Химия на Марсе существенно отличается от земной, поскольку там отсутствуют ключевые для нашей планеты факторы — вода и тепло. Ученые до сих пор спорят, как образовались некоторые марсианские химические вещества. Однако новая работа исследователей Алиана Вана и Нила Стурчио предлагает объяснение — главную роль в химических процессах на Красной планете играет электричество.
На поверхности Марса обнаружен изотопный дисбаланс — соотношение разных изотопов некоторых элементов отклоняется от ожидаемого. В частности, заметно меньше «тяжелых» изотопов хлора (на 51 промилле), углерода (на 11,4 промилле) и кислорода (на 22,8 промилле). Это важно, поскольку, например, дефицит хлора‑37 связан с образованием перхлоратов — опасных для живых организмов соединений.
Причина дисбаланса кроется в особенностях марсианской погоды. На планете часто бушуют пылевые бури, порождающие мини‑вихри. Когда пыль трется друг о друга, она накапливает электростатический заряд — подобно воздушному шарику, потертому о волосы. В разреженной атмосфере Марса это легко приводит к электростатическим разрядам — небольшим «дугам» электричества.
Ученые смоделировали эти процессы в специальных камерах, включая установку PEACh. Они выяснили, что разряды во время бурь генерируют высокоэнергетические электроны, которые взаимодействуют с CO₂ в атмосфере. В результате образуются реактивные радикалы (CO и O), вступающие в реакцию с хлоридными солями на поверхности. Это приводит к появлению перхлоратов — кислород присоединяется к хлору, что делает его смертельно опасным для углеродсодержащих форм жизни.
Тот же механизм, вероятно, объясняет и образование карбонатов — ранее их считали признаком наличия жидкой воды. Электростатические разряды действуют как «фильтр», отбирая более легкие атомы для реакций. Это согласуется с данными марсоходов (например, Curiosity) и орбитальных аппаратов (таких как ExoMars), зафиксировавших пониженную плотность «тяжелых» изотопов.
Открытие имеет значение не только для Марса. Подобные электрические процессы могут происходить на Венере, газовых гигантах и даже Луне. Для будущих миссий на Марс это важное предостережение — перхлораты образуются там непрерывно, что может осложнить создание постоянной базы.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что 3D-печать металла на Марсе может опираться на местные ресурсы. Углекислый газ из атмосферы планеты подходит для изготовления простых металлических деталей и снижает зависимость от поставок с Земли.
