Curiosity зафиксировал рост концентрации кислорода на Марсе

Впервые в истории освоения космоса ученые измерили сезонные изменения газов, которые заполняют атмосферу непосредственно над поверхностью кратера Гейл на Марсе. В результате они заметили нечто крайне интересное: кислород, газ, которым дышат многие земные существа, «ведет» себя очень странно. В частности, был зафиксирован рост его концентрации в атмосфере планеты.

В течение трех марсианских лет (или почти шести земных лет) прибор для анализа окружающих газов, встроенный в марсоход Curiosity, пропускал через себя все окружающие газы в окрестностях кратера Гейла и анализировал его состав. Полученные результаты подтвердили предыдущие данные о том, что состав марсианской атмосферы по объему на 95% состоит из углекислого газа (CO2), на 2,6% из молекулярного азота (N2), 1,9% приходится на аргон (Ar), а 0,16% и 0,06% на молекулярный кислород (O2) и монооксид углерода (CO) соответственно. Остальные десятые и сотые доли процента распределены между другими газами, которые присутствуют совсем в незначительных концентрациях.

Исследования также показали, как молекулы марсианского воздуха смешиваются и циркулируют в атмосфере планеты в течение года. А вот дальше началось интересное: анализатор состава атмосферы показал, что концентрация кислорода вырастает на 30% весной, сохраняется на этом уровне до осени, а затем возвращается к обычным значениям. Тот же странный процесс происходит с метаном — его обычная концентрация в кратере Гейла составляет 0,00000004% от общего объема, а в летние месяцы она резко возрастает на 60%.

Было выдвинуто предположение, что эти изменения связаны с тем, что CO2 замерзает над полюсами зимой, тем самым понижая давление на всей планете. После этого происходит перераспределение газов в составе атмосферы для поддержания равновесия. То есть с падением уровня СО2 процентное соотношение газов меняется, но их объем остается таким же. А когда CO2 оттаивает происходит обратный процесс.

Curiosity в кратере Гейла

И действительно, ученые обнаружили, что азот и аргон следуют этой сезонной схеме, увеличивая и уменьшая свою процентную концентрацию относительно того, сколько CO2 находится вокруг в данный момент. Исследователи ожидали, что кислород сделает то же самое. Но вместо этого, количество газа в воздухе увеличилось в течение весны и лета на целых 30%, а затем упало до начальных уровней. Эта картина повторялась каждую весну, будто бы что что-то производило его, а затем забирало. 

В первый раз, когда мы увидели это, это было просто ошеломляюще, — сказала Мелисса Трейнер, планетолог из Центра космических полетов NASA. Мы изо всех сил пытаемся объяснить это явление. Тот факт, что поведение кислорода полностью повторяется каждый сезон, заставляет нас думать, что дело не только в атмосферной динамике. Должен быть какой-то химический или биологический источник.

Как только ученые обнаружили «кислородную загадку», они тут приступили к работе, пытаясь объяснить ее. Сначала исследователи трижды проверили точность прибора для измерения газов. Инструмент был в полном порядке. Затем эксперты рассмотрели возможность того, что молекулы CO2 или могли выделять кислород, когда они распадались в атмосфере, что приводило бы к кратковременному росту уровня этого газа. Но для производства дополнительного кислорода потребовалось бы очень много воды, а CO2 распадается слишком медленно, чтобы генерировать кислород за такое короткое время.

Ученые пришли к выводу, что кислород может быть получен как биологическим (при помощи микробов, например), так и небиологическим путем (из химических элементов, составляющих породу кратера Гейла). В данный момент эксперты рассматривают оба варианта, хотя у них нет убедительных доказательств биологической активности на Марсе. На Curiosity просто не установлено приборов, которые могли бы точно зафиксировать присутствие органики. Сейчас ученые склоняются к тому, что небиологические объяснения более вероятны, но для окончательных выводов еще далеко. Так что вполне возможно, что эта история еще получит продолжение. И, кто знает, быть может, мы найдем благодаря ей жизнь на Марсе.