Российский спектрометр обнаружил в атмосфере Марса хлороводород

0
46

Российский спектрометр обнаружил в атмосфере Марса хлороводород

Российский спектрометр Atmospheric Chemistry Suite («Комплекс для изучения химии атмосферы», ACS) нашёл прямыми измерениями в атмосфере Марса хлороводород, сообщается на сайте «Роскосмоса». Ранее было известно о его присутствии лишь на двух планетах Солнечной системы — Земле и Венере. 

Спектрометр Atmospheric Chemistry Suite — одна из составных частей орбитального модуля Tras Gas Orbiter совместного российско-европейского проекта ExoMars-2016. Он исследует атмосферу Марса и оценивает распределение веществ в ней по высоте. Вместе с российским спектрометром на космическом аппарате работает бельгийский NOMAD, который также анализирует компоненты марсианской атмосферы — он подтвердил наблюдения ACS. 

На Земле хлороводород, HCl, попадает в атмосферу из моря, когда частицы морских солей превращаются в аэрозоль. Он хорошо реагирует с озоном и гидроксильными радикалами, поэтому от его концентрации зависят окислительные свойства атмосферы, а также процесс сезонного утончения озонового слоя над полюсами планеты. На Венере же он выступает главным «поставщиком» хлора в атмосферу, что позволяет обеспечивать стабильность углекислотной атмосферы. Учёные высказывали предположения, что хлороводород есть и на Марсе в следовых концентрациях — 0,2–0,3 частицы на миллиард в единице объема (ppbv), однако обнаружить его не удавалось. 

ACS исследовал марсианскую атмосферу в период с апреля 2018 года по март 2020-го — чуть больше одного марсианского года. Спектрометр обнаружил хлороводород лишь через полгода после начала наблюдений, осенью — тогда в северном полушарии планеты началась глобальная пылевая буря, которая поднимала пыль на 30-50 км над поверхностью. Также обнаружение HCl соответствует прохождению Марса через перигелий, ближайшую к Солнцу точку орбиты. По словам научного руководителя ACS Олега Кораблёва, хлороводород, скорее всего уже был в атмосфере, а буря помогла разнести его, благодаря чему он и был обнаружен.

Российский спектрометр обнаружил в атмосфере Марса хлороводород

Линии поглощения хлорводорода в атмосфере Марса

Вслед за первой бурей последовала вторая, меньших размеров. В период между ними спектрометр отмечал наличие хлороводорода в атмосфере Марса, в том числе в средних широтах. Его концентрация колебалась от 1 до 4 ppbv. Но после окончания второй пылевой бури аппарат перестал детектировать HCl. Из-за этого учёным следует пересмотреть представления о том, как проходят химические процессы на Марсе — теперь неясно, откуда берётся хлороводород и куда он уходит. 

Российский спектрометр обнаружил в атмосфере Марса хлороводород

Хлороводород на Марс в течение марсианского года по данным спектрометра ACS

Учёные выдвигают две основные гипотезы. Первая — хлороводород поднимается с поверхности вместе с частицами пыли, вторая — он выделяется из-за активного вулканизма. Обе они имеют существенные недостатки. Так, механизм превращения хлора из марсианских минералов в газообразный хлороводород пока непонятен, из-за чего возникают вопросы к первой гипотезе. В то же время роста концентрации хлороводорода не соответствует периодам увеличения сейсмической активности на Марсе. Кроме того, она не объясняет, куда HCl пропадает после окончания пылевых бурь. 

По словам Кораблёва, факт регистрации хлороводорода в атмосфере во время пылевой бури указывает на то, что существует некое взаимодействие между поверхностью и атмосферой, которое не учитывалось ранее. Исследователи продолжают наблюдения и надеются, что получат данные, достаточные для разгадки.