Una nuova ricerca suggerisce che le tempeste di polvere su Marte in tutto il pianeta potrebbero creare una neve di sostanze chimiche corrosive tossiche per la vita. Gli elementi potrebbero quindi riformarsi in molecole di perossido di idrogeno e cadere a terra come una neve che distruggerebbe le molecole organiche associate alla vita. Questa sostanza chimica tossica potrebbe essere concentrata negli strati superiori del suolo marziano, impedendo alla vita di sopravvivere.
Le tempeste di polvere in tutto il pianeta che periodicamente avvolgono Marte in un mantello rosso potrebbero generare una neve di sostanze chimiche corrosive, incluso il perossido di idrogeno, che sarebbe tossico per la vita, secondo due nuovi studi pubblicati nel più recente numero della rivista Astrobiology .
Sulla base di studi sul campo sulla Terra, esperimenti di laboratorio e modelli teorici, i ricercatori sostengono che i prodotti chimici ossidanti potrebbero essere prodotti dall'elettricità statica generata nelle nuvole di polvere vorticosa che spesso oscurano la superficie per mesi, ha detto l'Università della California, Berkeley, il fisico Gregory T Delory, primo autore di uno degli articoli. Se queste sostanze chimiche sono state prodotte regolarmente negli ultimi 3 miliardi di anni, quando Marte è stato presumibilmente secco e polveroso, il perossido accumulato nel suolo superficiale avrebbe potuto raggiungere livelli che ucciderebbero "la vita come la conosciamo", ha detto.
"Se fosse vero, ciò influisce molto sull'interpretazione delle misurazioni del suolo effettuate dai lander vichinghi negli anni '70", ha affermato Delory, senior fellow presso il laboratorio di scienze spaziali di UC Berkeley. Un obiettivo importante della missione vichinga, composto da due veicoli spaziali lanciati dalla NASA nel 1975, era testare il suolo rosso di Marte per segni di vita. Nel 1976, i due lander a bordo del veicolo spaziale si stabilirono sulla superficie marziana e condussero quattro test separati, tra cui alcuni che includevano l'aggiunta di nutrienti e acqua allo sporco e il fiuto per la produzione di gas, che potrebbe essere un segno rivelatore di microrganismi viventi.
I test erano inconcludenti perché i gas venivano prodotti solo brevemente e altri strumenti non trovavano tracce di materiali organici che sarebbero prevedibili se fosse presente la vita. Questi risultati sono più indicativi di una reazione chimica rispetto alla presenza di vita, ha detto Delory.
"La giuria non ha ancora deciso se c'è vita su Marte, ma è chiaro che Marte ha condizioni molto reattive dal punto di vista chimico nel suolo", ha affermato. "È possibile che possano esserci effetti corrosivi a lungo termine che potrebbero avere un impatto sugli equipaggi e sulle attrezzature a causa degli ossidanti nel suolo e nella polvere di Marte."
Tutto sommato, ha affermato, "l'intensa esposizione ai raggi ultravioletti, le basse temperature, la mancanza di acqua e gli ossidanti nel terreno renderebbero difficile la sopravvivenza di qualsiasi microbo su Marte."
L'articolo di Delory e dei suoi colleghi che appare nel numero di giugno di Astrobiology dimostra che i campi elettrici generati da tempeste e piccoli tornado, chiamati diavoli di polvere, potrebbero dividere l'anidride carbonica e le molecole di acqua, permettendo loro di ricombinarsi come perossido di idrogeno o superossidi più complicati . Tutti questi ossidanti reagiscono prontamente e distruggono altre molecole, comprese le molecole organiche associate alla vita.
Un secondo articolo, scritto da Delory, dimostra che questi ossidanti potrebbero formarsi e raggiungere tali concentrazioni vicino al suolo durante una tempesta da condensarsi in neve che cade, contaminando gli strati superiori del suolo. Secondo l'autore principale Sushil K. Atreya del Dipartimento di Scienze atmosferiche, oceaniche e spaziali dell'Università del Michigan, i superossidanti non solo potrebbero distruggere materiale organico su Marte, ma accelerare la perdita di metano dall'atmosfera.
Coautori dei due documenti provengono dal NASA Goddard Space Flight Center; l'Università del Michigan; Duke University; l'Università dell'Alaska, Fairbanks; l'Istituto SETI; Southwest Research Institute; l'Università di Washington, Seattle; e l'Università di Bristol in Inghilterra.
Delory e i suoi colleghi hanno studiato i diavoli della polvere nel sud-ovest americano per capire come viene prodotta l'elettricità in tali tempeste e in che modo i campi elettrici influenzerebbero le molecole nell'aria - in particolare, molecole come quelle nella sottile atmosfera marziana.
"Stiamo cercando di esaminare le caratteristiche che rendono un pianeta abitabile o inabitabile, sia per la vita che si è sviluppata lì sia per la vita che portiamo lì", ha detto.
Sulla base di questi studi, lui e i suoi colleghi hanno usato modelli di fisica al plasma per capire come le particelle di polvere che si sfregano l'una contro l'altra durante una tempesta diventano cariche positivamente e negativamente, proprio come si accumula l'elettricità statica quando attraversiamo un tappeto, o l'energia elettrica si accumula nelle nuvole temporalesche . Anche se non ci sono prove di scariche di fulmini su Marte, il campo elettrico generato quando particelle cariche si separano in una tempesta di polvere potrebbe accelerare gli elettroni a velocità sufficienti a separare le molecole, hanno scoperto Delory e i suoi colleghi.
“Dal nostro lavoro sul campo, sappiamo che forti campi elettrici sono generati dalle tempeste di polvere sulla Terra. Inoltre, esperimenti di laboratorio e studi teorici indicano che le condizioni nell'atmosfera marziana dovrebbero produrre forti campi elettrici anche durante le tempeste di polvere ", ha affermato il co-autore Dr. William Farrell del Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, Md.
Poiché il vapore acqueo e l'anidride carbonica sono le molecole più diffuse nell'atmosfera marziana, gli ioni più probabili da formare sono l'idrogeno, l'idrossile (OH) e il monossido di carbonio (CO). Un prodotto della loro ricombinazione, secondo il secondo studio, sarebbe il perossido di idrogeno (H2O2). A concentrazioni sufficientemente elevate, il perossido si condenserebbe in un solido e cadrebbe dall'aria.
Se questo scenario si fosse svolto su Marte per gran parte della sua storia, il perossido accumulato nel suolo avrebbe potuto ingannare gli esperimenti vichinghi in cerca di vita. Mentre gli esperimenti di Rilascio con etichetta e Scambio di gas sui lander hanno rilevato gas quando acqua e sostanze nutritive sono state aggiunte al suolo marziano, l'esperimento dello spettrometro di massa dei lander non ha trovato materia organica.
A quel tempo, i ricercatori hanno suggerito che composti molto reattivi nel terreno, forse perossido di idrogeno o ozono, avrebbero potuto produrre le misurazioni, imitando la risposta degli organismi viventi. Altri hanno suggerito una possibile fonte di questi ossidanti: reazioni chimiche nell'atmosfera catalizzate dalla luce ultravioletta del sole, che è più intensa a causa della sottile atmosfera di Marte. Tuttavia, i livelli previsti erano molto più bassi del necessario per produrre i risultati vichinghi.
La produzione di ossidanti da tempeste di polvere e diavoli di polvere, che sembrano essere comuni su Marte, sarebbe sufficiente a causare le osservazioni vichinghe, ha detto Delory. Trenta anni fa, alcuni ricercatori hanno considerato la possibilità che le tempeste di polvere possano essere elettricamente attive, come i temporali della Terra, e che queste tempeste potrebbero essere una fonte della nuova chimica reattiva. Ma fino ad ora questo non era testabile.
"La presenza di perossido può spiegare il dilemma che abbiamo avuto con Marte, ma c'è ancora molto che non capiamo sulla chimica dell'atmosfera e dei suoli del pianeta", ha detto.
La teoria potrebbe essere ulteriormente testata da un sensore di campo elettrico che funziona in tandem con un sistema di chimica atmosferica su un futuro rover o lander su Marte, secondo i membri del team.
Il team comprende Delory, Atreya, Farrell e Nilton Renno e Ah-San Wong dell'Università del Michigan; Steven Cummer della Duke University, Durham, N.C .; Davis Sentman dell'Università dell'Alaska; John Marshall dell'Istituto SETI di Mountain View, California; Scot Rafkin del Southwest Research Institute di San Antonio, in Texas; e David Catling dell'Università di Washington.
La ricerca è stata finanziata dal Mars Fundamental Research Program della NASA e dai fondi istituzionali interni della NASA Goddard.
Fonte originale: UC Berkeley News Release
