Formazione di carbonati solidi-gassosi durante eventi di polvere su Marte

Oct 12, 2023

Un gruppo di ricerca congiunto guidato dal dottor Xiaohui Fu e dal dottor Zhongchen Wu dell'Università di Shandong, in Cina, ha proposto un nuovo meccanismo di formazione del carbonato nelle attività della polvere marziana basato su studi sperimentali di simulazione.

I carbonati sono prodotti generali dei processi acquosi sulla Terra. Per Marte, i minerali carbonatici sono stati considerati un pozzo per un’atmosfera inizialmente densa di CO2. Le indagini spettroscopiche orbitali hanno identificato carbonati in alcune località isolate sulla superficie marziana. Tracce di carbonato sono state rilevate nella moderna polvere globale sia da orbiter che da rover. Tuttavia, le loro fonti e i meccanismi di formazione non sono ancora chiari al momento. Il team ipotizza che il carbonato potrebbe formarsi direttamente nell’atmosfera ricca di CO2 mediante processi elettrochimici durante le attività della polvere marziana.

Per testarlo, hanno simulato le scariche elettrostatiche (ESD) in condizioni atmosferiche simili a quelle di Marte. Vari minerali identificati nella polvere marziana (silicati, solfati di calcio, minerali alogenati e (per) clorato) sono stati esposti al processo ESD in una camera su Marte. Nuovi carbonati generati sono stati identificati mediante spettroscopia Raman e nel medio infrarosso durante le reazioni ESD con alogenuri (NaCl, MgCl2, NaBr) e (per)clorato (NaClO3, NaClO4) come minerali di partenza.

Sulla base degli esperimenti di simulazione, hanno proposto reazioni elettrochimiche eterogenee gas-solido durante le attività della polvere come nuovo meccanismo per la formazione del carbonato marziano. "La formazione e la scarsità di affioramenti di carbonato su Marte rimane ancora oggi un mistero. A differenza dei meccanismi convenzionali di formazione dei carbonati, le interazioni solido-gas indotte dall'ESD nelle attività della polvere marziana sono indipendenti dall'acqua liquida", ha detto Fu.

I processi elettrochimici derivanti dalle attività delle polveri possono rimuovere quantità significative di gas CO2 dall’atmosfera marziana e immagazzinarlo su scale temporali geologiche. La CO2 atmosferica su Marte sembra essersi solidificata come carbonati almeno dall’inizio dell’Amazzonia ad oggi. "Questi nuovi entusiasmanti risultati si aggiungono alla crescente evidenza che la CO2 atmosferica si solidifica come carbonati almeno dal primo periodo amazzonico fino a oggi su Marte." Ha detto Wu. La quantità totale di CO2 sequestrata dalle attività della polvere marziana nell'era dell'Amazzonia è stata stimata sulla base della resa in carbonato degli esperimenti ESD, che probabilmente hanno convertito ~ 0,56 mbar di CO2 in carbonato dalle attività della polvere marziana negli ultimi 3,0 Ga.

Le attività della polvere di Marte si verificano frequentemente sull'attuale Marte. Durano molto a lungo e coprono vaste aree di Marte. Questo studio dimostra ulteriormente che le interazioni chimiche attive sono ancora in corso su Marte tra la superficie e l'atmosfera. Le attività della polvere di Marte svolgono un ruolo chiave nell'evoluzione dell'atmosfera di Marte e dei cicli carbonio/cloro sull'attuale Marte.

Formazione di carbonato di gas solido durante eventi di polvere su Marte, National Science Review (accesso libero)

Astrobiologia

Co-fondatore di SpaceRef, Explorers Club Fellow, ex NASA, squadre di trasferta, giornalista, spazio e astrobiologia, scalatore decaduto.