Разряды тока во время пылевых бурь на Марсе насыщают его атмосферу хлором

Планетологи из США и Великобритании обнаружили, что разряды тока, вызванные марсианскими пылевыми бурями, высвобождают соединения хлора из почвы Марса и насыщают ими атмосферу планеты. Это открытие объясняет колебания в концентрации хлора, зафиксированные российско-европейской миссией "ЭкзоМарс-TGO". Работа опубликована в журнале Geophysical Research Letters. О результатах сообщила пресс-служба Университета Вашингтона (WUSTL).

"Проведенные нами опыты показали, что марсианские пылевые бури и порождаемые ими разряды тока очень быстро высвобождают хлор из хлоридов, присутствующих в почве планеты. Это объясняет то, почему замеры с зонда "ЭкзоМарс-TGO" указывают на связь между глобальным круговоротом хлора в атмосфере Марса и глобальными и региональными пылевыми бурями", - пояснил научный сотрудник Оксфордского университета (Великобритания) Кевин Олсен, чьи слова приводит пресс-служба WUSTL.

Пылевые бури и другие атмосферные явления, связанные с накоплением частицы песка и иных форм твердой материи в воздухе, являются главными "дирижерами" климата и погоды на Марсе. Как недавно обнаружили российские ученые, они не только повышают температуру воздуха и затеняют поверхность планеты, но и ускоряют улетучивание воды из атмосферы Марса в открытый космос.

Крупные марсианские пылевые бури и "пылевые дьяволы" сопровождаются вспышками молний и другими атмосферными разрядами электричества. Они предположительно возникают в результате столкновения частиц пыли с молекулами марсианского воздуха, а также в результате их взаимного трения.

Круговорот хлора на Марсе

Исследователи решили выяснить, как эти электрические разряды влияют на круговорот углерода, кислорода и хлора в атмосфере Марса. Интерес ученых к этим процессам был обусловлен тем, что марсианские пылевые бури поднимают в атмосферу частицы карбонатов, хлоридов и других минеральных солей, чей распад под действием разрядов электричества потенциально способен вызвать газообразные соединения кислорода, углерода и хлора.

Руководствуясь этой идеей, ученые подготовили аналог марсианского воздуха и закачали его в камеру, внутри которой исследователи вызывали аналоги марсианских пылевых бурь. В эту же емкость Олсен и его коллеги поместили набор солей, похожих по свойствам на те вещества, которые присутствуют в почвах Марса, после чего они проследили за их взаимодействием с воздухом и разрядами тока.

Эксперименты показали, что молнии и другие разряды электричества эффективно высвобождали хлор из частиц аналога марсианской почвы. В среднем, всего за несколько часов пылевой бури средней силы удары электричества высвободили около 0,1-1% атомов хлора, присутствовавших в паривших в воздухе частицах грунта. В результате этого в аналог марсианской атмосферы попало множество молекул газообразного хлора.

По текущим оценкам Олсена и его коллег, этого объема хлора вполне хватает для того, чтобы объяснить всплески в его концентрации, зафиксированные "Экзомарсом-TGO" в марсианской атмосфере во время мощных пылевых бурь в 2018 и 2019 годах. Кроме того, интенсивный круговорот хлора между атмосферой и поверхностью Марса объясняет то, как в его почвах накопилось много перхлоратов, соединений хлора и кислорода, подытожили исследователи.