Удары метеоритов могли сделать Марс пригодным для жизни

Учёные воспроизвели в лаборатории процесс образования на Красной планете жизненно важных соединений азота. Оказалось, что свою роль в этом могли сыграть падения крупных метеоритов и газообразный водород.

Научная статья с результатами исследования опубликована в издании Journal of Geophysical Research: Planets.

Напомним, что азот является необходимым компонентом белков, ДНК и РНК. Но лишь немногие организмы способны усваивать его в чистом виде. Все остальные живые существа получают азот в виде химических соединений, например, нитратов (-NO3) и нитритов (-NO2).

Оба этих типа солей были обнаружены в марсианском грунте марсоходом "Кьюриосити". Этот вдохновляющий факт повышает вероятность того, что Красная планета некогда была (а может быть, остаётся и сейчас) обитаемой. Однако немедленно встаёт вопрос, откуда там взялись соединения азота. Газообразный N2 мог присутствовать в древней атмосфере Марса (в современной его практически нет). Но это чрезвычайно инертное вещество, которое в обычных условиях не вступает в химические реакции.

Авторы нового исследования предположили, что условия для окисления азота создавались при падении крупных метеоритов. В раскалённой ударной волне образовывались оксиды азота. Попадая в воду, они реагировали с растворёнными в ней солями и образовывали нитраты и нитриты.

Напомним, что кратер Гейла, где работает "Кьюриосити", по мнению многих специалистов представляет собой дно древнего озера.

Учёные воспроизвели в лаборатории процесс, который мог обогатить грунт Марса соединениями азота.
Фото Rafael Navarro-Gonzalez.

Чтобы проверить "метеоритную" гипотезу, учёные использовали смесь газов, которая имитировала раннюю марсианскую атмосферу. Экспериментаторы нагревали вещество при помощи инфракрасного лазера, имитируя таким образом выделение тепла при падении крупного метеорита.

В первом варианте эксперимента основными её компонентами были азот и углекислый газ (из последнего нынешний "воздух" Красной планеты состоит почти полностью). В другом случае в смесь добавлялся ещё и водород. По мнению ряда экспертов, этот газ присутствовал в древней атмосфере Марса в изобилии, попадая туда с вулканическими выбросами.

Как и ожидали исследователи, в обоих вариантах образовались оксиды азота, предшественники нитратов и нитритов. Но сюрпризом для учёных стал тот факт, что присутствие водорода увеличило выход этих веществ.

Это казалось нелогичным, ведь водород конкурирует с азотом за кислород, образующийся при расщеплении CO2. Казалось бы, в его присутствии должно получаться меньше оксидов азота (за счёт того что часть атомов кислорода соединилась с водородом, образовав молекулы воды).

Но учёные объяснили этот феномен. Пока температура смеси остаётся высокой, идёт не только прямая реакция с образованием оксидов азота, но и обратная с их распадом и возвращением кислорода в углекислый газ. Однако из-за наличия водорода вещество быстро охлаждается, и происходит "мгновенная заморозка": соединения азота успевают образоваться, но не успевают разрушиться.

Почему такое влияние водорода может оказаться важным? Дело в том, что по ряду моделей именно наличие этого газа в атмосфере делало температуру поверхности Марса достаточно высокой для существования жидкой воды. Получается, что это вещество играло сразу две благотворные роли: обеспечивало комфортный климат и увеличивало приток жизненно важных веществ в грунт.

"Если есть связь между двумя факторами, которые благоприятны для обитаемости – потенциально более тёплым климатом с жидкой водой на поверхности и увеличением производства нитратов, которые необходимы для жизни, – это очень захватывающе", – констатирует соавтор статьи Дженнифер Штерн (Jennifer Stern) из NASA.

Впрочем, наличие водорода в древней атмосфере Марса остаётся предметом дискуссий. Однако, как сказано выше, для обогащения грунта соединениями азота оно и необязательно. Присутствие этого газа лишь делает данный процесс более эффективным.

К слову, ранее "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) рассказывали об озере жидкой воды и органике Марса. Также мы писали об астероидных атаках на Красную планету, которые могли породить его спутники.


Источник

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *