Группа под руководством ученых из Калифорнийского технологического института и Лаборатории реактивного движения (JPL), которой Калифорнийский технологический институт управляет для НАСА, подсчитала, что если на Марсе существует жидкая вода, то при определенных условиях она может содержать больше кислорода, чем считалось ранее. возможный. Согласно модели, уровни могут даже теоретически превышать порог, необходимый для поддержания простой аэробной жизни.
Это открытие противоречит нынешнему общепринятому мнению о Марсе и его потенциале для размещения обитаемых сред. Существование жидкой воды на Марсе не является данностью. Даже если он там есть, исследователи уже давно отвергли идею о том, что он может быть обогащен кислородом, учитывая, что атмосфера Марса примерно в 160 раз тоньше, чем у Земли, и состоит в основном из углекислого газа..
«Кислород является ключевым компонентом, определяющим пригодность окружающей среды для жизни, но его относительно мало на Марсе», - говорит Вуди Фишер, профессор геобиологии Калифорнийского технологического института и соавтор статьи, опубликованной в журнале Nature Geoscience., которые были опубликованы 22 октября.
«Никто никогда не думал, что концентрация растворенного кислорода, необходимая для аэробного дыхания, теоретически может существовать на Марсе», - добавляет Влада Стаменкович из JPL, ведущий автор статьи Nature Geoscience.
Поиск жидкой воды на Марсе - одна из главных целей марсианской программы НАСА. В последние месяцы данные с европейского космического корабля показали, что жидкая вода может находиться под слоем льда на южном полюсе Марса. Также была выдвинута гипотеза, что вода может существовать в соленых подземных бассейнах, потому что соли перхлората (соединения хлора и кислорода) были обнаружены в различных местах на Марсе. Соль снижает температуру замерзания воды, а это означает, что вода с перхлоратом потенциально может оставаться жидкой, несмотря на отрицательные температуры на Марсе, где летние ночи на экваторе могут опускаться до -100 градусов по Фаренгейту.
Эта гипотетическая соленая вода интересовала Фишера и Стаменковича. Кислород поступает в воду из атмосферы, диффундируя в жидкость для поддержания равновесия между водой и воздухом. Если бы соленая вода находилась достаточно близко к поверхности марсианского грунта, то она могла бы эффективно поглощать кислород из разреженной атмосферы.
Чтобы выяснить, сколько кислорода может быть поглощено, Стаменкович, Фишер и их коллеги Майкл Мишна из JPL и Льюис Уорд (MS '14, PhD '17) из Гарварда сделали две вещи: во-первых, они разработали химическая модель, описывающая растворение кислорода в соленой воде при температуре ниже точки замерзания воды. Во-вторых, они изучили глобальный климат Марса и то, как он изменился за последние 20 миллионов лет, в течение которых наклон оси планеты сместился, изменив региональный климат. Модели растворимости и климата вместе позволили исследователям сделать вывод, какие регионы Марса наиболее способны поддерживать высокую растворимость кислорода как сегодня, так и в недавнем геологическом прошлом планеты..
Команда обнаружила, что на достаточно низких высотах (где атмосфера самая плотная) и при достаточно низких температурах (где газам, таким как кислород, легче оставаться в жидком растворе) неожиданно большое количество кислорода может существовать в воде - значение на несколько порядков выше порога, необходимого для аэробного дыхания в океанах Земли сегодня. Кроме того, расположение этих областей сместилось по мере изменения наклона оси Марса за последние 20 миллионов лет. В это время самая высокая растворимость кислорода наблюдалась за последние пять миллионов лет.
Находки могут помочь будущим миссиям на Марс, предоставив более подходящие цели для марсоходов, ищущих признаки прошлой или настоящей обитаемой среды, говорит Стаменкович.