Атмосферните газове на Марс със сигурност представляват мистерия и поставят много въпроси. Първо беше тази история с изчезващия и след това появяващ се отново метан. Сега измервания показват, че нивата на кислород ту се увеличават ту спадат над кратера на Гейл, при това в количества, които просто не отговарят на никакви известни химични процеси.
Данните идват от Curiosity, роувърът изпратен на Марс, който прави своите бавни и методични движения по дъното на кратера и нагоре в подножието на планината Шарп.
Роботът не просто гледа надолу към скалите под протекторите си; Curiosity също отчита показанията на марсианската атмосфера за измерване на сезонните атмосферни промени. Роботът е на Марс вече три години (това са шест земни години) и учените, преглеждащи измерванията забелязват, че кислородът в атмосферата на планетата се държи така, както въобще не се очаква.
Всъщност няма много кислород на Марс. По-голямата част от тънката му атмосфера (95 обемни процента) е въглероден диоксид или CO2. Останалото се състои от 2,6 процента молекулен азот (N2), 1,9 процента аргон (Ar), 0,16 процента молекулен кислород (O2) и 0,06 процента въглероден окис (CO).
За разлика от тях, земната атмосфера е предимно азот, с обем 78,09% и 20,95% кислород.
На Марс атмосферното налягане се променя през годината. В полукълбото в което е зима, CO2 замръзва над полюса, което води до спад на налягането върху полукълбото. Това от своя страна предизвиква преразпределение на газовете от едното полукълбо към другото полукълбо, за да се изравни атмосферното налягане на цялата планета.
През пролетта, когато полярните шапки се стопят и отделят CO2, възниква обратният ефект: първоначално налягането се покачва в това полукълбо, след което се изравнява, докато газовете се преразпределят към зимното полукълбо.
Като цяло колебанията на другите газове са предвидими пропорционално на нивата на CO2. Или поне би трябвало да бъдат. Азот и аргон например – тези газове са се държали повече или по-малко точно както се очакваше. Но защо това не е така при кислорода?
През пролетта и лятото кислородът се повиши с около 30 процента, като през есента се понижава отново до нормалните си нива. Това се случва всяка година, но тъй като количеството, с което се повишава кислородът, варира от година на година, изглежда, че нещо добавя кислорода и след това отново го отнема.
Не е известен процес, който може да доведе до този резултат. Очевидният въпрос при такива странни данни от измерването е дали може да има нещо нередно с инструмента за измерване или със софтуера на спектрометъра. Няколко проверки обаче показаха, че всичко работи нормално.
Друга разглеждана възможност е била, кислородът да се произвежда от вода или въглероден диоксид, като след това по някакъв начин се разпада в атмосферата. Това обаче, също е изключено бързо – в марсианската атмосфера няма достатъчно вода, а CO2 се разгражда твърде бавно, за да съвпадне с наблюдаваните колебания.
Марсианската почва наистина съдържа много кислород. Но няма условия, необходими за освобождаването му, а и това не обяснява къде този газ изчезва всяка година. Процесът, при който слънчевата радиация разпада кислорода и го разсейва в пространството, също е твърде бавен.
„Целта ни сега е да обясним това“, казва планетарният учен Мелиса Тренер от Центъра за космически полети Годард на НАСА. „Фактът, че поведението на кислорода не се повтаря перфектно всеки сезон, ни кара да мислим, че това не е проблем, свързан с динамиката на атмосферата. Трябва да е някакъв химически източник, който все още не можем да отчитаме“.
Но има и една друга следа – метанът. Той също се увеличава драстично с до 60 процента през летните месеци на Марс. Понякога нивата на метан и кислород дори изглежда нарастват в тандем. Възможно е каквото и да е, което причинява колебанията на метана, също да предизвиква и колебанията на кислорода.
Какво би могло да бъде това, е огромният въпрос пред учените. И двата газа могат да бъдат произведени чрез органични процеси – тоест живот – и двата могат да бъдат произведени чрез геоложки процеси.
Засега няма доказателства, че има живот на Марс, но това не може да бъде изключено като причина. (Марс 2020 ще търси вкаменелости, така че може би ще разберем повече скоро.) Екипът обаче смята, че е много по-вероятно проблемът да е геоложки.
„Все още не успяваме да намерим един процес, при който да се произвежда необходимото количество кислород за да се обясни явлението“, заявява астрономът Тим Макконъчи от университета в Мериленд.
„Но ние смятаме, че трябва да има нещо в повърхността на почвата, което да се променя сезонно, тъй като в атмосферата няма достатъчно налични кислородни атоми, за да се създаде поведението, което виждаме.“ Така че … търсят се идеи?
Изследването е публикувано в Journal of Geophysical Research: Planets.
