这2018年巨大的火星沙尘暴这不仅仅是一次疯狂的旅程,它还为我们提供了地球大气层中以前未检测到的气体。 ExoMars 轨道器首次采样了由氢和氯原子组成的痕量氯化氢。
这种气体呈现科学家们有一个新的谜团需要解开:它是如何到达那里的。
“我们首次在火星上发现了氯化氢,”物理学家凯文·奥尔森说英国牛津大学的教授。
“这是首次在火星大气中检测到卤素气体,代表了一个需要理解的新化学循环。”
科学家们一直在密切关注火星大气中含有氯的气体,因为他们可以确认这颗行星是火山活跃。 然而,如果氯化氢是由火山活动产生的,那么它应该只会在区域内激增,并伴随着其他火山气体。
ExoMars 检测到的氯化氢没有,现在也没有。 在沙尘暴期间,火星的北半球和南半球都嗅到了它的存在,并且没有其他火山气体,这一点很明显。
这表明气体是通过其他过程产生的; 幸运的是,我们在地球上也有类似的过程,可以帮助我们了解它可能是什么。
这是一个包含几个步骤的过程,需要一些关键成分。 首先,您需要蒸发过程中剩下的氯化钠(即普通盐)。 火星上有很多这样的东西,被认为是古代盐湖的遗迹。 当沙尘暴搅动地表时,氯化钠就会被抛入大气中。
然后是火星极地冰盖,在夏季变暖时会升华。 当产生的水蒸气与盐混合时,产生的反应释放出氯,然后氯进一步反应形成氯化氢。
该图显示了在火星上检测到的潜在新化学循环。 (欧空局)
“你需要水蒸气来释放氯,你需要水的副产品——氢气——来形成氯化氢。水在这种化学反应中至关重要,”奥尔森说。
“我们还观察到与灰尘的相关性:当灰尘活动加剧时,我们会看到更多的氯化氢,这一过程与南半球的季节性变暖有关。”
该模型通过以下过程中氯化氢的检测得到支持2019年沙尘季节,团队仍在分析。
不过,仍有待确认。 未来和正在进行的观察将有助于更全面地了解该过程的周期。
与此同时,实验室实验、建模和模拟将帮助科学家排除或确认火星大气中氯化氢释放的潜在机制。
该研究发表于科学进步。