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  • 火星上为什么会存在氧气?这个问题科学家也不一定能解释

    火星的大气层中有许神秘的东西。

    首先是甲烷的消失及重新出现。现在,在盖尔环形山上观测到氧气浓度的上升和降低,其数值与任何已知的化学过程都不相符。

    这些数据都来自名叫好奇号的火星探测器,它一直陨石坑底部和尖峰山中心缓慢而有条不紊的行进着。

    火星上为什么会存在氧气?这个问题科学家也不一定能解释

    好奇号不仅仅只是观察路径上的岩石,它还读取火星大气数据,以测量火星大气的季度性变化。到现在为止,人类已经持续观察三个火星年(等于六个地球年)了。科学家们经过仔细钻研测量数据后注意到,火星上大气中的氧气完全不是预期的样子。

    火星上为什么会存在氧气?这个问题科学家也不一定能解释

    火星上为什么会存在氧气?这个问题科学家也不一定能解释

    (图左为好奇号,图右为好奇号拍摄的火星表面照片)

    事实上,火星上并没有很多氧气。大气中含量最高的是二氧化碳(95%),其他的由2.6%的氮气(N2)、1.9%的氩气(Ar)、0.16%的氧气和0.06%的一氧化碳组成。

    (地球大气却恰恰相反,成分最多的是占有体积比78.09%的氮气和20.95的氧气)。

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    在火星上,大气压力一年四季都在改变着。

    在冬半球,二氧化碳在两极结冰,造成整个半球的气压骤减,这就导致了半球到另一个半球的气体再分配,以平衡整个星球的大气压力。

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    当半球到了春季,极冠融化并释放二氧化碳时,相反的情形发生了:半球大气压开始上升,于是气体再度分配到冬半球,整个星球的大气压也慢慢趋于平衡。

    所以,我们可以依靠二氧化碳的含量来预测各种气体之间的比例波动。当然,氩气和氮气的变化也是在预期范围内的,那氧气呢?那可就说不一定了。

    当到了春天和夏天,氧气含量会上升30%左右,秋天时会趋于正常,年复一年。但是每年氧气的上升量都不一样,就好像有什么东西往里面加了氧气,随后又把它们带走了一样。

    我们却找不到任何一个合理的缘由去解释它。

    通常人们对于这种奇怪的测量数据第一反应都是质疑四极质谱仪机器或软件有问题,几经检查的结果却是一切没有任何问题。

    火星上为什么会存在氧气?这个问题科学家也不一定能解释

    另一种可能性是,氧气可能是由水或者二氧化碳在大气中某种程度的分解中产生的。但这一猜测很快就被推翻了,因为火星大气层里根本不存在那么多的水并且二氧化碳分解得太慢以至于根本观察不到它的波动。

    现在我们发现,火星的土壤确实含有大量氧气,但是并没有发现能够释放氧气所需的条件,而且也无法解释它每年消失去了哪里。凭借太阳辐射分解氧气并把它们消散到外太空的过程同样也是很慢的。

    火星上为什么会存在氧气?这个问题科学家也不一定能解释

    (图为火星上的陨石坑)

    “我们正在努力的找原因去解释这一点。”行星科学家梅丽莎说道。

    氧气的变化并非每个季节都是完全一样的,这一现象使我们认为这并不是一个完全能用大气动力学解释的问题,它必然是某些我们还无法解释的化学源汇。

    但是我们还有一个线索,那就是甲烷。在火星的夏季它的含量会剧烈的上升至160%,而甲烷和氧气的含量似乎是同步上升的。于是我们可以猜测是甲烷的波动连带引起了氧气的波动。

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    这可能是一个大问题。这两种气体都能通过有机过程即生命产生,也就是说,它们也都能通过地质过程产生。

    到目前为止,我们还没有任何证据能表明火星表面有生命体的存在,但也不能排除存在生命体的可能。(火星2020将会寻找化石,所以我们可能很快就有发现了。)

    然而,研究小组认为更有可能是地质原因。

    “我们已经想不到任何一个过程能产生我们所需要的氧气,”马里兰大学的天文学家蒂姆麦康妮可说到。

    “但我们认为,一定是表层土壤中的某种物质随季节产生了变化,因为大气中并没有足够多的氧原子能产生我们看到的这些现象。”

    所以,大家有什么想法吗?

    参考资料

    1.维基百科全书

    2.天文学名词

    3. MICHELLE STARR-冷酷小黄

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