Впервые в истории освоения космоса, ученые измерили сезонные изменения в газы, которые заполняют воздух непосредственно над поверхностью кратера Гейла на Марсе. Как следствие, они заметили что-то непонятно: кислород, газ, много земли существа используют, чтобы дышать, ведет себя так, что до сих пор ученые не могут объяснить с помощью известных химических процессов.
В течение трех марсианских лет (или почти шесть земных лет) инструментом анализа проб на Марсе (Sam) портативная химическая лаборатория внутри живота марсохода Curiosity НАСА вдыхаемом воздухе кратера Гейла и анализируется его состав. Результаты Сэм выплюнул подтвердил состава марсианской атмосферы у поверхности: 95% по объему, диоксида углерода (СО2), 2.6% молекулярный азот (N2) 1.9% аргон (AR), 0.16% молекулярного кислорода (О2), и 0,06% окиси углерода (CO). Они также показали, как молекулы в смеси воздуха Марса и распространять с изменениями атмосферного давления в течение года. Эти изменения возникают, когда газ СО2 застывает над поляками в зимний период, тем самым снижая давление воздуха на всей планете после перераспределения воздуха для поддержания равновесия давления. Когда СО2 испаряется весной и летом и смесей на Марс, он поднимает давление воздуха.
В этой среде, ученые обнаружили, что азот и аргон следовать предсказуемый сезонный характер, прибывающей и убывающей концентрации в кратере Гейла на протяжении года относительно того, сколько СО2 в воздухе. Они ожидали кислорода сделать то же самое. Но этого не произошло. Вместо того, количество газа в воздух поднялся протяжении весны и лета аж на 30%, а затем снизилась до уровней, прогнозируемых химии известно осенью. Эта картина повторяется каждую весну, хотя количество кислорода, добавление к атмосфере разнообразны, подразумевая, что что-то было производить его и забирая ее.
«Впервые мы увидели, что это была просто невероятна», — сказал сушил Атрея, профессор климатических и космических наук в Университете штата Мичиган в Анн-Арборе. Атрейа является соавтором статьи на эту тему, опубликованной 12 ноября в Журнале геофизических исследований: планеты.
Как только ученые обнаружили загадочный кислород, Марс специалисты приступили к работе, пытаясь это объяснить. Сначала они дважды и трижды проверил точность прибора Сэм они используются для измерения газов: масс-спектрометр квадрупольный. Прибор был в порядке. Они рассматривали возможность того, что СО2 и воды (H2O) молекул может выпустили кислород, когда они оторвались друг от друга в атмосфере, что приводит к кратковременным повышением. Но это займет в пять раз больше воды над Марсом, чтобы произвести дополнительный кислород, и разбивает СО2 слишком медленно, чтобы генерировать его за такое короткое время. Насчет уменьшения кислорода? Может солнечная радиация распались молекулы кислорода на два атома, которые сдуло в космос? Нет, ученые пришли к выводу, так как это заняло бы не менее 10 лет для кислорода, чтобы исчезнуть через этот процесс.
«Мы пытаемся объяснить это», — сказала Мелисса трейнер, планетарный ученый Центра космических полетов Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд, который возглавлял это исследование. «Тот факт, что поведение кислорода не идеально повторяемые каждый сезон заставляет нас думать, что это не проблема, что связано с динамикой атмосферы. Он должен быть каким-то химическим источником и раковиной, что мы пока не можем».
Для ученых, изучающих Марс, история кислорода любопытно похож на метан. Метан постоянно в воздухе внутри кратера Гейла в таких малых количествах (0.00000004% в среднем), что едва различимы даже самые чувствительные приборы на Марсе. Все-таки это было измерено перестраиваемый лазерный спектрометр Сэма. Прибор показал, что в то время как метан поднимается и падает в зависимости от сезона возрастает в изобилии около 60% в летние месяцы по непонятным причинам. (На самом деле, метан и шипы хаотично и резко. Ученые пытаются выяснить, почему.)
С новым находкам кислорода в руки, команда тренера-это интересно, если химия похоже на то, что за рулем естественные сезонные колебания метана может также управлять кислорода. По крайней мере, иногда двух газов меняются в тандеме.
«Мы начинаем видеть этот дразнящий корреляции между метаном и кислородом большую часть Марса год», — сказал Атрея. «Я думаю, что там что-то есть. У меня просто нет ответов. Никто не делает».
Кислород и метан может быть произведен как биологически (от микробов, к примеру) и абиотической (от химии, связанные с водой и льдом). Ученые рассматривают все варианты, хотя они не имеют каких-либо убедительных доказательств биологической активности на Марсе. Любопытство не иметь инструменты, которые могут точно сказать, является ли источником метана или кислорода на Марсе-это биологические или геологические. Ученые ожидают, что небиологические объяснения, скорее всего, и работают усердно, чтобы полностью понять их.
Команда тренера считается марсианского грунта в качестве источника дополнительной весенней кислорода. Ведь, как известно, чтобы быть богатым в элементе, в виде соединений, таких как перекись водорода и перхлоратов. Один эксперимент на Викинг спускаемые аппараты показали десятилетий назад, что жара и влажность могут выделять кислород из марсианского грунта. Но этот эксперимент проходил в условиях достаточно сильно отличается от марсианской весны среде, и это не объясняет падение кислорода, среди других проблем. Другие возможные объяснения также не совсем складывается сейчас. Например, высокоэнергетические излучения почвы может производить дополнительную О2 в воздухе, но это займет миллион лет, чтобы накопить достаточное количество кислорода в почве с учетом наддува измеряется только одна пружина, сообщают исследователи в своей статье.
«Мы не были в состоянии придумать еще один процесс, который производит количество кислорода нам необходимо, но мы думаем, что это должно быть что-то на поверхности почвы, которая меняется каждый сезон, потому что не хватает существующих атомов кислорода в атмосфере, чтобы создать поведение мы видим», — сказал Тимоти McConnochie, ассистент научный сотрудник Мэрилендского университета в Колледж-Парке и еще один соавтор бумаги.
Единственный предыдущих космических аппаратов с приборами, способными измерять состав марсианского воздуха у земли был близнец НАСА Викинг Ландерс, который прибыл на планету в 1976 году. Эксперименты викингов охватил лишь несколько марсианских дней, хотя, так что они не могли выявить сезонные закономерности различных газов. Новых измерений Сэм первый, чтобы сделать так. Команда Сэма будет продолжать измерения атмосферных газов, поэтому ученые могут собирать более детальные данные в течение каждого сезона. В то же время, тренер и ее команда надеются, что другие эксперты Марс будет работать, чтобы решить тайну кислорода.
«Это первый раз, когда мы видим это интересное поведение в течение нескольких лет. Мы не полностью понимаем это», — сказал тренер. «Для меня это открытый призыв ко всем умным людям, которые там заинтересованы в этом: посмотреть, что можно придумать».
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!