Неорганические соединения с хлором помогут искать жизнь за пределами Земли - ученые
На Марсе повсеместно распространены соединения хлора, которые остались от древних испарившихся водоемов и сейчас содержатся в вулканической пыли. Под действием космического излучения из этих соединений образуются соли хлорной кислоты — перхлораты, — которые накапливаются в поверхностных слоях грунта и льда.
Источник: Владимир Чепцов. Оборудование для облучения образцов электронами.
МОСКВА, 26 февраля. /Новости науки/. Российские исследователи впервые разобрали, как высокоэнергетическое излучение разрушает молекулы перхлоратов — хлорсодержащих соединений, которые в больших количествах присутствуют на поверхности Марса и Европы, спутника Юпитера. Полученные данные позволят точнее оценить, как эти соединения хлора могут воздействовать на возможные органические «следы» марсианской жизни, сообщила пресс-служба Российского научного фонда (РНФ).
«Наше исследование вносит вклад в понимание важнейшего фундаментального вопроса — существуют ли следы живого на Марсе. Результаты исследования можно применять для прогнозирования условий на Марсе. Даже небольшие различия в содержании воды или минералов могут существенно влиять на сохранность органических веществ. В дальнейшем мы планируем изучить воздействие других факторов, в частности, температуры на эффективность радиолиза перхлоратов», — отметил научный сотрудник МГУ имени Ломоносова Владимир Чепцов, слова которого приводит пресс-служба РНФ.
На Марсе повсеместно распространены соединения хлора, которые остались от древних испарившихся водоемов и сейчас содержатся в вулканической пыли. Под действием космического излучения из этих соединений образуются соли хлорной кислоты — перхлораты, — которые накапливаются в поверхностных слоях грунта и льда. Перхлораты активно взаимодействуют с органическими молекулами и разрушают их, из-за чего найти последние может быть очень трудно.
Как поясняют Чепцов и его коллеги, на поверхности двух потенциально обитаемых миров Солнечной системы — сухого, практически безводного Марса и Европы с ее подледным океаном — накоплены значительные запасы перхлоратов, то есть соединений хлора, кислорода и водорода. Их обнаружение вызвало дискуссии о том, насколько хорошо могли сохраниться возможные следы жизни в недрах этих тел: при определенных условиях перхлораты способны активно разрушать органические вещества.
Одновременно существует и другая сторона вопроса: некоторые земные микроорганизмы теоретически умеют использовать перхлораты как источник энергии. Подобный механизм, по одной из гипотез, мог действовать или даже продолжает действовать на Марсе или Европе. Чтобы проверять такие предположения, важно понимать, насколько устойчивы перхлораты на поверхности этих миров и как на них воздействуют потоки ионизирующего излучения и космические лучи, которые постоянно «обстреливают» грунт и лед.
Исходя из этого, российские ученые изготовили аналоги марсианского реголита и поверхностного льда Европы, включив в них перхлораты, затем охладили образцы до минус 140 °C и облучили их пучком электронов, имитирующим космическую радиацию. Анализ изменений состава показал: скорость распада перхлоратов резко зависит от того, сколько воды содержится в моделируемом веществе других миров.
На основе полученных результатов исследователи рассчитали, как быстро эти соединения хлора должны разрушаться на Марсе и на Европе. По их оценкам, в марсианском грунте на глубине примерно одного метра перхлораты могут сохраняться десятки и сотни миллионов лет. В то же время в верхних слоях льда Европы они, вероятно, будут исчезать за несколько десятилетий и при этом активно разрушать органику, находящуюся рядом. Эти эффекты необходимо учитывать при поиске признаков жизни на указанных объектах, заключили ученые.
«Наше исследование вносит вклад в понимание важнейшего фундаментального вопроса — существуют ли следы живого на Марсе. Результаты исследования можно применять для прогнозирования условий на Марсе. Даже небольшие различия в содержании воды или минералов могут существенно влиять на сохранность органических веществ. В дальнейшем мы планируем изучить воздействие других факторов, в частности, температуры на эффективность радиолиза перхлоратов», — отметил научный сотрудник МГУ имени Ломоносова Владимир Чепцов, слова которого приводит пресс-служба РНФ.
На Марсе повсеместно распространены соединения хлора, которые остались от древних испарившихся водоемов и сейчас содержатся в вулканической пыли. Под действием космического излучения из этих соединений образуются соли хлорной кислоты — перхлораты, — которые накапливаются в поверхностных слоях грунта и льда. Перхлораты активно взаимодействуют с органическими молекулами и разрушают их, из-за чего найти последние может быть очень трудно.
Как поясняют Чепцов и его коллеги, на поверхности двух потенциально обитаемых миров Солнечной системы — сухого, практически безводного Марса и Европы с ее подледным океаном — накоплены значительные запасы перхлоратов, то есть соединений хлора, кислорода и водорода. Их обнаружение вызвало дискуссии о том, насколько хорошо могли сохраниться возможные следы жизни в недрах этих тел: при определенных условиях перхлораты способны активно разрушать органические вещества.
Одновременно существует и другая сторона вопроса: некоторые земные микроорганизмы теоретически умеют использовать перхлораты как источник энергии. Подобный механизм, по одной из гипотез, мог действовать или даже продолжает действовать на Марсе или Европе. Чтобы проверять такие предположения, важно понимать, насколько устойчивы перхлораты на поверхности этих миров и как на них воздействуют потоки ионизирующего излучения и космические лучи, которые постоянно «обстреливают» грунт и лед.
Исходя из этого, российские ученые изготовили аналоги марсианского реголита и поверхностного льда Европы, включив в них перхлораты, затем охладили образцы до минус 140 °C и облучили их пучком электронов, имитирующим космическую радиацию. Анализ изменений состава показал: скорость распада перхлоратов резко зависит от того, сколько воды содержится в моделируемом веществе других миров.
На основе полученных результатов исследователи рассчитали, как быстро эти соединения хлора должны разрушаться на Марсе и на Европе. По их оценкам, в марсианском грунте на глубине примерно одного метра перхлораты могут сохраняться десятки и сотни миллионов лет. В то же время в верхних слоях льда Европы они, вероятно, будут исчезать за несколько десятилетий и при этом активно разрушать органику, находящуюся рядом. Эти эффекты необходимо учитывать при поиске признаков жизни на указанных объектах, заключили ученые.
