Klorat bakımından zengin toprak, Mars'ta sıvı su bulmaya yardımcı olabilir
NASAnın Phoenix ve Viking iniş takımlarının ve Curiosity sondasının önceki bulgularına göre ve yeni deneylere göre, Mars yüzeyinde sıvı su varsa , Muhtemelen magnezyum klorat içeren tuzlu su karışımı. Seattle'daki Washington Üniversitesi Yer ve Uzay Bilimleri Bölümü'nden bilim adamları, Mars yüzeyinde sıvı olma ihtimali en yüksek olanı bulmak için Mars'ta bir su ve tuz karışımının varlığını inceledi. Deney, tuz çözeltisinin buhar basıncını ve su emme kapasitesini karşılaştırır. Sonuçlar, magnezyum klorürle karıştırılmış suyun, sodyum klorür veya potasyum klorür ile karıştırılmış suya göre Mars'ta buharlaşma veya donma olasılığının daha düşük olduğunu gösteriyor. Bu bulgular, Earth and Planetary Science Letters'ın Eylül 2018 sayısında yayınlandı.
Mars'ta perkloratı keşfeden Phoenix iniş aracı. Resim: NASA / JPL Caltech / Arizona Üniversitesi
Gaz, sıvı ve katı
Brocade Park-Bilim Popülerleştirme: Bir maddenin "üçlü noktası", gaz, sıvı ve katı olmak üzere üç fazda bir arada bulunduğu sıcaklık ve basıncı ifade eder. Su için üçlü nokta 0,01 santigrat derece (32 derece Fahrenhayt) ve 6,12 milibar (dünya yüzey basıncının yaklaşık% 0,6'sı) şeklindedir. Başka bir deyişle, üçlü noktada bir kova su hayal edebilirsiniz.Su, bir sıvı su tabakası üzerinde yüzen buz şeklinde var olur ve su buharı buzun hemen üzerinde, buzdan süblimleşir veya buharlaşır. Buzla temas eden buhar, buz üzerinde buhar basıncı denilen basınç uygular. Mars'taki bazı ekvator bölgelerinde, optimum koşullar suyun üçlü noktasının hemen altında olsa da, Mars'taki diğer yerlerde sıcaklık genellikle üçlü noktadan çok daha düşüktür.Atmosfer basıncı sıvının buhar basıncından daha düşük olduğunda Buharlaşacak. Saf su, dünya atmosferinin yaklaşık% 1'i olan ince Mars atmosferi altında hızla buharlaşacaktır.
Bununla birlikte, tuz çözeltilerinin buharlaşması veya dondurulması kolay değildir, bu nedenle Mars'ta sıvı kalmaları daha olasıdır. Hangi tuz ve su kombinasyonunun sıvı kalacağını bilmek, kızıl gezegende sıvı su aramaya dair kanıt bulmamıza yardımcı olabilir, bu yüzden yaşam olabilir. Tuz çözeltileri higroskopiktir, yani su emmede iyidirler. Bazı tuzlar, Mars'ta az miktarda suyu bile emebilir. Mars'ta klorür, sülfat, klorür ve perklorat gibi pek çok farklı tuz türü vardır. Çeşitli iniş ve gezici görevlerinden alınan verilere göre, bunlar Mars yüzeyinin her yerinde bulunabilir. 2008 yılında, Phoenix Lander'ın termal evrim gaz analizörü (TEGA), Mars'ın Arktik bölgesindeki toprak örneklerinde% 0,4-0,6 konsantrasyonda perklorat buldu. Bu, bilim adamlarını 1970'lerde Viking görevinden alınan toprak örneği verilerini yeniden analiz etmeye yöneltti.
Yeni analiz, Viking inişçileri tarafından Chryse ve Utopia Planitiae'de bulunan toprağın% 0.1 veya daha düşük bir konsantrasyonda perklorat içerdiğini gösteriyor. Daha sonra 2013 yılında, Curiosity gezgini tarafından Mars (SAM) cihazındaki örneklerin analizi, Rocknest toprak örneklerinin kalsiyum perklorat içerdiğini buldu. Rocknest, Gale Krateri içinde bir yerdir. Son zamanlarda, NASA'nın Mars Keşif Gezgini'ne monte edilen Küçük Mars Keşif Görüntüleyici (CRISM), dairesel eğim çizgisinde magnezyum perklorat, magnezyum perklorat ve sodyum perklorat tespit etti. Bu şeritler, sıcak Mars mevsiminde yokuş aşağı indi ve bir süre akan suyla üretildiklerine inanılıyordu. Tuz, ince atmosfer ve soğuk sıcaklık nedeniyle bu tür sular saf değil tuzlu olabilir. Sonuçlar şimdi kuru madde akışının bir şekilde çizgiler oluşturduğunu gösterse de, Mars yüzeyinde bir yerlerde sıvı halde su hala var olabilir.
Tuz karışımı
Mars ortamında, hangi klorat ve perkloratın suda çözülme olasılığı daha yüksektir? Washington Üniversitesi'nden Jonathan Toner ve David Catling, Mars'ın donma sıcaklıklarında farklı tuzların davranışını anlamak için Phoenix'teki ıslak kimya laboratuvarından gelen verileri daha önce simüle etmişlerdi. Toprak örneklerinin magnezyum sülfat, magnezyum perklorat, sodyum perklorat, potasyum perklorat, sodyum klorür ve kalsiyum karbonat içerebileceği bulundu. Son araştırmada, Toner ve Catling bu tuzları bir çözüm oluşturmak için kullandı. Magnezyum klorat çözeltisinin buhar basıncının tüm tuzlu su karışımları arasında en düşük olduğu bulundu. Bu, en az buharlaşma veya donma olasılığının olduğu ve büyük olasılıkla Mars atmosferinde var olan düşük nemi emeceği anlamına gelir.
Viking 2, Ütopya'nın planını gözden kaçırıyor ve Viking 2 verilerinin yakın zamanda yeniden analizi, perklorat tespit ettiğini gösteriyor. Resim: NASA / JPL
Öyleyse, Mars'ta sıvı su bulmak için bilim adamları, Mars'ta yalnızca magnezyum klorat bakımından zengin yerleri aramalı mı? Mars toprağındaki her tür tuz, tuzların bir karışımı olabilir, bu nedenle bu karışımların özelliklerini ölçmek önemlidir. "Phoenix sondası tarafından ölçülen toprak kimyasına göre toner, sodyum ve magnezyum klorür iyonlarının en olası olduğunu, ancak kalsiyum klorür iyonlarının bulunma olasılığının düşük olduğunu söylüyor. Mars'ta klorat, perklorattan daha fazlasını içerebilir. Araştırma sonuçları, perklorat ile karşılaştırıldığında, kloratın nem ile eriyerek su oluşturma kabiliyetinin daha güçlü olduğunu, suyu emdiğini ve içinde çözündüğünü göstermektedir.
hayat suyu
Bu tuzlu sularda mikrobiyal yaşamı sürdürmeye yetecek kadar su var mı? Perklorat ve klorat çözeltilerinde büyüyen ekstremofiller üzerine yapılan araştırmalar, mikroorganizmaların Mars'ta bulunabilecek tuzlu sularda hayatta kalabileceğini göstermiştir. ABD, Kansas'taki Wichita Eyalet Üniversitesi'nde biyolojik bilimler profesörü olan Mark Schnegert liderliğindeki bir bilim insanı ekibi, tuza toleranslı birkaç bakterinin, yani tuza toleranslı bakterilerin yüksek klorat konsantrasyonlarında büyüyebileceğini keşfetti. Şimdiye kadar, bakteri konsantrasyonunun yarısından fazlası (en düşük erime noktası) kloratta yetiştirildi ve bu, Mars'tan beklediğimiz şey. Mikroorganizmaların gerekli en yüksek konsantrasyonda büyüyebileceğini henüz göstermemiş olsak da, çalışmaya başladığımızda mikroorganizmaların bulunan% 0.6 konsantrasyona ulaşıp ulaşamayacağı belirsizdi. Şimdi% 25'ten fazla ve hala artmakta olan, mikroorganizmaların Mars'ta yaygın olan bu tuz koşullarında büyüdüğü kanıtlanmıştır.
Boke Park-Science Popularization Referans Dergi Literatürü: "Earth and Planetary Science Letters" Araştırma / Gönderen: Astrobiology Journal, DOI: 10.1016 / j.epsl.2018.06.011
Brocade Park - Evren Biliminin Güzelliğini Sunuyor
