Una nueva investigación sugiere que las tormentas de polvo en todo el planeta en Marte podrían crear una nieve de productos químicos corrosivos tóxicos para la vida. Los elementos podrían transformarse en moléculas de peróxido de hidrógeno y caer al suelo como una nieve que destruiría las moléculas orgánicas asociadas con la vida. Este químico tóxico podría concentrarse en las capas superiores del suelo marciano, evitando que la vida sobreviva.
Las tormentas de polvo en todo el planeta que cubren periódicamente a Marte con un manto rojo pueden estar generando una nieve de productos químicos corrosivos, incluido el peróxido de hidrógeno, que serían tóxicos para la vida, según dos nuevos estudios publicados en el último número de la revista Astrobiology .
Sobre la base de estudios de campo en la Tierra, experimentos de laboratorio y modelos teóricos, los investigadores argumentan que la electricidad estática generada en las nubes de polvo en remolino que a menudo oscurecen la superficie durante meses, podría producir químicos oxidantes, dijo el físico Gregory T de la Universidad de California en Berkeley. Delory, primer autor de uno de los artículos. Si estos productos químicos se han producido regularmente durante los últimos 3 mil millones de años, cuando Marte supuestamente ha estado seco y polvoriento, el peróxido acumulado en la superficie del suelo podría haberse acumulado a niveles que matarían "la vida tal como la conocemos", dijo.
"De ser cierto, esto afecta en gran medida la interpretación de las mediciones del suelo realizadas por los aterrizadores vikingos en la década de 1970", dijo Delory, miembro del Laboratorio de Ciencias Espaciales de UC Berkeley. Un objetivo principal de la misión Viking, compuesta por dos naves espaciales lanzadas por la NASA en 1975, era probar el suelo rojo de Marte en busca de signos de vida. En 1976, los dos aterrizadores a bordo de la nave espacial se asentaron en la superficie marciana y realizaron cuatro pruebas separadas, incluidas algunas que incluían agregar nutrientes y agua a la tierra y olfatear para la producción de gas, lo que podría ser un signo revelador de microorganismos vivos.
Las pruebas no fueron concluyentes porque los gases se produjeron solo brevemente, y otros instrumentos no encontraron rastros de materiales orgánicos que se esperarían si hubiera vida. Estos resultados son más indicativos de una reacción química que la presencia de vida, dijo Delory.
"El jurado aún no sabe si hay vida en Marte, pero está claro que Marte tiene condiciones químicamente reactivas en el suelo", dijo. "Es posible que haya efectos corrosivos a largo plazo que afecten a las tripulaciones y al equipo debido a los oxidantes en el suelo y el polvo marcianos".
En general, dijo, "la intensa exposición a los rayos ultravioleta, las bajas temperaturas, la falta de agua y los oxidantes en el suelo dificultarían la supervivencia de cualquier microbio en Marte".
El artículo de Delory y sus colegas que aparece en la edición de junio de Astrobiology demuestra que los campos eléctricos generados en tormentas y tornados más pequeños, llamados demonios de polvo, podrían separar el dióxido de carbono y las moléculas de agua, permitiéndoles recombinarse como peróxido de hidrógeno o superóxidos más complicados. . Todos estos oxidantes reaccionan fácilmente y destruyen otras moléculas, incluidas las moléculas orgánicas asociadas con la vida.
Un segundo artículo, escrito por Delory, demuestra que estos oxidantes podrían formarse y alcanzar tales concentraciones cerca del suelo durante una tormenta que se condensarían en la caída de nieve, contaminando las capas superiores del suelo. Según el autor principal, Sushil K. Atreya, del Departamento de Ciencias Atmosféricas, Oceánicas y Espaciales de la Universidad de Michigan, los superoxidantes no solo podrían destruir el material orgánico en Marte, sino que también acelerarían la pérdida de metano de la atmósfera.
Los coautores de los dos documentos son del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA; la universidad de Michigan; Duke University; la Universidad de Alaska, Fairbanks; el Instituto SETI; Instituto de Investigación del Sudoeste; la Universidad de Washington, Seattle; y la Universidad de Bristol en Inglaterra.
Delory y sus colegas han estado estudiando demonios de polvo en el suroeste de Estados Unidos para comprender cómo se produce la electricidad en tales tormentas y cómo los campos eléctricos afectarían las moléculas en el aire, en particular, moléculas como las de la delgada atmósfera marciana.
"Estamos tratando de ver las características que hacen que un planeta sea habitable o inhabitable, ya sea por la vida que se desarrolló allí o por la vida que traemos allí", dijo.
Con base en estos estudios, él y sus colegas utilizaron modelos de física de plasma para comprender cómo las partículas de polvo que se frotan unas contra otras durante una tormenta se cargan positiva y negativamente, de la misma manera que la electricidad estática se acumula cuando caminamos sobre una alfombra, o la electricidad se acumula en las nubes de tormenta. . Aunque no hay evidencia de descargas de rayos en Marte, el campo eléctrico generado cuando las partículas cargadas se separan en una tormenta de polvo podría acelerar los electrones a velocidades suficientes para destruir moléculas, descubrieron Delory y sus colegas.
“Por nuestro trabajo de campo, sabemos que los fuertes campos eléctricos son generados por tormentas de polvo en la Tierra. Además, los experimentos de laboratorio y los estudios teóricos indican que las condiciones en la atmósfera marciana también deberían producir fuertes campos eléctricos durante las tormentas de polvo ", dijo el coautor Dr. William Farrell del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland.
Dado que el vapor de agua y el dióxido de carbono son las moléculas más frecuentes en la atmósfera marciana, los iones más probables para formar son hidrógeno, hidroxilo (OH) y monóxido de carbono (CO). Un producto de su recombinación, según el segundo estudio, sería el peróxido de hidrógeno (H2O2). A concentraciones suficientemente altas, el peróxido se condensaría en un sólido y se caería del aire.
Si este escenario se ha desarrollado en Marte durante gran parte de su historia, el peróxido acumulado en el suelo podría haber engañado a los experimentos vikingos en busca de vida. Mientras que los experimentos de Liberación etiquetada e Intercambio de gases en los módulos de aterrizaje detectaron gas cuando se agregaron agua y nutrientes al suelo marciano, el experimento del Espectrómetro de masas del módulo de aterrizaje no encontró materia orgánica.
En ese momento, los investigadores sugirieron que compuestos muy reactivos en el suelo, tal vez peróxido de hidrógeno u ozono, podrían haber producido las mediciones, imitando la respuesta de los organismos vivos. Otros sugirieron una posible fuente de estos oxidantes: reacciones químicas en la atmósfera catalizadas por la luz ultravioleta del sol, que es más intensa debido a la delgada atmósfera de Marte. Sin embargo, los niveles pronosticados fueron mucho más bajos de lo necesario para producir los resultados de Viking.
La producción de oxidantes por tormentas de polvo y demonios de polvo, que parecen ser comunes en Marte, sería suficiente para causar las observaciones vikingas, dijo Delory. Hace treinta años, algunos investigadores consideraron la posibilidad de que las tormentas de polvo pudieran estar eléctricamente activas, como las tormentas de la Tierra, y que estas tormentas pudieran ser una fuente de la nueva química reactiva. Pero esto no había sido comprobable hasta ahora.
"La presencia de peróxido puede explicar el dilema que hemos tenido con Marte, pero todavía hay muchas cosas que no entendemos sobre la química de la atmósfera y los suelos del planeta", dijo.
La teoría podría ser probada aún más por un sensor de campo eléctrico que funciona en conjunto con un sistema de química atmosférica en un futuro rover o módulo de aterrizaje de Marte, según los miembros del equipo.
El equipo incluye a Delory, Atreya, Farrell y Nilton Renno & Ah-San Wong de la Universidad de Michigan; Steven Cummer de la Universidad de Duke, Durham, N.C .; Davis Sentman de la Universidad de Alaska; John Marshall del Instituto SETI en Mountain View, California; Scot Rafkin del Southwest Research Institute en San Antonio, Texas; y David Catling de la Universidad de Washington.
La investigación fue financiada por el Programa de Investigación Fundamental de Marte de la NASA y por fondos institucionales internos de la NASA Goddard.
Fuente original: Comunicado de prensa de UC Berkeley
