Marso atmosferoje kadaise galėjo būti gausu deguonies

Labai tikėtina, kad prieš keturis milijardus metų Marso atmosferoje buvo daug deguonies – Žemės atmosferą šios gyvybiškai svarbios dujos pripildė gerokai vėliau.

Tokią idėją pateikė „Nature“ žurnale publikuoto mokslinio tyrimo autorius. Tyrimo tikslas buvo paaiškinti skirtumus tarp Marso meteoritų ir uolienų, kurias pačioje planetoje tyrinėja NASA zondai, rašo BBC.

Pasak Dr. Bernardo Woodo, ši idėja puikiai dera su numanoma Marso istorija – esą, kadaise ji buvo šilta, drėgna ir gyvenama. Tiesa, ne visi mokslininkai mano, kad deguonies gausos teorija yra vykusi.Labai tikėtina, kad Žemės atmosferoje deguonis atsirado dėl tam tikrų mikroorganizmų gyvybinės veikos. Tuo tarpu Marso deguonis galėjo atsirasti nebent vandens cheminio „skilimo“ metu.

Prof. B. Woodas su kolegomis iš Oksfordo universiteto (Jungtinė Karalystė) vertino Žemėje randamų Marso meteoritų ir Gusevo krateryje „Spirit“ zondo ištirtų Marso uolienų chemines sudėtis.

Abi tirtosios uolienos buvo vulkaninės kilmės, tačiau geocheminiu požiūriu jos smarkiai skyrėsi. Pavyzdžiui, Gusevo kraterio uolienose nikelio buvo penkis kartus daugiau nei meteorituose.

Ši mįslė privertė mokslininkus susimąstyti – ar meteoritai yra tipiniai vulkaniniai Marso produktai?

„Įrodėme, kad ir meteoritai, ir paviršinės vulkaninės uolienos, yra kilę iš panašių giliųjų Marso klodų, tačiau paviršiuje esančios vulkaninės uolienos atsirado daugiau deguonies turėjusioje aplinkoje – galbūt deguonimi turtingų medžiagų buvo patekę į Marso giluminius sluoksnius. O tai stebina, mat meteoritai geologiniu požiūriu yra gana jauni – maždaug 1,4 mlrd.-180 mln.metų amžiaus. Tuo tarpu „Spirit“ zondas analizavo labai seną Marso regioną, kuriame uolienos buvo daugiau nei 3,7 mlrd. amžiaus“, – sakė mokslininkas.

Nors mokslininkai sutinka, kad negalima atmesti galimybės, jog skirtinguose Marso regionuose geologinė uolienų sandara gali stipriai skirtis, tačiau jie savo moksliniame darbe tikina, kad skirtumų priežastis yra subdukcija, kuomet judant tektoninėms plokštėms paviršinės uolienos sustumiamos į giluminius planetos sluoksnius.

Dr. B. Woodas ir jo kolegos Jamesas Tuffas bei Jonas Wade'as siūlo idėją, kad Marso paviršius tapo „oksiduotu“ anksti planetos istorijoje ir kad šios paviršiaus uolienos ugnikalnių išsiveržimų metu galėjo būti patekusios negiliai po paviršiumi, o paskui vėl išsviestos į viršų.

Tuo tarpu meteoritai – kur kas jaunesnės vulkaninės kilmės uolienos – susidarė giliuosiuose Marso sluoksniuose ir buvo mažiau veikiami oksidacijos procesų.

Nors medžiagos gali oksiduotis aplinkoje esant laisvoms deguonies dujoms, laisvasis deguonis nėra būtinas oksidacijos-redukcijos reakcijai. Cheminiu požiūriu, oksidacijos procesas yra elektronų netekimas. Tuo tarpu jam priešingas redukcijos procesas yra elektronų prisijungimas.

Tačiau su mokslinį darbą atlikusiais mokslininkais nesusijęs Niu Meksiko universiteto (JAV) atstovas Dr. Francis McCubbinas sakė: „Pagal jų tyrimo rezultatus aš nedaryčiau išvados, kad ankstyvoje Marso atmosferoje buvo gausu deguonies – tai tik sako, kad mantijos viršutinė dalis buvo labiau oksiduota nei gilesnieji sluoksniai, o oksidacijos procesams deguonies dujų nereikia“.

„Sutinku su bendresnėmis mokslinio darbo išvadomis, kad Marso giliuosiuose sluoksniuose egzistuoja redokso (redukcijos-oksidacijos) gradientas, kuris galėjo būti itin svarbus veiksnys vertinant Marso tinkamumą gyvybei, nes kai kurie organizmai redokso reakcijas gali naudoti kaip maisto ir energijos šaltinį. Nors tiesiogiai moksliniame darbe taip neteigiama, ankstyvasis oksiduotas magmatizmas būtų palankus ir vandens susidarymui, o tai taip pat turi įtakos gyvybės atsiradimui“, – sakė amerikietis mokslininkas.

Prof. B. Woodas, komentuodamas alternatyvias atmosferinio deguonies atsiradimo galimybes, sakė: „Viena iš galimybių ta, kad Marsas buvo iš prigimties daug deguonies turinti planeta. Tačiau tai yra labai menkai tikėtina. Saulės sistemoje nėra meteoritų ar kitų kosminių kūnų, kuriuose oksidacijos lygis būtų toks aukštas. Oksidacijai daug deguonies nereikia – tikrai nereikia, kad aplinkoje jo būtų 20 procentų. Tai priklausytų nuo temperatūros ir vandens kiekio. Bet laisvasis deguonis tokiam uolienų transformavimuisi reikalingas. Įdomu tai, kad tuo pačiu metu Žemėje šis procesas nepasiekė tokių mastų“.

Prof. B. Woodas aiškina, kad tuomet, kai oksidacijos procesai visą Marsą nudažė raudonai, milijardus metų anksčiau nei tada, kai Žemės atmosfera prisipildė deguonies, Marsas buvo „šilta, drėgna ir šiek tiek aprūdijusi“ planeta.

Jis pridūrė: „Esminis būdas, kuriuo mes tikėtumėmės atsirandant deguonies yra vandens fotolizė – vandens garams Marso atmosferoje sąveikaujant su Saulės spinduliuote, molekulės skyla į deguonį ir vandenilį. Didžioji dalis susidariusių deguonies ir vandenilio atomų vėl sudarytų vandens molekules. Tačiau nedidelė vandenilio dalis būtų pakankamai judri, kad ištrūktų iš planetos traukos lauko. Todėl susidarytų deguonies perteklius. Gravitacija Marse yra triskart silpnesnė nei Žemėje, todėl vandenilis iš šios planetos gali ištrūkti kur kas lengviau. Taigi, Saulė Marse galėjo paskatinti intensyvesnį deguonies kaupimąsi, lyginant su Žeme“.