Hoe is het weer op Mars? Moeilijk voor rovers, maar zeer goed voor het genereren en verplaatsen van zeer reactieve chloorverbindingen. Nieuw onderzoek van de Washington University in St. Louis planetaire wetenschappers toont aan dat Martiaanse stofstormen, zoals degene die uiteindelijk de Opportunity rover uitschakelde, drijft de cyclus van chloor van het oppervlak naar de atmosfeer en kan licht werpen op het potentieel voor het vinden van leven op Mars.

Recent onderzoek van Alian Wang, onderzoekshoogleraar bij de afdeling Aard- en Planetaire Wetenschappen in Arts &Sciences, en medewerkers bij WashU, Stony Brook-universiteit, Shandong-universiteit, en NASA's Goddard Space Flight Center bouwt voort op een eerder onderzoek van Mars-stofstormen als een essentiële factor in de chemische evolutie van het oppervlak van de rode planeet. Hun nieuwste paper verschuift de focus naar de elektrochemische processen die het gevolg zijn van stofstormen die de beweging van chloor, die vandaag op Mars aan de gang is. Het onderzoek is op 28 mei gepubliceerd in de Journal of Geophysical Research:Planeten .

Terwijl eerdere studies de relatief hoge chloorconcentratie op Mars hebben aangetoond en vulkanische en hydrologische activiteit als historische aanjagers van de chloorcyclus hebben gesuggereerd, Wang heeft experimenteel aangetoond hoe elektrostatische ontlading (ESD) gegenereerd door stofstormen nu een sleutelrol kan spelen in de oppervlakte- en atmosferische chemie van Mars. Gezien de relatieve overvloed aan chloor aan het oppervlak van Mars, Wang en haar medewerkers gingen op zoek naar de vorming van deze huidige chloorcyclus op Mars:hoe opgewonden chlooratomen vrijkomen in de atmosfeer, vervolgens opnieuw afgezet op het oppervlak en gedeeltelijk doorgesijpeld in de ondergrond. Ze bestudeerden ook welke implicaties die chloorcyclus zou kunnen hebben voor het vinden van sporen van leven op Mars.

"Vroeger, toen de omstandigheden anders waren, en er was misschien meer water op Mars, er zou een verschil zijn geweest in de oppervlaktechemie en in het gedrag van chloor, " zei Bradley Jolliff, een co-auteur van het papier en Scott Rudolph Professor of Earth and Planetary Sciences. "We begrijpen niet helemaal hoe Mars tot de huidige staat van chloorverrijking aan het oppervlak is gekomen, maar we zijn erg geïnteresseerd om te weten, terwijl we in de ondergrond boren, hoe sterk geoxideerde verbindingen van chloor, genaamd chloraten en perchloraten, interactie met andere elementen. Het is een soort puzzel geweest."

In een speciale faciliteit die bekend staat als de Planetaire Milieu- en Analysekamer (PEACh), Wang repliceerde de omstandigheden van elektrostatische ontlading die kunnen worden veroorzaakt door stofstormen op Mars om een ​​diep begrip te krijgen van de chemische interactie tussen de oppervlakte en de atmosfeer. Haar resultaten waren significant. Niet alleen worden de chloorverbindingen op het oppervlak van Mars geoxideerd door elektrostatische ontlading tijdens stofstormen, maar die stofstormen genereren ook veel vrije radicalen van atmosferische moleculen van Mars. Daardoor kwamen de aangeslagen chloordeeltjes vrij, opnieuw gecombineerd, en bewoog toen tussen het oppervlak en de atmosfeer van Mars, het ontwikkelen van een actieve en doorlopende chloorcyclus.

"Dit is niet zoals we op aarde zien, " zei Wang. "Fotochemische reacties, gedreven door de zon, voorkomen op beide planeten, maar op Mars hebben we deze wereldwijde stofstormen eens per twee Marsjaren, regionale stofstormen per jaar, en talloze stofduivels overal."

Vroeger, Mars was misschien warmer en natter, maar de kou, droge atmosfeer die het tegenwoordig heeft, maakt elektrostatische ontlading tot een krachtige factor. "Elektrochemie is op dit moment misschien de grotere speler op het oppervlak van Mars, " voegde Wang eraan toe.

Deze resultaten komen overeen met andere analyses van de oppervlaktechemie van Mars, en de omstandigheden waarnaar ze wijzen, voorspellen niet veel goeds voor het vinden van biomarkers aan de oppervlakte. Echter, Wang merkte op dat het begrijpen van de oppervlaktechemie onze beste kans is om te weten hoe het leven op Mars eruit zou kunnen zien. Terwijl de zoektocht naar tekenen van leven op Mars doorgaat, deze onderzoekslijn zal zich verder ontwikkelen. Wang anticipeert op toekomstige samenwerkingen met biogeochemici om de zoektocht naar biomarkers in de Martiaanse ondergrond uit te breiden.

"Omdat de geochemie aan de oppervlakte in de ondergrond zou kunnen gaan, het zal van invloed zijn op hoe het spoor van leven op Mars kan worden gedetecteerd, ' zei Wang.

Jolliff heeft toegevoegd, "We hebben gezien van de Spirit rover, toen hij een van zijn wielen door de grond sleepte, dat wat zich in de onmiddellijke ondergrond bevond, anders was dan wat zich aan de oppervlakte bevond - in hoge mate een oppervlakte-oxidatieverschijnsel. Dus het begrijpen dat oppervlaktechemie erg belangrijk wordt en ons tot de conclusie drijft dat als we echt willen testen op bestaand of vorig leven, we moeten onder de oppervlakte komen."