В марсианской воде нашли достаточно кислорода для бактерий
Концентрация кислорода в очень соленых водах под поверхностью Марса может быть достаточно высокой для того, чтобы там могли существовать аэробные микроорганизмы. Статья об этом опубликована в журнале Nature Geoscience.
Из-за отсутствия фотосинтезирующих организмов в марсианской атмосфере очень мало кислорода: в следовых количествах он образуется в результате распада CO2 под влиянием солнечного света. Поэтому считается, что атмосфера Марса непригодна для существования на поверхности планеты аэробной жизни.
Влада Стаменкович (Vlada Stamenković) из Калифорнийского технологического института и его коллеги решили выяснить, сколько кислорода может быть растворено в жидкой воде с очень высоким содержанием солей, которая, судя по всему, есть и сегодня под поверхностью и, возможно, даже на поверхности Марса.
«Мы показали, что в современных условиях на Марсе могут существовать жидкие среды с концентрацией растворенного кислорода от 2,5 микромоля до 2 молей на кубический метр, причем в полярных регионах из-за более низких температур концентрации особенно высоки… Даже с учетом неопределенностей наши данные показывают, что у поверхности Марса могут быть среды с достаточным количеством кислорода для дыхания аэробных микробов», — пишут ученые.
Для своего исследования исследователи сначала построили термодинамическую модель растворимости кислорода в воде с перхлоратами, хлоридами и сульфатами, в том числе для переохлажденной жидкости. Затем с помощью климатической модели общей циркуляции для современного Марса они оценили растворимость кислорода в зависимости от атмосферного давления и температуры. Это позволило им выяснить, что наибольшие концентрации кислорода возможны в полярных регионах Марса, где этому способствуют низкие температуры — концентрация кислорода там может достигать 0,2 моля на кубический метр. Это на несколько порядков больше минимально необходимой бактериям концентрации в примерно один микромоль на кубометр и сопоставимо с потребностями более сложных многоклеточных организмов, например, губок.
Климатическая модель Марса также позволила ученым оценить возможное содержание кислорода в соленых растворах в последние 20 миллионов лет. Авторы статьи пишут, что из этих 20 миллионов в последние пять миллионов условия для достаточно высоких концентраций кислорода в воде на Марсе были особенно выгодными (до этого оценочная концентрация в среднем получалась в 200 раз меньшей, чем в нынешних условиях).
Авторы статьи, в частности, считают, что их выводы могут помочь объяснить происхождение оксидов в породах на Марсе, найденных марсоходами. Кроме того, по их расчетам, если недавно найденное подледное озеро на Марсе (при условии, что это действительно озеро) когда-то сообщалось с атмосферой, концентрация кислорода в воде там также может быть достаточно высокой для существования жизни.
Ольга Добровидова
Оно возникло из-за сильной солнечной вспышки и выброса плазмы
Китайские астрономы сообщили о первом случае регистрации наземного возрастания солнечных космических лучей на Земле, Луне и Марсе. Само по себе событие не было очень мощным и возникло в октябре 2021 года из-за сильной вспышки и коронального выброса массы на Солнце. Статья опубликована в журнале Geophysical Research Letters. Когда на Солнце происходят мощные вспышки или корональные выбросы массы, то в гелиосфере наблюдается возрастание интенсивности энергетических частиц солнечных космических лучей (в основном это протоны), которые способны негативно влиять на здоровье астронавтов или электронику космических аппаратов и кораблей. При этом могут возникать события наземного возрастания солнечных космических лучей (GLE-событие), когда ускоренные протоны с энергиями от пятисот мегаэлектронвольт до нескольких гигаэлектронвольт способны достичь поверхности Земли, порождая в атмосфере множество вторичных частиц, что обнаруживается наземными детекторами. Такие события относительно редки, с 1942 года их зарегистрировано 73 штуки. Группа астрономов во главе с Го Цзиннань (Jingnan Guo) из Научно-технического университета Китая опубликовала результаты анализа наблюдений первого случая регистрации наземного возрастания солнечных космических лучей на поверхностях сразу трех небесных тел — Земли, Луны и Марса. Речь идет о событии GLE73, которое произошло 28 октября 2021 года и связано с солнечной вспышкой класса X1.0 и сопровождавшим ее мощным корональным выбросом массы. Ученые рассматривали данные, полученные прибором LND на борту китайской станции «Чанъэ-4» на поверхности обратной стороны Луны, инструментом CRaTER на борту орбитального лунного зонда LRO, детектором RAMIS на спутнике Eu:CROPIS на полярной 600-километровой околоземной орбите, а также детектором RAD на борту марсохода «Кьюриосити». Поскольку Луна не имеет глобального магнитного поля или плотной атмосферы, то солнечные космические лучи могут достигать ее поверхности напрямую, а также взаимодействовать с реголитом, порождая вторичные частицы. У Марса тоже отсутствует глобальная магнитосфера, однако есть тонкая атмосфера, в которой солнечные космические лучи способны терять часть энергии и генерировать вторичные частицы, которые, как и в случае Луны, будут возникать и при взаимодействии первичных частиц с грунтом. В случае околоземной орбиты измеренная общая доза поглощенного излучения от солнечных космических лучей составила 10,474 миллигрей, околомарсианской — 9,186 миллигрей, окололунной — 31,191 миллигрей. На показания детектора RAMIS, скорее всего, влиял тот факт, что он находился за трехмиллиметровым алюминиевым экраном, в то время как CRaTER был наименее экранированным детектором. В случае лунной поверхности измеренная доза поглощенного излучения составила около 17 миллигрей, при этом значение смоделированной дозы составляет около 11 миллигрей. Для поверхности Марса поглощенная доза составила 0,288 миллигрея, при этом наиболее верная по мнению ученых модель дает значение дозы 0,315 миллигрея. Ученые отмечают, что радиационный эффект GLE73 по сравнению с другими GLE-событиями не выглядит очень большим, возможно из-за недостаточной эффективности ускорения частиц во время выброса или вспышки. Считается, что острая лучевая болезнь развивается у человека, если его тело получит дозу выше 700 миллигрей одномоментно или за короткое время. Ни одно из событий типа GLE на Марсе не преодолело этот порог по измеренной дозе, а вот на Луне 12 из 67 событий превысили этот уровень. Для лучшего понимания угрозы таких событий для астронавтов и техники, а также создания более точных моделей, необходимо продолжать мониторинг радиационной обстановки как на Земле, так и в межпланетном пространстве и на поверхности других небесных тел. Ранее мы рассказывали о том, как десять космических аппаратов отследили путешествие солнечной плазмы по Солнечной системе.