6 Minutės
Marsas, siera ir netikėtas ryšys su automobilių industrija
Naujas The University of Texas at Austin (UT Austin) mokslininkų tyrimas rodo, kad vulkaninės dujos, turinčios daug sumažintos (redukuotos) sieros, galėjo sušilti ankstyvąjį Marsą ir sukurti aplinkas, galimai tinkamas mikrobinio gyvenimo egzistavimui. Šie išvados, publikuotos žurnale Science Advances, remiasi meteorito chemija ir daugiau nei 40 kompiuterinių simuliacijų, kurios atkuria, kaip siera elgėsi giliai Marso magmoje prieš jai išsiliejant į atmosferą.
Sieros chemija ant senovinės planetos iš pirmo žvilgsnio gali atrodyti nutolusi nuo automobilių apžvalgų ir elektromobilių (EV) naujienų, tačiau šie domenai susipina: sieros sukeliama korozija veikia transporto priemonių komponentus, sieros dariniai formuoja dujas, kurios gali paveikti energetinę infrastruktūrą ir įkrovimo tinklus, o klimato modeliavimas šioje studijoje naudoja metodikas, kurių analogus taiko automobilių inžinieriai modeliuodami emisijas ir šiluminį valdymą.
Ką atskleidžia simuliacijos
Vietoje ilgą laiką manyto sieros dioksido (SO2) dominavimo, tyrimo modeliai rodo dideles emisijas taip vadinamų sumažintos sieros rūšių — labai reaktyvių molekulių, tokių kaip sieros vandenilis (H2S), disiera (S2) ir, galimai, sieros heksafluoridas (SF6). SF6 išsiskiria dėl itin didelės šiltnamio efektą sukeliančios galios ir dėl savo žinomos reikšmės elektrinės izoliacijos kontekste — pramoninis ryšys, kuris turi tiesioginių implikacijų EV įkrovimo įrangai ir elektros tinklui.
Vyriausioji autorė Lucia Bellino, doktorantė UT Jackson School of Geosciences, paaiškina, kad šios sumažintos sieros dujos galėjo susidaryti į drumstą, drumzlėtą atmosferą, kuri efektyviai sulaikytų šilumą ir leistų skystam vandeniui išlikti paviršiuje. Toks šildantis efektas, kartu su hidroterminės chemijos procesais, panašiais į kai kurias ekstremalias Žemės aplinkas, praplečia laiko langą, per kurį Marsą galėjo veikti gyvybės procesams palankios sąlygos prieš milijardus metų.
Kodėl tai svarbu
- Tyrime naudotos tikros Marso meteoritų sudėtys, o ne vien paviršiaus matavimai, todėl gaunamas aiškesnis vaizdas apie tai, kokia magminė siera atrodė prieš degazuotę.
- Realesnė dujų chemija keičia ankstyvųjų klimato modelių rezultatus ir rodo, kad sieros ciklas — periodinis perėjimas tarp sumažintos ir oksiduotos formos — galėjo būti sudėtingas ir dažnas procesas.
- 2024 m. gegužę NASA Curiosity marsaeigis netikėtai sutraiškė uolą ir atskleidė elementinę sierą, kas suteikė stebėjimų ryšį, patvirtinantį simuliacijų hipotezes.
Chenguang Sun, Bellino mokslinis vadovas, pažymėjo, kad S2, išsiskiriantis iš magmos, gali nusėsti kaip elementinė siera ant paviršiaus. Toks ryšys tarp laboratorinių modelių ir lauko stebėjimų yra svarbi validacija, kuri padidina modelio patikimumą ir persuasiją kitų mokslininkų akyse.
Curiosity off-road momentas ir palyginimas su automobiliais
Vaizdas, kuriame Curiosity pravažiavęs per uolą atskleidžia elementinę sierą, primena ekstremalų bekelės (off-road) testą. Curiosity pats savaime yra aukštos klasės tyrimų „transporto priemonė“: maždaug 900 kg masės, šeši ratai ir šiluminis energijos šaltinis, grįstas radioizotopų termoelektrine generatoriaus technologija, o ne tradiciniu benzinu ar dabar įprastomis baterijomis. Automobilių entuziastams ši analogija yra naudinga — roboto ratai dažnai patiria pažeidimus dėl pasikartojančių akmenų susidūrimų, panašiai kaip padangos ir važiuoklės dalys kenčia bekelės SUV automobiliuose.
Automobilių pramonė gali pasimokyti iš tokių kosminių misijų: medžiagų mokslo sprendimai, taikomi ratų stebams, pakabos komponentams ir atsparioms korozijai lydiniams, dažnai semiasi įkvėpimo iš ekstremalių aplinkų bandymų. Sieros junginiai yra žinomi dėl savo gebėjimo pagreitinti metalų koroziją ir sutrikdyti jutiklius — problemos, kurias inžinieriai privalo numatyti projektuodami transporto priemones, skirtas naudoti netoli vulkaninių zonų ar pramoninių terpių, kur sieros turinčios dujos gali būti gausesnės.
Elektriniai automobiliai, SF6 ir elektros tinklas
SF6 paminėjimas tyrime yra svarbus automobilių industrijos auditorijai. Nors SF6 yra stipri šiltnamio efektą sukeliančią dujoms priskiriama medžiaga atmosferoje, ji taip pat plačiai naudojama aukštos įtampos perjungimo įrangoje (switchgear) — įrangoje, kuri išliks svarbi didėjant EV diegimui ir plėtojant įkrovimo tinklus. Pramonės inžinieriai jau ieško SF6 pakaitalų arba geresnio taršos kontrolės dėl to, kad išsiliejimai turi didelį poveikį klimato kaitai.
Automobilių gamintojams ir parkų operatoriams, planuojantiems dideles EV apimtis, ryšys tarp sieros chemijos ir tinklo įrangos pabrėžia, kodėl patikima, mažai nutekėjimo linkusi infrastruktūra yra kritiškai svarbi. Teisingas izoliacijos medžiagų pasirinkimas ir perjungimo įrangos sprendimai lemia įkrovimo patikimumą, ilgalaikį emisijų apskaitą ir atitiktį reglamentams — tai temos, kurios dažnai aptariamos valdybų salėse ruošiantis EV strategijoms.
Ką mokslininkai planuoja toliau ir kas gali sudominti automobilių sektorių
UT komanda planuoja naudoti savo simuliacijas nagrinėti kitas gyvybingumo (habitability) problemas: ar vulkaninė veikla galėjo pagaminti pakankamai vandens, kad susidarytų ežerai? Ar sumažinta siera galėjo tarnauti kaip energijos šaltinis mikroorganizmams hidroterminės sistemos tipo aplinkose? Atsakymai į šiuos klausimus tikslins šilto periodo laikotarpių kronologiją ankstyvajame Marse ir pagerins supratimą apie potencialias biogeochemines grandines.
Automobilių bendruomenei yra keletas praktinių išvadų, kurių negalima ignoruoti:
- Medžiagų pasirinkime būtina atsižvelgti į sieros turtingas aplinkas, kad būtų išvengta pagreitėjusios metalų ir elektronikos korozijos bei jutiklių degradacijos.
- Tinklo ir įkrovimo infrastruktūros sprendimai — ypač susiję su izoliacinėmis dujomis — turi klimato pasekmių, kurios susipynusios su elektromobilių viso gyvavimo ciklo emisijomis.
- Bekelės transporto priemonių konstrukcijos gali skolintis patvarumo sprendimus iš marsaeigių inžinerijos: stipresni ratų mazgai, efektyvios dulkėms atsparios sandarinimo sistemos ir pakabos sprendimai, skirti ilgalaikiam mechaniniam krūviui.
Pagrindinės citatos ir akcentai
Lucia Bellino santraukoje teigė, kad sumažintos sieros buvimas galėjo sukelti drumstą atmosferą, kuri lėmė tam tikrų šiltnamio efektą atitinkančių dujų formavimąsi ir taip leido sulaikyti šilumą bei stabilizuoti skystą vandenį paviršiuje. Ši frazė apibendrina, kaip sieros chemija gali pakeisti ankstyvą Marso klimatą ir galimus biocheminius takus.
Akcentas: NASA atradimas — elementinės sieros nustatymas Marse — suteikė realaus pasaulio palaikymą modeliais grindžiamai prognozei. Tai puikus pavyzdys, kaip lauko duomenys ir simuliacijos drauge gali pažengti tiek planetų mokslų, tiek taikomosios inžinerijos srityse.
Galutinė perspektyva
Marsas dažnai atrodo tolimas ir abstraktus, tačiau jo tyrimų pagrindas — medžiagų elgsena, dujų chemija ir šiluminis modeliavimas — turi tiesioginių analogų automobilių pramonėje. Nesvarbu, ar tai apsauga EV baterijų nuo korozinių terpių, saugesnių izoliacinių dujų pasirinkimas įkrovimo infrastruktūrai, ar tvirtesni bekelės platformų sprendimai — inžinieriai ir automobilių entuziastai gali rasti praktinių pamokų raudonosios planetos sieros istorijoje.
Be to, filosofiniu požiūriu, kiekvienas naujas atradimas apie potencialiai tinkamą gyventi Marsą skatina apmąstyti, kaip žmogaus veiklos paskatintos emisijos, šiltnamio dujos ir inžineriniai sprendimai formuoja planetų tinkamumą gyventi — įskaitant mūsų pačių planetą. Ši integruota perspektyva skatina tarpdisciplininį dialogą tarp geochemikų, klimato modeliuotojų ir automobilių inžinierių, siekiant tvaresnių technologinių sprendimų ir gilesnio supratimo apie biosferos sąveikas.
Šaltinis: scitechdaily
Palikite komentarą