Эксперты выяснили, как перхлораты ведут себя в марсианских условиях — это поможет выбирать перспективные зоны для поиска следов жизни на Марсе и спутнике Юпитера Европе — пишет « Hi-Tech_Mail.ru ».
Автор Hi-Tech Mail
Ученые из Физико-технического института имени Иоффе, МГУ, Института космических исследований РАН и СПбПУ в совместном эксперименте смоделировали условия на поверхности Марса и спутника Юпитера Европы. Они изучили устойчивость перхлоратов — неорганических хлорсодержащих соединений, которые образуются из веществ, оставшихся от древних испарившихся водоемов, под действием космического излучения. Научная работа, поддержанная грантом Российского научного фонда, опубликована в журнале Icarus.
Перхлораты — соли хлорной кислоты — присутствуют в марсианском грунте и льду в значительных количествах. Под влиянием высокоэнергетических частиц космического излучения они активно взаимодействуют с органическими молекулами, разрушая последние. Это усложняет обнаружение возможных биомаркеров в данных отправленных на Марс и Европу миссий.
До сих пор ученые проводили эксперименты лишь с чистыми образцами перхлоратов, не учитывая реальный состав планетной поверхности. Новая работа впервые моделирует более реалистичные условия, включающие минеральные смеси с водой и песком, близкие к марсианской почве.
Результаты экспериментов и их значение
В лаборатории образцы перхлората натрия в различных средах были охлаждены до −140°C и облучены пучком электронов, имитирующим космическое излучение. Исследователи измеряли, какая часть соединения сохраняется, и какие продукты образуются при радиолизе. Выяснилось, что в сухой смеси с кварцевым песком перхлораты распадаются особенно быстро — до 30% вещества под действием высокой дозы излучения превращается в оксиды, опасные для устойчивости органики. В присутствии воды радиационное разложение заметно замедлялось, так как вода частично поглощает энергию излучения. Именно в увлажненных или ледяных участках грунта перхлораты остаются более стабильными, увеличивая шанс сохранения возможных следов древних или нынешних биомолекул.
На основе этих данных ученые рассчитали срок существования перхлоратов: на глубине около одного метра в марсианском грунте они могут сохраняться десятки или даже сотни миллионов лет, а недалеко от поверхности — сотни тысяч или миллионы лет. На Европе, где ввиду крайней разреженности атмосферы уровень радиации гораздо выше, верхние слои льда продолжают обновляться гораздо быстрее, и перхлораты там могут исчезать всего за несколько десятилетий. Такие различия в химической динамике поверхности важны для выбора зон для будущих поисковых работ.
Почему это важно для астронавтики
Результаты исследования помогут специалистам:
- Лучше интерпретировать данные марсианских миссий, включая спектроскопические измерения и анализ проб;
- Определять области с высокой вероятностью сохранения органических веществ, что критично для поиска признаков жизни;
- Учитывать влияние радиации и минералогии на сохранность потенциальных биомаркеров.
Наличие перхлоратов в марсианском реголите — не новость: миссии Phoenix, Spirit и Curiosity ранее фиксировали их в почвах Красной планеты в количестве до 0,5% по массе (такая концентрация токсична для земных организмов).
Идеи нестандартного подхода к поиску жизни за пределами привычных критериев (вода, кислород) активно обсуждаются в научном сообществе. Так, например, ученые предлагают учитывать баланс химических элементов вроде азота и фосфора на экзопланетах, поскольку только они тоже могут способствовать биохимическим реакциям, поддерживающим жизнь.
В недавнем исследовании ученые высказали гипотезу, что галилеевы спутники Юпитера изначально имели все необходимое для возникновения жизни.
