Космическая загадка: ученые не могут объяснить странные колебания уровня кислорода на Марсе
Состав атмосферы Марса служит источником постоянных сюрпризов для астрономов. Сначала – загадочные перемещения метана, который то исчезает, то появляется вновь. На Марсе не так много кислорода. 95% его атмосферы составляет углекислый газ, а остаток приходится на 2,6% молекулярного азота (N2), 1,9% аргона (Ar), 0,16% молекулярного кислорода (O2) и 0,06% оксида углерода (CO).
Как насытить атмосферу Марса кислородом?
В 2021 году марсоход Perseverance смог впервые добыть кислород из атмосферы красной планеты. Перед отправкой робота снабдили семью научными устройствами. Наиболее интересным для нас в рамках сегодняшней темы является девайс MOXIE. Он представляет собой целую систему, направленную на переработку местных ресурсов в кислород. MOXIE создает кислород на Марсе по принципу деревьев, «вдыхая» углекислый газ.
Давайте разберемся в принципах работы MOXIE по созданию кислорода на Марсе. Аппарат втягивает в себя «воздух» красной планеты насосом, затем с помощью электрохимического процесса отделяет один атом кислорода от каждой молекулы углекислого газа. Для успешного выполнения этой операции нужны высокие температуры — около 800 °C. Пока газы проходят через систему, аппарат анализирует, сколько кислорода произведено и насколько. После каждого теста все газы вентилируются обратно в атмосферу Марса.
Колебания уровня кислорода на Марсе
Недавно исследователи засекли череду повышений и понижений уровня кислорода на Марсе над кратером Гейла в количествах, которые попросту не может объяснить ни один из известных нам химических процессов. Данные об этом поступили на Землю в 2020 году благодаря марсоходу Curiosity, который методично исследовал кратер у подножия горы Шарп. Робот взял пробы не только грунта, но и атмосферных газов, анализируя их с помощью встроенной лаборатории. Отслеживая результаты его работы, ученые не могли не заметить, что с кислородом на планете творится что-то странное.
Атмосферное давление на красной планете меняется в течение года, потому что на зимнем полушарии CO2 замерзает и баланс газов смещается для выравнивания давления воздуха на Марсе. Весной же, когда полярные шапки тают, происходит обратный процесс.
Таким образом, колебания атмосферных газов можно легко предсказать. В данном же случае все они вели себя как полагается, и один лишь кислород проявлял аномальную активность. Дело в том, что весной и летом уровень кислорода повышается примерно на 30%, а осенью возвращается к норме. Из года в год количество кислорода растет, и астрономы никак не могут понять, с чем это связано.
Первую версию, связанную с помехами в оборудовании ровера, астрономы отметают – серия проверок показала, что все работает нормально. Другая возможность заключается в распаде воды и углекислого газа, но и это не соответствует действительности: вода в атмосфере Марса в большом дефиците, а CO2 распадается слишком медленно, чтобы соответствовать наблюдаемым колебаниям.
Кстати, таинственные исчезновения метана могут быть ключом к разгадке тайны. Исследователи не исключают, что фактор, вызывающий колебания метана, также влияет и на кислород на Марсе. Правда, науке не известен ни один химический процесс, который мог бы объяснить подобные смещения. Что это – результат жизнедеятельности некой неизвестной нам органической массы? Геологическая активность? Что-то, что скрывается в глубинах планеты? Нам остается лишь гадать, пока ученые строят теории и последовательно проверяют их с помощью зондов и роверов.
