Nova laboratorijska ispitivanja pokazuju da trenje i elektrostaticka pražnjenja u marsovskoj prašini mogu razgraditi gasove i formirati reaktivne spojeve, uključujući perhlorate, dok istovremeno menjaju izotopske odnose hlora, kiseonika i ugljenika. Eksperimenti u komorama PEACh i SCHILGAR, podržani od strane NASA, zabeležili su dosledno izbeljivanje teških izotopa, što objašnjava neke neobične hemijske potpisе zabeležene na Marsu. Rad ukazuje da prašina i elektricitet, a ne voda ili vulkani, značajno utiču na modernu hemiju Marsa.
Mali Iskrice Na Marsu: Prašina Stvara Električnu Hemiju Koja Mijenja Izotopske Otiske
Mars sa distance deluje mirno, ali izbliza je mnogo življi: pod tankim nebom planete besne prašnjave oluje, vrtlozi prašine se kreću po površini, a sitna zrnca peska neprestano trljaju jedno o drugo.
Ta stalna trenja pretvaraju Crvenu planetu u ogroman prirodni generator elektriciteta. Nova laboratorijska studija pokazuje da elektrostaticka pražnjenja izazvana kretanjem prašine ne samo da „osvetljavaju“ nebo, već i aktivno menjaju hemiju Marsa—uključujući izotopske odnose ključnih elemenata.
Autori rada otkrivaju da mala elektrostaticka pražnjenja mogu razložiti atmosferske gasove i hlor-organicne molekule, nakon čega fragmenti rekombinuju u nove spojeve: isparljive hlora gasove, aktivirane okside, aerosolne karbonate i perhlorate—supstance koje su zaista detektovane na Marsu.
"Ovo je prva eksperimentalna studija koja ispituje kako elektrostaticka pražnjenja utiču na izotope u marsovskim uslovima," rekao je Kun Wang sa Washington University (UW), stručnjak koji nije učestvovao u projektu.
Tim je eksperimentisao u dve specijalizovane komore, PEACh i SCHILGAR, koje oponašaju nisku pritisakovu, suve uslove i prašnjavu površinu Marsa. U njima su mešali fini prah kako bi izazvali trenje i generisali naelektrisanje čestica—ponekad dovoljno jako da nastanu sitna elektrostaticka pražnjenja, slična slaboj munji.
Ključni rezultat bio je merenje izotopskih odnosa hlora, kiseonika i ugljenika u nastalim proizvodima. Istraživači su zabeležili dosledno izbeljivanje (depleciju teških izotopa) kod sva tri elementa, što ukazuje da elektrohemijski procesi pokrenuti prašinom mogu prouzrokovati značajnu izotopsku frakcionaciju.
"Znatno izbeljivanje teških izotopa triju pokretnih elemenata predstavlja 'dimni pištolj' koji potvrđuje značaj hemije pokrenute prašinom u oblikovanju savremenog sistema površina–atmosfera Marsa," izjavio je Alian Wang, koautor studije i planetarni naučnik na UW.
Spajanjem laboratorijskih podataka sa ranijim eksperimentima, autori su razvili novi globalni model modernog ciklusa hlora na Marsu. U tom modelu, reaktivni proizvodi nastali elektrostatickim pražnjenjima se talože na površinu, mešaju sa tlo i mogu prodrijeti u podzemne slojeve, menjajući mineralni sastav tokom geoloških vremena.
Tokom dugog, suvog amazonijskog perioda, ovi procesi mogu pomoći da se objasne ekstremno negativne vrednosti izotopa hlora (do −51‰) koje je izmerio rover Curiosity. Autori ističu da iako laboratorijski eksperimenti još nisu reproducirali najsvetlije Cl vrednosti zabeležene na Marsu, rezultati jasno pokazuju smer i potencijal elektrostatickih efekata.
Studija takođe sugeriše da slični električni procesi mogu delovati i na drugim telima—Veneri tokom oluja munja, Mesecu usled energetskih elektrona, pa i u spoljnjem Sunčevom sistemu. To otvara mogućnost da prašina i elektricitet predstavljaju uobičajenu i važnu silu u oblikovanju hemije mnogih planeta i satelita.
Sledeći koraci istraživača uključiće proširenje uslova eksperimenata kako bi se ispitali jači izotopski efekti i dodatni mehanizmi nastanka perhlorata. Rad je objavljen u časopisu Earth and Planetary Science Letters, uz podršku NASA.
Pomozite nam da budemo bolji.
