Hur är vädret på Mars? Tuff mot rovers, men mycket bra för att generera och flytta högreaktiva klorföreningar. Ny forskning från Washington University i St. Louis planetariska forskare visar att dammstormar från mars, som den som till slut stängde av Opportunity-rovern, driva kretsloppet av klor från ytan till atmosfären och kan kasta ljus över potentialen för att hitta liv på Mars.

Ny forskning från Alian Wang, forskningsprofessor vid Institutionen för jord- och planetvetenskaper i konst och vetenskap, och medarbetare på WashU, Stony Brook University, Shandong University, och NASA:s Goddard Space Flight Center bygger på en tidigare undersökning av dammstormar från mars som en väsentlig faktor i den kemiska utvecklingen av den röda planetens yta. Deras senaste papper flyttar fokus till de elektrokemiska processer som är ett resultat av dammstormar som kan driva rörelsen av klor, som pågår på Mars idag. Forskningen publicerades 28 maj i Journal of Geophysical Research:Planeter .

Medan tidigare studier har fastställt den relativt höga koncentrationen av klor på Mars och föreslagit vulkanisk och hydrologisk aktivitet som historiska drivkrafter för klorcykeln, Wang har experimentellt visat hur elektrostatisk urladdning (ESD) som genereras av dammstormar kan spela en nyckelroll i Mars yt- och atmosfäriska kemi nu. Med tanke på den relativa mängden klor på Mars yta, Wang och hennes medarbetare gav sig i kast med att utforska bildandet av denna nuvarande klorcykel på Mars:Hur exciterade kloratomer släpps ut i atmosfären, avsattes sedan på nytt på ytan och tränger delvis ner i underytan. De studerade också vilka konsekvenser som klorcykeln kan ha för att hitta spår av liv på Mars.

"Förr, när förhållandena var annorlunda, och det fanns kanske mer vatten på Mars, det skulle ha varit en skillnad i ytkemin och i beteendet hos klor, sa Bradley Jolliff, en medförfattare på tidningen och Scott Rudolph professor i jord- och planetvetenskap. "Vi förstår inte helt hur Mars kom till det nuvarande tillståndet av kloranrikning på ytan, men vi är väldigt intresserade av att veta, när vi borrar ner i underytan, hur starkt oxiderade föreningar av klor, kallas klorater och perklorater, interagera med andra element. Det har varit ett slags pussel."

I en speciell anläggning känd som Planetary Environment and Analysis Chamber (PEACh), Wang replikerade villkoren för elektrostatisk urladdning som kan induceras av dammstormar från mars för att utveckla en djup förståelse för kemisk interaktion mellan yt-atmosfär. Hennes resultat var betydande. Inte bara oxideras klorföreningarna som ses på Mars-ytan av elektrostatiska urladdningar under dammstormar, men dessa dammstormar genererar också många fria radikaler från Mars atmosfäriska molekyler. Det gjorde att de exciterade klorpartiklarna släpptes, rekombinerade, och sedan rörde sig mellan ytan och atmosfären på Mars, utveckla en aktiv och pågående klorcykel.

"Det här är inte som det vi ser på jorden, " sa Wang. "Fotokemiska reaktioner, driven av solen, förekommer på båda planeterna, men på Mars har vi dessa globala dammstormar en gång vartannat marsår, regionala dammstormar varje år, och otaliga dammdjävlar överallt."

Förr, Mars kan ha varit varmare och blötare, men kylan, torr atmosfär den har idag gör elektrostatisk urladdning till en kraftfull faktor. "Elektrokemi kan vara den största spelaren på Mars yta just nu, " tillade Wang.

Dessa resultat överensstämmer med andra analyser av Marss ytkemi, och förhållandena de pekar på bådar inte gott för att hitta biomarkörer vid ytan. Dock, Wang noterade att förståelse av ytkemin är vår bästa chans att veta hur livet på Mars kan ha sett ut. När jakten på att hitta tecken på liv på Mars fortsätter, denna forskningslinje kommer att utvecklas ytterligare. Wang förutser framtida samarbeten med biogeokemister för att utöka sökandet efter biomarkörer till underytan på Mars.

"Eftersom geokemin vid ytan kan gå ner i underytan, det kommer att påverka hur spåret av liv på Mars kan upptäckas, " sa Wang.

Jolliff lade till, "Vi har sett från Spirit Rover, när den släpade ett av sina hjul genom jorden, att det som fanns i den omedelbara underytan skilde sig från det som var precis vid ytan – mycket ett ytoxidationsfenomen. Så att förstå att ytkemi blir mycket viktig och driver oss till slutsatsen att om vi verkligen vill testa för existerande eller tidigare liv, vi måste komma under ytan."