геологической среды на этих планетарных телах. - сказал Митра. «Каждая планета уникальна сама по себе, и мы не можем экстраполировать наблюдения, сделанные на одной планете, чтобы точно понять другую планету».
|
|
|
|
Источник
|
