Oxidationsprocesser for Jern(II) under Mars-lignende forhold.

Baggrund

Billederne af hjulsporene fra den lille bil på Mars Pathfinder viste, at støvlaget på Mars nok er rødt, men under det røde lag var der et mørkere materiale. Disse farveforskelle skyldes, at det røde lag stammer fra jern(III)- og det mørke fra jern(II)-mineraler. Hvis der har været store mængder vand på Mars, er det nemt at forklare oxideringen af jern(II) til jern(III). Mars er i dag tør, og spørgsmålet er, om jern(II) kan oxidere på Mars uden tilstedeværelsen af vand.

Projektet

Vi har påvist, at man i teorien kan oxidere jern(II) til jern(III) under forholdene på Mars. De vigtigste forhold på Mars, der giver denne mulighed, er at atmosfæren primært består af kuldioxid (CO₂) samt den meget kraftige UV-stråling der skyldes det manglende ozonlag. Vi er kommet frem til følgende heterogene reaktionsproces, der giver jern(II)'s oxidation til jern(III).

Man ved, fra forsøg udført på Mars, at overfladen er kraftigt oxiderende. Da man ikke kender den nøjagtige kemiske sammensætning af mineralerne på overfladen af Mars giver det forskellige muligheder. Den mulighed vi har arbejdet udfra er at det er nitrat NO₃^-. Laboratorieforsøg viser, at UV-stråling svarende til den på Mars vil omdanne nitrat til peroxynitrit, ONOO^-

NO₃^- → ONOO^-

Strukturen af nitrat-ionen		Strukturen af peroxynitrit-ionen

Peroxynitrit vil reagere med kuldioxid i atmosfæren

ONOO^- + CO₂ → [ONOO, CO₂]^-

Strukturen af forbindelsen bestående af peroxynitrit-ionen og kuldioxid

Dette produkt kan splittes i to kraftigt reaktive radikaler.

Carbonatradikalet (CO₃^-), kan oxidere jern(II) til jern(III)

Er der vand tilstede vil denne reaktion være mulig. Man ved ikke, om de specielle forhold på Mars gør denne reaktion mulig, og vi er derfor igang med at lave forsøg i Atmosfære-kammeret for at vise at processen kan finde sted.

Personer

Svend Knak Jensen

Per Nørnberg

Jonathan P. Merrison

Haraldur Páll Gunnlaugsson

Martha E. C. Ventura