22.12.2022
Когда в 2014 году на Марсе обнаружили оксиды марганца в горных породах кратеров Гейл и Индевор, ученые предположили, что когда-то, миллиарды лет назад, в атмосфере Красной планеты было больше кислорода. Исследователи считают, что для образования минералов требовалось большое количество воды и кислая среда. А присутствие оксидов марганца, по мнению специалистов, — свидетельство того, что на Марсе в прошлом наблюдалось периодическое увеличение содержания кислорода в атмосфере, прежде чем оно снизилось до сегодняшнего низкого уровня.
Но новое экспериментальное исследование ученых Вашингтонского университета опровергает эту точку зрения. Специалисты обнаружили, что в условиях, подобных марсианским, оксиды марганца могут легко образовываться без атмосферного кислорода. Используя кинетическое моделирование, ученые показали: окисление марганца невозможно в богатой углекислым газом атмосфере, которая, по более ранним предположениям, царила 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 в Nature Geoscience.
Марс — планета, богатая галогенными элементами хлором и бромом, в отличие от с Земли.
«Галогены встречаются на Марсе в формах, отличных от земных, и в гораздо больших количествах, и мы предположили, что они будут важны для образования марганца», — отмечает Каталано.
Исследователи провели лабораторные эксперименты с использованием хлората и бромата — преобладающих форм этих элементов на Марсе. Предполагалось, что марганец окислится в образцах воды, созданных для имитации жидкостей на поверхности Марса в древнем прошлом.
«Нас вдохновили реакции, наблюдаемые при хлорировании питьевой воды, — рассказал Каталано. — Понимание других планет иногда требует от нас применения знаний, полученных из, казалось бы, несвязанных областей науки и техники».
Ученые обнаружили, что галогены превращают растворенный в воде марганец в минералы оксида марганца в тысячи и миллионы раз быстрее, чем под действием кислорода. Кроме того, в слабокислых условиях, которые, по мнению ученых, были 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, — говорят ученые. — Ранее мы предложили жизнеспособные окислители на Марсе, кроме кислорода или фотоокисления в УФ-излучении, которые помогают объяснить, почему Красная планета красного цвета. В случае с марганцем у нас просто не было жизнеспособной альтернативы кислороду, которая могла бы объяснить образование оксидов марганца».
Новые результаты меняют фундаментальные интерпретации обитаемости раннего Марса. Но только потому, что в прошлом не было атмосферного кислорода, нет особых причин полагать, что не было жизни, считают ученые. Есть несколько форм даже на Земле, которым не нужен кислород для выживания. Экстремофильные организмы, которые могут выжить в среде, богатой галогенами — солелюбивые одноклеточные организмы и бактерии, которые процветают в Большом Соленом озере и Мертвом море на Земле — также могли бы существовать на Марсе.
Нет комментариев