Penyelidikan baru menunjukkan bahawa ribut debu di planet Marikh dapat menyebabkan salji bahan kimia yang mengakis toksik bagi kehidupan. Unsur-unsur tersebut kemudian dapat berubah menjadi molekul hidrogen peroksida, dan jatuh ke tanah sebagai salji yang akan memusnahkan molekul organik yang berkaitan dengan kehidupan. Bahan kimia beracun ini mungkin tertumpu di lapisan atas tanah Martian, mencegah hidup daripada terus hidup.
Ribut debu di seluruh planet yang secara berkala menyelimuti Marikh dalam mantel merah mungkin menghasilkan salji bahan kimia yang menghakis, termasuk hidrogen peroksida, yang akan menjadi toksik bagi kehidupan, menurut dua kajian baru yang diterbitkan dalam terbitan terbaru jurnal Astrobiology. .
Berdasarkan kajian lapangan di Bumi, eksperimen makmal dan pemodelan teori, para penyelidik berpendapat bahawa bahan kimia pengoksidaan dapat dihasilkan oleh elektrik statik yang dihasilkan di awan debu yang berpusing yang sering mengaburkan permukaan selama berbulan-bulan, kata University of California, Berkeley, ahli fizik Gregory T Delory, pengarang pertama salah satu makalah. Sekiranya bahan kimia ini dihasilkan secara berkala selama 3 miliar tahun terakhir, ketika Mars mungkin kering dan berdebu, peroksida yang terkumpul di permukaan tanah dapat membangun hingga ke tahap yang dapat membunuh "nyawa seperti yang kita ketahui," katanya.
"Sekiranya benar, ini sangat mempengaruhi tafsiran pengukuran tanah yang dibuat oleh pendarat Viking pada tahun 1970-an," kata Delory, rakan kanan di Makmal Sains Angkasa UC Berkeley. Matlamat utama misi Viking, yang terdiri daripada dua kapal angkasa yang dilancarkan oleh NASA pada tahun 1975, adalah menguji tanah merah Mars untuk tanda-tanda kehidupan. Pada tahun 1976, dua pendarat di atas kapal angkasa menetap di permukaan Martian dan melakukan empat ujian berasingan, termasuk beberapa yang melibatkan penambahan nutrien dan air ke kotoran dan mengendus pengeluaran gas, yang boleh menjadi tanda jelas mikroorganisma hidup.
Ujian tidak dapat disimpulkan kerana gas dihasilkan hanya sebentar, dan instrumen lain tidak menemui jejak bahan organik yang diharapkan sekiranya kehidupan ada. Hasil ini lebih menunjukkan tindak balas kimia daripada kehadiran kehidupan, kata Delory.
"Juri masih belum mengetahui apakah ada kehidupan di Marikh, tetapi jelas bahawa Mars mempunyai keadaan reaktif secara kimia di dalam tanah," katanya. "Ada kemungkinan ada kesan korosif jangka panjang yang akan mempengaruhi kru dan peralatan kerana oksidan di tanah dan debu Mars."
Secara keseluruhan, katanya, "paparan ultraviolet yang kuat, suhu rendah, kekurangan air dan oksidan di dalam tanah akan menyukarkan mikroba mana pun untuk bertahan di Marikh."
Artikel oleh Delory dan rakan-rakannya yang muncul dalam edisi Jun Astrobiology menunjukkan bahawa medan elektrik yang dihasilkan dalam ribut dan puting beliung yang lebih kecil, yang disebut setan debu, dapat memecah molekul karbon dioksida dan air, memungkinkan mereka bergabung semula sebagai hidrogen peroksida atau superoksida yang lebih rumit . Semua oksidan ini bertindak balas dengan mudah dan memusnahkan molekul lain, termasuk molekul organik yang berkaitan dengan kehidupan.
Makalah kedua, yang disusun oleh Delory, menunjukkan bahawa oksidan ini dapat membentuk dan mencapai kepekatan seperti di dekat tanah semasa ribut sehingga mereka akan mengembun menjadi salji yang jatuh, mencemari lapisan atas tanah. Menurut penulis utama Sushil K. Atreya dari Jabatan Sains Atmosfera, Lautan, dan Angkasa di Universiti Michigan, superoksidan bukan sahaja dapat memusnahkan bahan organik di Marikh, tetapi mempercepat kehilangan metana dari atmosfera.
Penulis kedua-dua makalah itu berasal dari Pusat Penerbangan Angkasa Goddard NASA; Universiti Michigan; Universiti Duke; Universiti Alaska, Fairbanks; Institut SETI; Institut Penyelidikan Barat Daya; Universiti Washington, Seattle; dan University of Bristol di England.
Delory dan rakan-rakannya telah mengkaji syaitan debu di Barat Daya Amerika untuk memahami bagaimana elektrik dihasilkan dalam ribut seperti itu dan bagaimana medan elektrik akan mempengaruhi molekul di udara - khususnya, molekul seperti yang ada di atmosfer Martian yang tipis.
"Kami berusaha melihat ciri-ciri yang menjadikan planet ini dapat dihuni atau tidak dapat dihuni, baik untuk kehidupan yang berkembang di sana atau untuk kehidupan yang kita bawa ke sana," katanya.
Berdasarkan kajian ini, dia dan rakan-rakannya menggunakan model fizik plasma untuk memahami bagaimana zarah-zarah debu yang bergelombang satu sama lain semasa ribut menjadi bermuatan positif dan negatif, seperti mana elektrik statik terbentuk ketika kita berjalan di seberang permaidani, atau elektrik terbentuk dalam ribut petir . Walaupun tidak ada bukti untuk pelepasan kilat di Marikh, medan elektrik yang dihasilkan ketika zarah bermuatan yang terpisah dalam ribut debu dapat mempercepat elektron hingga kecepatan yang cukup untuk menjatuhkan molekul, Delory dan rakan-rakannya mendapati.
“Dari kerja lapangan kami, kami tahu bahawa medan elektrik yang kuat dihasilkan oleh ribut debu di Bumi. Juga, eksperimen makmal dan kajian teoritis menunjukkan bahawa keadaan di atmosfer Martian harus menghasilkan medan elektrik yang kuat semasa ribut debu di sana juga, "kata pengarang bersama Dr. William Farrell dari Pusat Penerbangan Angkasa Goddard NASA di Greenbelt, Md.
Oleh kerana wap air dan karbon dioksida adalah molekul yang paling banyak berlaku di atmosfer Martian, ion yang paling mungkin terbentuk adalah hidrogen, hidroksil (OH) dan karbon monoksida (CO). Satu produk penggabungan mereka, menurut kajian kedua, adalah hidrogen peroksida (H2O2). Pada kepekatan yang cukup tinggi, peroksida akan mengembun menjadi pepejal dan jatuh ke udara.
Sekiranya senario ini berlaku di Marikh untuk sebahagian besar sejarahnya, peroksida yang terkumpul di dalam tanah dapat menipu eksperimen Viking yang mencari kehidupan. Walaupun eksperimen Labeled Release dan Gas Exchange pada pendarat mengesan gas ketika air dan nutrien ditambahkan ke tanah Martian, eksperimen Mass Spectrometer pendarat tidak menemui bahan organik.
Pada masa itu, para penyelidik mencadangkan bahawa sebatian yang sangat reaktif di dalam tanah, mungkin hidrogen peroksida atau ozon, dapat menghasilkan pengukuran, meniru tindak balas organisma hidup. Yang lain mencadangkan sumber yang mungkin untuk oksidan ini: reaksi kimia di atmosfera yang dikatalisis oleh cahaya ultraviolet dari matahari, yang lebih kuat kerana atmosfera Mars yang tipis. Walau bagaimanapun, tahap yang diramalkan jauh lebih rendah daripada yang diperlukan untuk menghasilkan hasil Viking.
Pengeluaran oksidan oleh ribut debu dan syaitan debu, yang nampaknya biasa terjadi di Marikh, akan mencukupi untuk menyebabkan pemerhatian Viking, kata Delory. Tiga puluh tahun yang lalu, beberapa penyelidik mempertimbangkan kemungkinan ribut debu mungkin aktif secara elektrik, seperti ribut petir Bumi, dan ribut ini mungkin menjadi sumber kimia reaktif baru. Tetapi ini tidak dapat diuji hingga sekarang.
"Kehadiran peroksida dapat menjelaskan kebiasaan yang kita miliki dengan Mars, tetapi masih banyak yang kita tidak faham mengenai kimia atmosfera dan tanah planet ini," katanya.
Teori itu dapat diuji lebih jauh oleh sensor medan elektrik yang bekerja sama dengan sistem kimia atmosfera pada Mars rover atau pendarat yang akan datang, menurut anggota tim.
Pasukan ini merangkumi Delory, Atreya, Farrell, dan Nilton Renno & Ah-San Wong dari University of Michigan; Steven Cummer dari Duke University, Durham, N.C .; Davis Sentman dari Universiti Alaska; John Marshall dari SETI Institute di Mountain View, Calif .; Scot Rafkin dari Southwest Research Institute di San Antonio, Texas; dan David Catling dari University of Washington.
Penyelidikan ini dibiayai oleh Program Penyelidikan Fundamental Mars NASA dan oleh dana institusi dalaman NASA Goddard.
Sumber Asal: Siaran Berita UC Berkeley
