Впервые в истории исследования космоса ученые измерили сезонные изменения газов, заполняющих воздух над поверхностью кратера Гейл на Марсе. И обнаружили нечто удивительное: поведение кислорода невозможно объяснить ни одним из известных химических процессов.
На протяжении шести земных лет сбора данных инструменты SAM (Sample Analysis at Mars), установленные на аппарате Curiosity, брали пробы марсианского воздуха в кратере Гейл и анализировали его состав. Результаты подтвердили, что атмосфера планеты на 95% состоит из углекислого газа, на 2,6% - из молекулярного азота, на 1,9% из аргона, на 0,16% - из молекулярного кислорода и на 0,06% - из моноксида углерода, сообщает Phys.org.
Полученные данные позволили ученым понять, как смешивается и циркулирует воздух на Марсе в соответствии с изменениями давления в течение года. Эти изменения происходят из-за того, что зимой на полюсах СО2 замерзает, что снижает давление в атмосфере и перераспределяет молекулы. Весной и летом углекислый газ испаряется, и давление снова возрастает.
Полученные данные показали, что азот и аргон действительно ведут себя согласно этой закономерности. Ученые считали, что и кислород поступает так же, но ошибались.
Количество этого газа в воздухе возрастает весной и летом на целых 30%, а затем падает до предсказанного уровня осенью. Это повторяется каждую весну, и объем попадающего в атмосферу кислорода варьируется, как будто что-то его вырабатывает, а затем поглощает.
«Когда мы в первый раз увидели это, мы были просто потрясены», - сказал профессор Сушил Атрея из Университета штата Мичиган и соавтор статьи, вышедшей только что в Journal of Geophysical Research: Planets.
Необъяснимое
Как только ученые обнаружили эту загадку, эксперты по Марсу принялись ломать над ней голову. Сначала они несколько раз перепроверили результаты SAM, но не нашли ошибок. Затем рассмотрели возможность того, что молекулы СО2 или H2O выделяют кислород, расщепляясь в атмосфере. Но для такого объема кислорода потребовалось бы в пять раз больше воды, чем есть на поверхности планеты, а СО2 распадается слишком медленно. Солнечная радиация тоже не может так быстро расщеплять молекулы кислорода на два атома, на это требуется минимум десять лет.
«Тот факт, что поведение кислорода не идеально повторяется каждое время года, заставляет нас думать, что причина не в атмосферной динамике, - сказала Мелисса Трейнер из NASA. - Должен быть какой-то химический источник, который мы пока не обнаружили».
Для тех, кто давно изучает Марс, эта ситуация напоминает историю с метаном. Метан постоянно присутствует в воздухе над кратером Гейл в настолько малых количествах - в среднем 0,00000004% - что его наличие едва фиксируют самые чувствительные приборы. Однако его тоже затрагивают сезонные колебания: в летние месяцы по непонятным причинам его объем возрастает на 60%. Возможно, между этими явлениями есть связь.
