Niektórzy mogą być zaskoczeni dowiadując się, że tlenione-blondynki i czynnik umożliwiający życiea gdzieś indziej w naszym Układzie Słonecznym mają coś wspólnego. Naprawdę tak jest, a czynnik ten to nadtlenek wodoru.

Tłumaczenie: Małgorzata Zawadzka

Ale to, jak nadtlenek wodoru przekształca się z lodu w życiodajny tlen pozostawało niejasne. W tej chwili, nowe badania przeprowadzone w laboratorium Pacific Northwest National Laboratory w Richland dają aktualnie najbardziej szczegółowy obraz tego, jak tlen może być wytwarzany w mroźnych obszarach daleko od Ziemi.

Od czasu odkrycia go na Europie krążącej wokół Jowisza i na innych lodowych księżycach okrążających ogromne gazowe światy, pozaziemski lód jako źródło tlenu przestwiał nieskończone możliwości dla istnienia złożonego życia wokół innych planet. Dotychczas planetolodzy walczyli o wyjaśnienie jak, przy nieobecności wystarczającego ilości ciepła, tlen mógł być otrzymywany z powierzchniowych zmarzlin i używany, przykładowo w przypadku Europy, przez jakiekolwiek formy życia, które mogą zamieszkiwać uwięzione pod powierzchnią oceanów.

Typowe wyjaśnienie jest takie, że liczne cząstki o wysokiej energii pochodzące z przestrzeni kosmicznej – protony, fotony UV, elektrony – rozrywają wiązania pomiędzy tlenem i wodorem. To, jak tlen dostaje się do oceanów w postaci lodu, jest już inną historią, należącą do zakresu geofizyki. Proces związany jest z taśmowym transportem lodu z powierzchni do oceanu.

Poprzednie modele otrzymywania tlenu, nie zgadzają się jednak z tym, co zespół naukowców Grega Kimmela w laboratorium Molekularnych Nauk o Środowisku otrzymał w wyniku eksperymentów. Wyniki swojej pracy, naukowiec przedstawił przez Kimmela w poniedziałek, na dorocznym spotkaniu Amerykańskiego Towarzystwa Chemicznego.

Poprzedni model zakładał proces dwustopniowy” – powiedział Kimmel. “Najpierw, cząstka energetyczna wytwarza twały prekursor” – powiedzmy, dwa atomy wodoru łączą się z dwoma atomami tlenu tworząc nadtlenek wodoru lub jeden atom wodoru łączy się z dwoma atomami tlenu. “W drugim etapie, inna cząstka energetyczna wytwrza O2, czyli tlen cząsteczkowy, z trwałego prekursora“.

Kimmel i koledzy utworzyli mikroskopijnie cienką warstwę lodu na powierzchni platynowej, pod próżnią, i bombardowali ją elektronami o wysokiej energii. Serie trwały 30 do 60 sekund w temperaturze 30 do 130 kelwinów, odpowiadaj?cej mniej więcej temperaturom panującym na lodowych księżycach. Następnie została zmierzona zawartość i położenie, określone przez izotopy tlenu użyte do utworzenia warstw lodu, i odkryto że produkty przejściowe będące połączeniami wodór-tlen obecne są w warstwie lodu.

Odkryliśmy, że uproszczenie do dwóch etapów nie mogło dać takich rezultatów” – powiedział Kimmel. – “Nasz model zakłada proces czteroetapowy“. Najpierw cząstka energetyczna wytwarza związek nazywany rodnikiem hydroksylowym, lub OH. Następnie dwie cząsteczki OH reagują z nadtlenkiem wodoru tworząc HO2 (wodór przyłączony do dwóch atomów tlenu) i cząsteczkę wody. I, ostatecznie, cząstka energetyczna odrywa cząsteczkę tlenu od HO2.

Ten eksperyment pokazał jescze jedną nieoczekiwaną rzecz. “Ktoś mógłby oczekiwać że O2 będzie wytwarzany w obszarze gdzie elektrony wnikają w warstwę” – zauważył Kimmel. “Ale nie w tym przypadku. Okazuje się, że cząstki OH mogą być wytwarzane głębiej w warstwie, a nastepnie dyfundują i zbierają się na powierzchni lodu podlegając pozostałymi reakcjom (etapy 2-4), które w sposób uprzywilejowany zachodzą tam“.

Autor

Redakcja AstroNETu
Redakcja AstroNETu