Elektrisch geladene Staubstürme treiben Mars Chlor-Zyklus

Neuere Forschungen von Aljan Wang, Forschungs-Professor in der Abteilung für Erd- und Planetenwissenschaften in Künste und Wissenschaften und Mitarbeiter an WashU, Stony Brook University, Shandong University, und Goddard Space Flight Center der NASA baut auf einer früheren Untersuchung der Marsstaubstürme als wesentlicher Faktor in der chemischen Evolution der Oberfläche des roten Planeten. Ihr neuestes Papier verschiebt den Fokus auf die elektrochemischen Prozesse aus Staubstürmen, die die Bewegung von Chlor treiben können, die auf dem Mars heute ist noch nicht abgeschlossen. Planeten: Die Forschung wurde im Journal of Geophysical Research 28. Mai veröffentlicht.

Während frühere Studien, die die relativ hohe Konzentration an Chlor auf dem Mars etabliert haben und vulkanische und hydrologischen Aktivität als historische Fahrer des Chlors Zyklus vorgeschlagen, hat Wang experimentell gezeigt, wie eine elektrostatische Entladung (ESD) durch Sandstürme erzeugt eine Schlüsselrolle bei der Marsoberfläche spielen könnte und Atmosphärenchemie jetzt. In Anbetracht Oberfläche die relative Häufigkeit von Chlor auf dem Mars', Wang und ihre Mitarbeiter eingestellt, um die Bildung dieses heutigen Chlor-Zyklus auf dem Mars zu erforschen: Wie aufgeregt Chloratome in die Atmosphäre freigesetzt bekommen, dann auf der Oberfläche erneut abgeschieden und teilweise versickert in den Untergrund. Sie untersuchten auch, welche Auswirkungen, die Chlor-Zyklus für die Suche nach Spuren von Leben auf dem Mars haben könnte.

„In der Vergangenheit, wenn die Bedingungen waren anders, und es vielleicht mehr Wasser auf dem Mars war, würde es ein Unterschied in der Oberflächenchemie und im Verhalten von Chlor gewesen“, sagte Bradley Jolliff, ein Co-Autor auf dem Papier und Scott Rudolph Professor für Erd- und Planetenwissenschaften. „Wir wollen nicht verstehen, wie Mars auf den heutigen Stand der Chloranreicherung an der Oberfläche bekam, aber wir sind sehr daran interessiert zu wissen, wie wir in den Untergrund bohren nach unten, wie stark oxidierte Verbindungen von Chlor, genannt Chlorate und Perchlorate, Interaktion mit anderen Elementen. Es war Art eines Puzzles.“

In einer speziellen Einrichtung bekannt als die Planetary Umwelt und Analysekammer (Pfirsich), Wang repliziert die Bedingungen der elektrostatischen Entladung, die von Mars Staubstürmen induziert werden kann, ein tiefes Verständnis der oberflächen Atmosphäre chemischer Wechselwirkung zu entwickeln. Ihre Ergebnisse waren signifikant. Nicht nur sind die Chlorverbindungen auf der Marsoberfläche durch elektrostatische Entladung während der Staubstürme oxidierte zu sehen ist, aber die Staubstürme auch viele freien Radikale aus Mars atmosphärischen Molekülen zu erzeugen. Das verursachte die angeregten Teilchen Chlor freigesetzt, rekombiniert werden, und dann zwischen der Oberfläche und der Atmosphäre des Mars, die Entwicklung eines aktiven Chlors und laufenden Zyklus bewegt.

„Das ist nicht wie das, was wir sehen, auf der Erde“, sagte Wang. „Photochemische Reaktionen, von der Sonne angetrieben werden, treten auf beiden Planeten, sondern auf dem Mars haben wir diese globalen Staubstürme einmal pro zwei Mars Jahre, regionale Staubstürme jedes Jahr und unzählige Staubteufel überall.“

In der Vergangenheit könnte Mars wärmer und feuchter gewesen, aber die Kälte, es trockene Atmosphäre heute macht einen mächtiger Faktor elektrostatische Entladung hat. „Elektro kann der größere Spieler auf der Oberfläche des Mars jetzt sein“, fügte Wang.

Diese Ergebnisse ausrichten mit anderen Analysen der Marsoberflächenchemie und die Bedingungen, sie weisen auf verheißen nichts Gutes für Biomarker an der Oberfläche zu finden. Wang wies jedoch darauf hin, dass die Oberflächenchemie zu verstehen, ist unsere beste Chance auf zu wissen, was das Leben auf dem Mars ausgesehen haben mag. Da die Suche Zeichen des Lebens zu finden, auf dem Mars weitergeht, wird diese Linie der Forschung weiter entwickeln. Wang rechnet mit Biogeochemikern zukünftige Kooperationen der Suche nach Biomarkern in den Marsuntergrund zu erweitern.

„Weil die Geochemie an der Oberfläche in den Untergrund gehen könnte, wirkt es wie die Spur von Leben auf dem Mars nachgewiesen werden kann“, sagte Wang.

Jolliff fügte hinzu: „Wir haben aus der Rover Spirit gesehen, als es einem der Räder durch den Boden ziehen, dass das, was in der unmittelbaren Untergrund war anders war, was richtig war an der Oberfläche, sehr viel ein Oberflächenoxidation Phänomen. So zu verstehen, dass die Oberflächenchemie sehr wichtig und treiben uns zu dem Schluss wird, dass, wenn wir wirklich Test für noch vorhandenes oder vergangenes Leben wollen, haben wir unter der Oberfläche zu erhalten bekommen.“

Die Finanzierung für diese Studie wurde von der NASA zur Verfügung gestellt. Die Arbeit wurde auch von der Washington University Institute of Materials Science & Engineering und McDonnell Zentrum für Weltraumwissenschaften unterstützt.

Quelle: Washington University in St. Louis. "Electrically charged dust storms drive Martian chlorine cycle." ScienceDaily. ScienceDaily, 15 June 2020. <www.sciencedaily.com/releases/2020/06/200615140843.htm>.