spacebg covers

какво консумира водорода и ацитилена на титан- два нови документа съставен
Мисия: Cassini–Huygens


Какво консумира водорода и ацитилена на Титан?

Два нови документа, съставени на базата на данни от космическият кораб Касини, акцентират върху химическата активност на повърхността на луната на Сатурн - Титан. Въпреки че тези химични реакции не са типични за биохимията, някои учени вярват, че тези химически подписи подкрепят аргументите в полза на съществуването на примитивни, екзотични форми на живот на повърхността на Титан. Според една теория на астробиологията, подписите изпълнят две важни условия необходими за една хипотеза за "метан-базиран живот".

Една от основните констатации идва от една статия на онлайн списанието "Icarus", в която се говори, че водородните молекули потъват надолу през атмосферата на Титан и изчезват на повърхността. Друга статия също в онлайн в вестника Journal of Geophysical Research установява липсата на ацетилен.

Тази липса на ацетилен е важна, защото това химично вещество вероятно ще бъде най-добрият източник на енергия за метан-базирания живот на Титан, казва Крис Маккей, астробиолог от НАСА, който предлага набор от необходимите условия за съществуването на метан-базирания живот на Титан през 2005 година. Едно тълкуване на ацетиленовите данни е, че този въглеводород се консумира като храна. Но Маккей заяви, че потока от водород е още по-важен, тъй като всички механизми на хранене изискват потребление на водород.
Credi: NASA

"Предложихме водородна консумация, тъй като е очевидно, че консумацията на газа е тъй важна за евентуалният живот на Титан, подобно на начина, по който се консумира кислорода на Земята," казва Маккей. "Ако тези признаци се окажат признак на живот, ще бъде много вълнуващо, защото това би било втората форма на живот, независима от живота на водна основа съществуващ на Земята."

Към днешна дата, метан-базираните форми на живот са само хипотетични. Учените все още не са открили тази форма на живот никъде, въпреки че има микроби изградени на водна основа на Земята, които виреят във метан или го произвеждат като отпадъчен продукт. На Титан, където температурите са около 90 Келвина (минус 180 градуса по Целзий), метан-базирания организъм би трябвало да използва вещество, което е течно в такава среда за да потдържа жизнените си процеси, като напълно се изключва водата. Водата е твърдо замръзнала на повърхността на Титан и е твърде студена, за да поддържа живота, такъв какъвто го познаваме.

Списъкът на кандидатите от течности е много кратък: течен метан и свързаните с него молекули като етан. Докато течна вода е широко разглеждана като необходимст за живота, не е имало обширни спекулации, публикувани в научнатата литература, че това не е строго изискване.

Новите резултати относно водорода са в съответствие с условията, които могат да доведат до една екзотична, метан-базирана форма на живот, но не са окончателно доказателство за съществуването му, каза Дарел Стробел, учен от проекта Касини, който е автор на книга за водорода.

Стробел, който изучава горните атмосфери на Титан и Сатурн, анализира данните от инфрачервения спектрометър на Касини, както и от йонния и неутралния масов спектрометър в новата си книга. Документът описва плътността на водорода в различните части на атмосферата и повърхността. Предишните модели казват, че водородните молекули са продукт на ултравиолетовите слънчеви лъчи, които разпадат молекулите на ацетилена и метана в горните слоеве на атмосферата. В такъв случай тези разпаднати молекули трябва да се разпределят строго равномерно през всички атмосферни слоеве.

Стробел открил несъответствие между водородната гъстота и също така, че потока до повърхността е със скорост от около 10 000 трилиона трилиона водородни молекули за секунда. Това е почти същата скорост, със която молекулите напускат горните слоеве на атмосферата.

"Не очаквах този резултат, тъй като молекулярния водород е изключително химически инертен в атмосферата. Той трябва да се издигне до горната част на атмосферата и да отлети."

Стробел казва, че не е вероятно водородът да се съхранява в пещери или в подземното пространство на Титан. Повърхността на Титан е много студена и ще е необходим химическия процес, който задължително трябва да включва катализатор за да преобразува водородните молекули в ацетилен и метан при което ще има нетно отделяне на енергия. Енергийната бариера може да бъде преодоляна, ако има в момента неизвестен минерал, действащ като катализатор на повърхността на Титан.

Изследването на въглеводородното картографиране, ръководено от Роджър Кларк - учен от екипа Касини, съставено от данните от визуалния и инфрачервен спектрометър, учените очакваха че от взаимодействието на Слънцето с химикалите в атмосферата да се произвежда ацетилен, който да потъва надолу към повърхността. Но Касини не открива ацетилен на повърхността.

В допълнение спектрометъра на Касини откри липсата на воден лед на повърхността на Титан, а че той е покрит с бензен и други материали считащи се за органични съединения, които учените все още не са в състояние да идентифицират. Резултатите карат учените да смятат, че органичните съединения са наслоени над водния лед, което прави основната скала на Титан да е покрита с филм от въглеводороди, най-малко от няколко милиметра до сантиметър дебела, но вероятно много по-дълбока в някои места. Ледът остава покрит дори и от течен метан и етан по повърхността на Титан образуващи езерата и моретата, както водата на Земята.

"Атмосферната химия на Титан образува органични съединения, които падат като дъжд на повърхността толкова бързо, че дори когато потоците от течен метан и етан измият органиката, леда отново се покрива бързо" казва Кларк. "Всичко, това определя Титан като динамично място, където наблюдаваме активна органична химия."

Липсата на ацетилен по повърхността на Титан може много добре да има и своето небиологично обяснение, каза Марк Алън, главен изследовател на НАСА. Алън казва, че е възможно слънчевата светлина или космическите лъчи да превръщат ацетилена в по-сложни молекули, които ще падне на земята, без ацетиленов подпис.

"Научни консерватизъм предполага, че биологичните обяснение трябва да бъде последната възможност, когато всички небиологични възможности са отпаднали" каза Алън. "Имаме много работа за вършене за да се изключи възможността на всички не-биологични обяснения. По-вероятно е че химически процес, без биология може да обясни тези резултати - например, реакции, включващи минерални катализатори."

Източник: НАСА

  • 1068
  • 0
  • Mar 23, 2012

Коментар
Подобни публикации