Deszcz jako źródło związków organicznych na Marsie
Obecnie Mars jest zimną i suchą planetą, której powierzchnię pokrywają pył oraz skały. Dane geologiczne i mineralogiczne wskazują jednak, że między 3,8 a 3,6 miliarda lat temu panowały tam okresy cieplejszego i bardziej wilgotnego klimatu. Woda mogła wówczas utrzymywać się na powierzchni, tworząc rzeki, jeziora, a także ocean na półkuli północnej.
Z wcześniejszych analiz wynika, że w atmosferze młodego, cieplejszego Marsa mógł tworzyć się formaldehyd (H₂CO). Kiedy związek ten trafia do wody, może zapoczątkowywać reakcje chemiczne prowadzące do powstawania cukrów, aminokwasów i innych złożonych cząsteczek organicznych, ważnych w kontekście pojawienia się życia. Nie ustalono jednak wcześniej, w jaki sposób formaldehyd obecny w atmosferze docierał do powierzchni Czerwonej Planety.
Tę kwestię postanowił zbadać zespół naukowców z Tohoku University, Earth-Life Science Institute oraz Institute of Science Tokyo. Badacze opracowali globalną mapę przedstawiającą miejsca, w których formaldehyd atmosferyczny mógł osiadać na powierzchni dawnego Marsa. Wyniki ich pracy ukazały się w czasopiśmie „The Planetary Science Journal”.
Rola wody w produkcji formaldehydu
Na potrzeby opracowania mapy naukowcy przeprowadzili symulacje warunków panujących na Marsie w okresie od 3,8 do 3,6 miliarda lat temu. Uwzględnili temperaturę, zawartość pary wodnej, ciśnienie oraz oddziaływanie promieniowania ultrafioletowego na procesy prowadzące do powstawania H₂CO. Wyniki wskazały, że istotnym czynnikiem w produkcji formaldehydu była obecność pary wodnej.
Promieniowanie UV powodowało rozpad cząsteczek wody, w wyniku czego uwalniał się reaktywny wodór niezbędny do tworzenia H₂CO w atmosferze. Następnie opady transportowały ten związek na powierzchnię planety. Model wskazał, że większe ilości formaldehydu docierały do miejsc, w których występowała woda, niż do obszarów suchych.
Woda uczestniczyła zatem zarówno w procesach prowadzących do powstania H₂CO, jak i w jego transporcie na powierzchnię. Naukowcy uznali, że obieg wody na Marsie mógł wpływać na rozmieszczenie tego związku. Przygotowana mapa przedstawiała przewidywane obszary jego występowania na tle lokalizacji miejsc lądowania misji marsjańskich.
Mapa wskazuje obszary bogatsze w formaldehyd
Kolejnym krokiem ma być zestawienie mapy z rezultatami badań przeprowadzonych przez marsjańskie łaziki. Pozwoli to sprawdzić, czy tereny, na które docierały większe ilości H₂CO, stwarzały korzystniejsze warunki dla reakcji chemicznych związanych z początkami życia. Wyniki przyszłych obserwacji mogą również pomóc wskazać miejsca, które warto uwzględnić przy planowaniu kolejnych wypraw na Marsa.
Według modelu szczególnie duże ilości formaldehydu mogły docierać do wybranych regionów planety. Na przykład na obszarach górskich Tharsis i Elysium przewidywana ilość H₂CO była około dziesięciokrotnie większa od średniej dla całego Marsa. Są to jednak szacunki dotyczące transportu formaldehydu na powierzchnię w odległej przeszłości, a nie jego ilości zachowanej do obecnych czasów.
Wyniki badań mogą wesprzeć planowanie kolejnych wypraw
Opracowana mapa może ułatwić wybór miejsc lądowania przyszłych misji marsjańskich. Badania prowadzone w tych lokalizacjach mogłyby poszerzyć wiedzę o rozwoju chemii organicznej na Marsie przed miliardami lat i pomóc naukowcom ustalić, czy na Czerwonej Planecie mogły niegdyś istnieć warunki sprzyjające życiu.
Mariusz Drzewiecki
