อธิบายเกี่ยวกับแร่ธาตุ

นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าแร่ธาตุอาจต้องการน้ำปริมาณมากและมีสภาวะออกซิไดซ์รุนแรง จากบทเรียนที่ได้รับจากบันทึกทางธรณีวิทยาของโลก นักวิทยาศาสตร์สรุปว่าการมีอยู่ของแมงกานีสออกไซด์บ่งชี้ว่าดาวอังคารเคยมีประสบการณ์การเพิ่มขึ้นของออกซิเจนในชั้นบรรยากาศเป็นระยะๆ ในอดีต ก่อนที่จะลดลงสู่ระดับต่ำในปัจจุบัน แต่การศึกษาเชิงทดลองใหม่จากมหาวิทยาลัยวอชิงตันในเซนต์หลุยส์ทำให้มุมมองนี้เปลี่ยนไป นักวิทยาศาสตร์ค้นพบว่าภายใต้สภาวะคล้ายดาวอังคาร แมงกานีสออกไซด์สามารถก่อตัวขึ้นได้อย่างง่ายดายโดยไม่ต้องใช้ออกซิเจนในชั้นบรรยากาศ นักวิทยาศาสตร์ยังแสดงให้เห็นว่าปฏิกิริยาออกซิเดชันของแมงกานีสไม่สามารถทำได้ในชั้นบรรยากาศที่อุดมด้วยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์บนดาวอังคารสมัยโบราณ เจฟฟรีย์ คาตาลาโน ศาสตราจารย์ด้านวิทยาศาสตร์โลกและดาวเคราะห์ใน Arts & Sciences และผู้เขียนงานวิจัยที่เกี่ยวข้องซึ่งตีพิมพ์เมื่อวันที่ 22 ธันวาคมในวารสาร Nature Geoscience กล่าวว่า "ความเชื่อมโยงระหว่างแมงกานีสออกไซด์และออกซิเจนได้รับผลกระทบจากปัญหาธรณีเคมีพื้นฐานหลายประการ Catalano เป็นคณาจารย์ของ McDonnell Center for the Space Sciences ผู้เขียนคนแรกของการศึกษาคือ Kaushik Mitra ซึ่งปัจจุบันเป็นนักวิจัยหลังปริญญาเอกที่ Stony Brook University ผู้ซึ่งทำงานชิ้นนี้เสร็จโดยเป็นส่วนหนึ่งของการวิจัยระดับบัณฑิตศึกษาที่ Washington University ดาวอังคารเป็นดาวเคราะห์ที่อุดมไปด้วยธาตุฮาโลเจน คลอรีนและโบรมีนเมื่อเทียบกับโลก "ฮาโลเจนเกิดขึ้นบนดาวอังคารในรูปแบบที่แตกต่างจากบนโลก และในปริมาณที่มากกว่านั้นมาก และเราเดาว่าพวกมันจะมีความสำคัญต่อชะตากรรมของแมงกานีส" คาตาลาโนกล่าว Catalano และ Mitra ทำการทดลองในห้องปฏิบัติการโดยใช้คลอเรตและโบรเมต ซึ่งเป็นรูปแบบที่โดดเด่นของธาตุเหล่านี้บนดาวอังคาร เพื่อออกซิไดซ์แมงกานีสในตัวอย่างน้ำที่พวกเขาทำขึ้นเพื่อจำลองของเหลวบนพื้นผิวดาวอังคารในสมัยโบราณ "เราได้รับแรงบันดาลใจจากปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นระหว่างการทำคลอรีนในน้ำดื่ม" Catalano กล่าว "การทำความเข้าใจดาวเคราะห์ดวงอื่นบางครั้งทำให้เราต้องใช้ความรู้ที่ได้รับจากสาขาวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมศาสตร์ที่ดูเหมือนไม่เกี่ยวข้องกัน" นักวิทยาศาสตร์พบว่าฮาโลเจนเปลี่ยนแมงกานีสที่ละลายในน้ำให้เป็น แร่ธาตุ แมงกานีสออกไซด์ได้เร็วกว่าออกซิเจนหลายพันถึงล้านเท่า นอกจากนี้ ภายใต้สภาวะที่เป็นกรดอ่อนๆ ที่นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าพบได้บนพื้นผิวดาวอังคารยุคแรกๆ โบรเมตจะผลิตแร่ธาตุแมงกานีสออกไซด์ได้เร็วกว่าสารออกซิแดนท์อื่นๆ ที่มีอยู่ ภายใต้สภาวะเหล่านี้ ออกซิเจนไม่สามารถสร้างแมงกานีสออกไซด์ได้โดยสิ้นเชิง "ออกซิเดชันไม่จำเป็นต้องมีส่วนร่วมของออกซิเจนตามคำนิยาม" Mitra กล่าว "ก่อนหน้านี้ เราเสนอสารออกซิแดนท์ที่มีชีวิตบนดาวอังคาร นอกเหนือจากออกซิเจนหรือผ่านโฟโตออกซิเดชันของรังสียูวี ซึ่งช่วยอธิบายว่าทำไมดาวเคราะห์สีแดงถึงมีสีแดง ในกรณีของแมงกานีส เราก็ไม่มีทางเลือกอื่นนอกจากออกซิเจนที่สามารถอธิบายแมงกานีสออกไซด์ได้จนกระทั่ง ตอนนี้." ผลลัพธ์ใหม่นี้เปลี่ยนการตีความพื้นฐานของความสามารถในการอยู่อาศัยของดาวอังคารยุคแรก ซึ่งเป็นตัวขับเคลื่อนสำคัญของการวิจัยที่กำลังดำเนินอยู่โดยองค์การนาซาและองค์การอวกาศยุโรป แต่เนื่องจากในอดีตไม่น่าจะมีออกซิเจนในชั้นบรรยากาศ จึงไม่มีเหตุผลใดเป็นพิเศษที่จะเชื่อว่าไม่มีชีวิต นักวิทยาศาสตร์กล่าว “มีสิ่งมีชีวิตหลายรูปแบบแม้กระทั่งบนโลกที่ไม่ต้องการออกซิเจนในการอยู่รอด” มิทรากล่าว "ฉันไม่คิดว่ามันเป็น 'ความพ่ายแพ้' ต่อการอยู่อาศัย - เพียงแต่ว่าอาจจะไม่มีสิ่งมีชีวิตที่ใช้ออกซิเจน" สิ่งมีชีวิตสุดโต่งที่สามารถอยู่รอดได้ในสภาพแวดล้อมที่อุดมด้วยฮาโลเจน เช่น สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวที่ชอบเกลือและแบคทีเรียที่เติบโตในทะเลสาบเกรตซอลท์เลคและทะเลเดดซีบนโลกก็อาจไปได้ดีบนดาวอังคารเช่นกัน "เราต้องการการทดลองเพิ่มเติมที่ดำเนินการในสภาวะทางธรณีเคมีที่หลากหลายซึ่งเกี่ยวข้องกับดาวเคราะห์เฉพาะ เช่น ดาวอังคาร ดาวศุกร์ และ 'มหาสมุทรโลก' เช่น ยูโรปาและเอนเซลาดัส เพื่อให้มีความเข้าใจที่ถูกต้องและครบถ้วนเกี่ยวกับสภาพแวดล้อมทางธรณีเคมีและธรณีวิทยาบนเนื้อดาวเคราะห์เหล่านี้ ” มิตรากล่าว "ดาวเคราะห์ทุกดวงมีเอกลักษณ์เฉพาะในตัวเอง และเราไม่สามารถคาดการณ์การสังเกตที่เกิดขึ้นบนดาวเคราะห์ดวงหนึ่งเพื่อทำความเข้าใจดาวเคราะห์ที่แตกต่างกันได้"