Обясниха постоянната промяна в състава на атмосферата на Марс

Руски учени намериха вероятно обяснение за постоянната промяна в състава на хлороводорода в атмосферата на Марс.

Наблюденията показват, че молекулите не остават дълго в газовата обвивка поради частиците воден лед, които ги абсорбират.

Оказа се също, че солната киселина остава в атмосферата за много по-кратко време: само няколко часа, а не месеци, както се смяташе досега.

Учените са идентифицирали хлороводород (солна киселина, HCl) в атмосферата на Марс не толкова отдавна.

Открит е през 2020 г. с помощта на наблюдения от руския спектрометър ACS на борда на космическия кораб European Trace Gas Orbiter (TGO) като част от програмата ExoMars 2016.

Изследователите бяха изненадани от големия брой газови молекули – до пет частици на 1 милиард на единица обем (ppbv).

Това е много за атмосферата на Червената планета, която е пълна с въглероден диоксид и е изключително разредена.

Концентрацията на солна киселина обаче постоянно се променя и това се случва рязко и бързо: след няколко дни инструментите не успяха да открият веществото, което означава, че то се разнесло.

Такива внезапни промени противоречат на общоприетите представи за химичния състав на марсианската атмосфера, които предполагат, че хлороводородът трябва да остане в нея няколко месеца.

Изследователи от Института за космически изследвания на Руската академия на науките се опитаха да разберат каква може да е причината за разрушаването на молекулите на HCl в атмосферата на Марс.

Те предполагат, че причината може да е обикновен воден лед, подобно на начина, по който абсорбира хлороводорода в стратосферата на Земята.

В този случай количеството воден лед (не водна пара) трябва да бъде пропорционално на количеството хлороводород: колкото повече от едното вещество, толкова по-малко от другото.

За да тестват предположението си, изследователите са използвали данни, получени от два ACS спектрометъра за 2,5 марсиански години (от края на май 2018 г. до края на юли 2022 г.).

Оказа се, че съдържанието на хлороводород в атмосферата на Червената планета през този период се променя по подобен сценарий.

Когато Марс е най-близо до Слънцето, тогава е пролет и лято в южното полукълбо, и концентрацията на хлороводород в атмосферата на тази част на планетата се увеличава до около 5,5 ppbv.

По-късно въздушните маси, съдържащи хлороводород, се преместват в по-студена част – Северното полукълбо, където концентрацията на веществото намалява няколко пъти.

Особено ниски стойности се наблюдават на ниска надморска височина.

Това подкрепя хипотезата, че молекулите на HCl са били абсорбирани от частици воден лед по време на тяхното образуване.

Експертите извършиха едновременни измервания на концентрациите на хлороводород и воден лед в атмосферата на различни височини.

В резултат на това те откриха желаната структура: в някои случаи се наблюдава обратна връзка между концентрациите на HCl и частиците воден лед.

От това можем да заключим, че в атмосферата на Марс има отделни слоеве, където преобладават частиците воден лед, докато концентрацията на HCl е минимална или отсъства.

В същото време в слоевете с максимална концентрация на хлороводород се наблюдава максимално съдържание на водни пари.

Това се обяснява с факта, че на местата, където водните пари се превръщат в лед, молекулите на хлороводорода се абсорбират, което води до намаляване на количеството на газовете H2O и HCl. А там, където няма лед, се наблюдават техните максимуми.

Изследователи от IKI RAS нарекоха такива слоеве „ледени дупки“, подобни на озоновите дупки.

Авторите на изследването също оценяват ефекта на частиците воден лед върху живота на молекулата на хлороводорода в атмосферата.