Mars Ditaburi Misteri Asin

Selama kunjungannya ke Arktik Mars, pendarat Phoenix Mars milik NASA melakukan serangkaian pengukuran dan penemuan mengesankan yang akan membantu menyempurnakan pemahaman para ilmuwan tentang kimia dan lingkungan planet merah.

Mungkin tidak ada penemuan yang lebih mengejutkan daripada penemuan ini deteksi dari jenis garam yang aneh Phoenix menurut para ilmuwan, hal ini dapat berdampak penting pada siklus air di Mars dan kemampuan planet tersebut dalam mendukung kehidupan.

Dalam serangkaian makalah yang dipresentasikan minggu lalu di Lunar and Planetary Science Conference (LPSC) ke-40 di The Woodlands, Texas, beberapa anggota tim Phoenix mengemukakan gagasan mereka tentang bagaimana kelas garam, yang disebut perklorat, dapat mempengaruhi siklus air Mars. pengaruh; bagaimana hal ini dapat meningkatkan atau menghambat potensi kehidupan di Mars; bagaimana bisa membentuk lumpur di bawahnya Tutup kutub Mars, lumasi dan biarkan mengalir, seperti yang dilakukan gletser di Bumi; dan bagaimana garam itu bisa sampai ke sana.

Deteksi yang tidak terduga

Phoenix mendarat di dataran Vastitas Borealis di Mars pada tanggal 25 Mei 2008, dan menghabiskan masa jabatannya selama lebih dari lima bulan untuk menggali sampel tanah Mars dan es air di bawah permukaan serta menganalisisnya untuk mencari tanda-tanda potensi planet ini dapat dihuni di masa lalu.

Pendarat tersebut menemukan banyak temuan tak terduga: tanah basa (tempat regolit Mars sebelumnya dianggap bersifat asam); salju yang turun dari langit; dan kotoran lengket yang menggumpal saat disendok.

Namun deteksi perklorat, yang dilakukan oleh laboratorium kimia basah Microscopy, Electrochemistry and Conductivity Analyzer (MECA), dapat memiliki beberapa implikasi yang paling menarik terhadap kimia tanah, siklus air, dan potensi kelayakhunian Mars.

Temuan ini “benar-benar tidak terduga,” kata peneliti utama Universitas Arizona Phoenix, Peter Smith, saat meninjau misi tersebut setelah pendarat kehilangan tenaga.

Setelah deteksi dilakukan, beberapa ilmuwan Phoenix mulai mempertimbangkan apa arti kehadiran perklorat di planet merah bagi kimia permukaan Mars.

Lendir halus

Michael Hecht, dari Jet Propulsion Laboratory NASA di Pasadena, California dan ilmuwan utama instrumen yang pertama kali mendeteksi perklorat, dan David Fisher dari Geological Survey of Canada menjadi tuan rumah bersama di Tucson selama misi tersebut dan beberapa implikasinya mulai dibahas. Secara khusus, mereka merumuskan mekanisme potensial yang Tutup kutub Mars untuk bergerak.

Di Bumi, panas terus-menerus keluar dari bagian dalam planet yang cair, menghangatkan dasar gletser dan lapisan es, mencairkan es, “dan es dapat meluncur,” jelas Hecht.

Hecht dan Fisher menduga perklorat bisa menyebabkan hal serupa terjadi di Mars.

Beberapa pengamatan lapisan es di kutub Mars menunjukkan ciri-ciri yang menunjukkan bahwa es mungkin sedang meluncur, meskipun tidak semua orang setuju bahwa aliran es diperlukan untuk menjelaskan ciri-ciri tersebut. Namun di kutub Mars, suhunya terlalu dingin sehingga es di dasar cangkangnya tidak bisa mencair seperti di Bumi.

Perklorat dapat mengatasi masalah ini karena dapat melelehkan es bahkan pada suhu beku seperti yang terlihat di bagian bawah lapisan es.

“Ini seperti garam jalanan yang super,” jelas Fisher.

Pengukuran Phoenix menunjukkan bahwa perklorat membentuk sekitar 1 hingga 2 persen berat permukaan tanah di area pendaratan Phoenix. Tutupan kutub Mars saat ini terdiri dari sekitar 95 persen es dan 5 persen tanah, yang berarti bahwa dalam 1.000 meter (3.280 kaki) es terdapat sekitar 0,5 meter perklorat.

Perklorat dapat mengendap melalui lapisan es atau mengendap di permukaan saat lapisan es tersapu dan menyusut setiap beberapa juta tahun.

“Jika ada lapisan es, maka ada kecenderungan untuk menumpuk apa pun yang ada di sana,” kata Fisher.

Penumpukan perklorat ini akan melelehkan cukup banyak es hingga pada akhirnya menciptakan lapisan air garam di bawah lapisan es sehingga lapisan es dapat meluncur.

Fisher memodelkan kemungkinan aliran lapisan es dan mengatakan akan sulit untuk memindahkan es tanpa lumpur tersebut. Di LPSC, ilmuwan lain sepakat bahwa lumpur merupakan mekanisme aliran es yang masuk akal, meskipun tidak semua setuju bahwa es memang mengalir.

Cara terbaik untuk menemukan bukti yang mendukung gagasan tersebut adalah dengan menelusuri lumpur di sekitar tutup kutub. Arvidson dan mahasiswa pascasarjananya sudah memiliki kebiasaan tersebut Pengorbit Pengintai Mars Instrumen Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars (CRISM) untuk mensurvei permukaan di sekitar lokasi pendaratan Phoenix.

“Kami melakukan pencarian yang cukup intensif,” kata Arvidson. Namun sejauh ini, CRISM belum menemukan tanda perklorat.

“Tidak ada. Nol. Nada. Zilch,” kata Arvidson.

Namun Fisher menunjukkan bahwa CRISM memerlukan konsentrasi minimal 5 persen (dari permukaan tanah) untuk melihat perklorat; instrumen juga harus terhidrasi senyawanya. Jika kering atau persentasenya lebih rendah, alat tidak dapat melihatnya.

Namun meski perklorat tidak cukup untuk menghasilkan lumpur ini, senyawa tersebut masih dapat berinteraksi dengan air di planet merah.

“Ini berpotensi penting dalam siklus air,” kata Arvidson.

Memindahkan Air Mars

Garam perklorat mungkin memainkan peran penting dalam mengatur aliran air antara atmosfer dan permukaan Mars karena “ini adalah senyawa yang menyerap air,” jelas Arvidson.

Ini adalah fitur yang sangat menarik di dataran utara tempat Phoenix mendarat, yang kini diketahui memiliki lapisan air es hanya beberapa inci di bawah permukaan.

Pada dasarnya, Anda memiliki “sejumlah besar perklorat di tanah yang berada di atas es,” jelas Hecht. “Sangat sulit membayangkan tidak ada campuran” perklorat dan air.

Jika konsentrasinya berhasil, kemungkinan besar ada area di mana es dan garam akan membentuk air garam.

Tapi apakah hal itu hanya akan mengakibatkan tanah menjadi lembap atau genangan air garam yang sebenarnya, “Saya tidak bisa menebaknya,” kata Hecht.

Anggota tim Phoenix, Nilton Renno, mempresentasikan makalah di LPSC yang menyarankan seperangkat “bola kecil” yang dipasang pada penyangga di kaki Phoenix (seperti yang difoto oleh kamera lengan robot pendarat) mungkin air cair yang terciprat ke pesawat luar angkasa saat mendarat.

Hecht berpendapat bahwa meskipun penjelasan tersebut mustahil, namun penjelasan tersebut bukanlah penjelasan yang paling mungkin, yakni uap air dilepaskan dari bongkahan es terbuka yang menempel di kaki pendarat.

Ini mungkin bukan titik yang tepat dalam siklus iklim Mars (yang berubah seiring goyangan sumbu rotasi planet) untuk terbentuknya air garam cair di atau dekat permukaan, jelas Hecht. Selama periode ketika Mars mungkin hanya beberapa derajat lebih hangat, perisai perklorat mungkin telah mencairkan air es.

Tapi Phoenix mencatat bahwa tanah Mars menjadi lembab di siang hari (yang mungkin menjelaskan penggumpalannya). (Air akan dilepaskan kembali ke atmosfer pada malam hari.)

“Jauh lebih mudah untuk sedikit melembabkan tanah daripada mencairkan es,” kata Hecht.

Meskipun kelembapan ini belum tentu disebut lembab menurut standar Bumi karena kekeringan yang melekat di Mars.

“Ini tidak cukup basah untuk menanam krisan, tapi juga tidak seperti Anda memanggangnya di oven,” kata Hecht.

Dampaknya terhadap kehidupan

Kehadiran perklorat di dalam tanah dan interaksinya dengan air juga dapat berdampak pada hal apa pun mikroba potensial Mars.

Pada suhu tinggi, perklorat adalah “oksidan yang sangat agresif,” kata Hecht, namun karena Mars sangat dingin, hal ini tidak akan mengancam kehidupan di sana. Faktanya, “perklorat cukup berbahaya bagi mikroba,” katanya. Ini sebenarnya dapat berfungsi sebagai sumber energi bagi mereka (perklorat memberikan dorongan bagi sebagian besar kembang api dan bahan bakar roket).

“Banyak mikroba memakan perklorat untuk makan siangnya,” kata Hecht. Ini adalah “PowerBar yang hebat untuk mikroba.”

Namun ia juga merupakan bahan pengering yang kuat yang dapat menyerap air apa pun yang ada dalam genggamannya, sehingga akan bersaing untuk mendapatkan zat yang penting bagi semua kehidupan yang kita kenal ini.

Intinya: “Ada aspek perklorat yang baik bagi kehidupan; ada aspek perklorat yang buruk bagi kehidupan,” tambah Hecht.

Dari mana asalnya

Mencari tahu dari mana perklorat berasal dan bagaimana ia mengendap di permukaan Mars adalah teka-teki lain yang coba dipecahkan oleh para ilmuwan Phoenix.

Meskipun perklorat ditemukan di Bumi, ia hanya muncul di tempat yang sangat kering, seperti Gurun Atacama terjepit di antara Samudra Pasifik dan Andes dan stratosfer. Meskipun Mars sama keringnya, analogi Bumi ini memberikan banyak bantuan dalam memahami asal usul perklorat di Mars.

“Kami juga tidak begitu memahaminya di Bumi,” kata Hecht.

Hecht mengatakan para ilmuwan mengetahui bahwa sebagian besar perklorat berasal dari atmosfer dan jatuh dari udara sebagai asam perklorat dalam presipitasi. Kemudian bereaksi dengan mineral silikat di permukaan menjadi perklorat.

Namun bagaimana klorin yang bereaksi membentuk asam perklorat disuntikkan ke atmosfer tidak diketahui.

Di gurun Atacama, semburan air laut yang bertiup di atas dataran dapat menghasilkan klorin. Gunung berapi juga dapat menyumbangkan unsur tersebut ke udara ketika meletus. Namun tentu saja saat ini tidak ada lautan di Mars, menyisakan letusan gunung berapi dan reaksi mineral yang mengandung klorida (baik di permukaan maupun aerosol – partikel kecil yang tersuspensi di udara).

Ozon diperlukan untuk reaksi yang membentuk perklorat di Bumi. Belum diketahui apakah hal ini benar atau tidak terjadi di Mars, namun jika memang demikian, hal ini berarti perklorat hanya umum terjadi di wilayah Mars yang lebih dingin dan bergaris lintang tinggi, yang hanya memiliki konsentrasi ozon yang cukup tinggi untuk memicu reaksi.

Perburuan perklorat di seluruh planet

Misi Mars Science Laboratory (MSL) yang akan datang, yang akan diluncurkan pada tahun 2011, dapat membantu menjawab pertanyaan apakah perklorat merupakan kekhasan situs Phoenix atau merupakan unsur yang lebih luas dari regolit Mars.

Menariknya, itu Pendarat Viking mendeteksi klorin di lokasi pendaratan mereka, yang lebih dekat ke ekuator Mars dibandingkan lokasi Phoenix. Para pendarat tidak dapat menentukan senyawa apa yang berasal dari klorin, tapi mungkin saja itu adalah perklorat, kata Arvidson.

“Sekarang kami memiliki koneksi khusus untuk dicari dan ditemukan” ketika MSL, yang juga akan menjelajahi lebih banyak situs di garis lintang menengah, mendarat di planet ini, katanya.

Data Pengeluaran Sidney