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火星の液体ブラインは、生命にとって重要な要件を保持する可能性があります

私たちが知っているように、液体の水の存在は生命の必要条件です。したがって、火星の現在の居住可能性を理解するための主要な部分は、液体の水が一時的にどこに、いつ、どの状態で存在できるかを理解することです。純粋な液体の水はすぐに蒸発するため、火星の表面では安定していませんが、塩分の多い溶液 (塩水) などの他の形態の水は存続できる可能性があります。

過去数十年にわたるロボットによる火星探査では、中緯度から高緯度の地域で水の氷が発見されました。さらに、水の凝固点を下げることによって非常に低い温度でブラインを形成できる塩が火星の土壌に世界中に分布していることが知られており、フェニックス着陸機の支柱で形成された液滴など、火星でのブラインの形成に関するいくつかの証拠があります。 、またはいわゆる反復傾斜線、液体の塩水の流れに起因する可能性のある、傾斜した地形上の季節的に暗くなる流れのような特徴.

火星の典型的な塩水の調査

この研究では、ラマン散乱分光法およびイメージングと組み合わせて火星の大気条件をシミュレートする環境チャンバーを使用して、フェニックス着陸地点の条件での火星の日全体の典型的な塩水の形成と持続性を実験的に調査します。以前の研究で、我々は、塩と接触した水の氷からのブラインの形成が、極地の火星の条件でブラインの形で液体の水を生成する可能性が最も高いメカニズムであることを示しましたが、大気からの水蒸気の吸収による形成は遅すぎて発生しません。大気中の水蒸気は地球よりも 4 桁低く、火星の極域で最も高い値になるためです。

ここでは、地表または地表下の水の氷と過塩素酸カルシウム塩との接触によるブラインの形成に注目します。これは、この塩が火星のいたるところにある可能性が高く、199 K (-74 ºC) という非常に低い温度を示すためです。液体の水溶液を形成します (その共晶点)。私たちの研究は、塩と水の氷との相互作用という最も単純なプロセスに焦点を当てています。これは、火星の塩水形成を完全に理解するための最初のステップです。将来的には、塩分土壌と水の氷との相互作用によるブラインの形成を研究する予定です。

私たちの結果は、火星の極地のように水の氷が過塩素酸カルシウム塩と接触している場合、早朝に温度が共晶点を超えて上昇した後、数分以内に (液体の) ブラインが形成されることを示しています。次に、温度がさらに上昇し、水氷の供給が限られていると仮定すると、蒸発により溶液の濃度が上昇し、最終的に溶液から塩が沈殿し始め、最終的に残りの塩水が夜に凍結し、温度が再び低下します。私たちの結果は、フェニックスミッションの初期に温度が約17時間共晶値を超えていた間、蒸発を補うのに十分な水の氷が存在する限り、塩水が形成され持続した可能性があることを示唆しています.私たちの分析はまた、フェニックスの任務中、午前 4 時 40 分頃に塩水が形成され、午後 10 時 20 分頃に凍結したことを示しています。土壌-塩-氷混合物を用いた予備実験では、土壌の存在が塩水形成の遅延を引き起こすことが示されています.

フェニックスの着陸地点に加えて、極地と中緯度地域の間のどこでも塩水形成が発生する可能性があります。ここでは、霜と雪が季節的に塩分土壌に堆積するか、水の氷が季節的に浅い地下に存在し、温度が重要な期間中に共晶値を超えます。火星の日の分数。したがって、私たちの結果は、水氷の融解が蒸発を補う可能性があるため、火星の日中に温度が共晶値を上回っている限り、季節的な時間スケールでこれらの地域でブラインが形成される可能性があることを示唆しています。したがって、火星のこれらの地域は、塩水で繁栄する微生物の生息地となる必須成分の 1 つを一時的に持っている可能性があります。

この研究「火星での塩水の形成と持続性:フェニックス着陸地点における日周サイクル全体の実験的シミュレーション」は、最近ジャーナル Astrobiology に掲載されました。


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