Ошибка ученого раскрыла тайну марсианских метеоритов

Случайное открытие, возможно, даст ключ к пониманию принципов роста трубчатых структур, возникающих в пещерах и в термальных морских источниках. А также положит конец спорам о признаках жизни в марсианских метеоритах.

Автор открытия, Дэвид Стоун, проводил стандартную работу по гальваностегии (нанесение металлического покрытия на поверхность металличческих изделий методом электролитического осаждения), и случайно наткнулся на способ выращивания трубок, напоминающих образования, встречающиеся в пещерах. Стоун, бывший скульптор и рабочий на литейном заводе, только недавно вернулся к учебе. Он решил, что сорвал работу, и чуть было не выбросил испорченный образец в мусорный ящик. Но эти трубки так заинтриговали его, что он решил показать их некоторым преподавателям факультета университета Аризоны, включая профессора физики Раймонда Гольдштейна.

По словам Гольдштейна, он был в шоке, когда увидел эти трубки. Сейчас Гольдштейн вместе со Стоуном (он теперь соискатель докторантуры отделения почвы, экологии и воды университета Аризоны) выясняют, как же образовались эти структуры. Их статья "Трубчатое осаждение и градиенты окислительно-восстановительного потенциала на матрице барботирования" будут изданы в издании Слушаний национальной Академии Наук.

• Эти трубки, полученные в лаборатории, очень похожи на те, которые встречаются в гидротермальных источниках

Трубчатые структуры в природе встречаются в самых разных местах – от гигантских гидротермальных источников на дне океана до поверхности железа, подверженного сильной ржавчине. Но механизм образования этих структур остается загадкой. Стоун и Гольдштейн используют установку, подобную стандартной установке для гальваностегии. Это прямоугольная стеклянная камера высотой 10 сантиметров с положительно заряженным железным анодом вверху и отрицательно заряженным железным катодом внизу. Камера наполнялась смесью воды, хлористого аммония, железа и сульфатов и включали перемешивание. Электрический ток разлагает воду на водород и кислород. Как и ожидалось, крошечные водородные пузырьки, собранные на отрицательно заряженном электроде, становились большими и отрывались от катода. Но, к удивлению исследователей, после нескольких десятков минут эксперимента электрод оказался покрыт настоящим лесом маленьких трубок, которые ученые назвали "железнотрубки". Чтобы изучать рост "железнотрубок", исследователи снимали эксперименты на видео.

Как сказал Стоун, видеозапись, осуществленная с помощью камеры высокого разрешения и высокой светочувствительности, явно показала, что трубки начинают расти вокруг пузырька. Эти пузырьки имеют диаметр не более 3 миллиметров. Поскольку пузырек растет, тонкая пленка только формируется на пузырьке и затем начинает расти обособленно, поскольку пузырек отрывается. Эта пленка, тип окиси железа, известная как зеленая ржавчина, формируется, когда газообразный аммиак в пузырьке контактирует с железом, растворенным в окружающей жидкости. Каждый раз, когда пузырек отрывается, на катоде остается немного этой пленки. Так и происходит последующее формирование трубки. Как сказал Гольдштейн, трубка - руководящий принцип для пузырька, а пузырек - матрица для трубки.

В природе подобные структуры образуются в течение сотен и даже тысяч лет. Но в лаборатории Стоун и Гольдштейн могут вырастить миниатюрный лес высотой в 2,5 сантиметра с диаметром трубок в 3 миллиметра, всего за 1-2 часа. "Это - управляемая система, которая может быть изучена в лаборатории в приемлемых временных масштабах", - сказал Гольдштейн.

Лучшее понимание процесса возникновения таких трубок позволит понять закономерности таких естественных процессов в природе. Так, подобные трубчатые структуры были найдены на некоторых марсианских метеоритах. Как известно, некоторые исследователи представили эту находку как очевидное доказательство наличия марсианской жизни в прошлом. Но открытие Стоуна доказывает, что для возникновения подобных структур живые организмы не нужны.