Химические процессы на Марсе долгое время оставались загадкой для учёных. Отсутствие воды и привычных температурных условий заставляло искать нестандартные объяснения. Новое исследование предлагает смелую гипотезу, где главную роль играет атмосферное электричество. Об этом сообщает Earth and Planetary Science Letters.
Электричество как движущая сила
Химия Красной планеты кардинально отличается от земной. Если на Земле большинство процессов связано с водой и теплом, то на Марсе эти факторы практически отсутствуют. Это заставляло научное сообщество годами ломать голову над происхождением некоторых марсианских соединений. Оказывается, ответ может крыться в явлении, знакомом каждому — статическом электричестве. Оно возникает во время знаменитых марсианских бурь и способно запускать цепочки неожиданных реакций.
"Электрические разряды, происходящие во время пылевых бурь, создают высокоэнергетические электроны, которые сталкиваются с CO2, составляющим марсианскую атмосферу. При этом образуются реактивные радикалы, такие как CO и O", — объясняют механизм авторы исследования Алиан Ван и Нил Стурчио в публикации Earth and Planetary Science Letters.
Загадочный изотопный дисбаланс
Ключевой подсказкой стали данные, собранные марсоходами и орбитальными аппаратами. Они выявили аномальный дисбаланс изотопов в поверхностном слое Марса. Речь идёт о том, что пропорции "лёгких" и "тяжёлых" форм таких распространённых элементов, как хлор, кислород и углерод, не соответствуют ожидаемым.
Например, дефицит "тяжёлого" хлора-37 составляет 51 промилле. Поскольку хлор входит в состав опасных перхлоратов, понимание причин этого дисбаланса критически важно для оценки рисков для будущих экспедиций.
Менее выраженный, но не менее значимый дисбаланс зафиксирован для углерода и кислорода. Эти элементы — основа карбонатов, минералов, которые раньше считались главным доказательством существования на Марсе жидкой воды в прошлом. Новое исследование ставит эту интерпретацию под сомнение, предлагая альтернативный механизм их образования, не требующий присутствия воды.
Роль пылевых бурь и перспективы исследований
Марсианские пылевые бури — не просто атмосферное явление. Они создают многочисленные мини-вихри, в которых частицы пыли интенсивно трутся друг о друга. В разреженной атмосфере это трение легко приводит к накоплению электростатического заряда и последующим разрядам.
Эти разряды, как показали эксперименты в специальной камере PEACh, способны буквально "выбивать" из углекислой атмосферы активные радикалы. Те, в свою очередь, вступают в реакцию с поверхностными солями, порождая те самые перхлораты и, возможно, карбонаты.
Этот электрический процесс действует как своеобразный фильтр, предпочтительно вовлекая в реакции более лёгкие изотопы. Именно это и объясняет наблюдаемый дефицит "тяжёлых" форм элементов. Подобные процессы, вероятно, могут происходить и на других небесных телах с экстремальными условиями, таких как Венера или спутники газовых гигантов.
Постоянное образование перхлоратов — серьёзный вызов для планов по колонизации Марса. Эти токсичные соединения представляют прямую угрозу для здоровья человека и работы техники. Хотя открытие не ставит крест на исследовании планеты, оно указывает на необходимость тщательного учёта этого фактора при проектировании миссий и систем жизнеобеспечения. Дальнейшие исследования помогут глубже понять универсальность электрически-индуцированной химии в Солнечной системе.
