一个可能的原因是高氯酸盐,一种在火星土壤中发现的稳定且有毒的盐 。基本上,撞击火星的宇宙辐射可能会将高氯酸盐分解成更活泼的化合物,然后释放出氧气 。但研究人员表示,这个过程只是达到氧气年度峰值所需速度的百万分之一 。
另一种可能性是过氧化氢,它是一种不稳定的化合物,成分与水相似 。过氧化氢在地球上被用作防腐剂,但在火星上阳光分解二氧化碳和水蒸气的过程中不断产生,最终成为火星大气的一小部分 。化学模型显示,这样形成的过氧化氢可以扩散到火星的土壤中,附着在地下3米深处的颗粒上,形成各种类型的地下储氧层 。一些数据显示,火星的地下水层可能已经溶解了足够支持生命的氧气 。)
然而,即使在最好的情况下——假设过氧化氢一次可以在土壤中保留1000万年,特纳的研究小组表示,这一过程产生的氧气仅占峰值分子量的十分之一 。
研究小组还重新审视了20世纪70年代海盗号着陆器的成就,发现增加火星土壤湿度释放的氧气量非常惊人,但特纳和她的同事不认为这与他们的观察有直接关系 。一方面,海盗号的实验是在10摄氏度下进行的,远高于火星表面的平均温度 。而且,在没有明显的补充方法的情况下,火星土壤可以一次性释放所有氧气的事实并不能解释为什么氧气含量每年都在飙升 。
“维京没有为我们指出嫌疑人,”这项研究的合著者、马里兰大学博士后研究员蒂莫西·麦克康诺奇(Timothy McConnochie)说 。“我认为它的结果更像是另一种犯罪 。」
奇怪的灰尘
特纳和她的同事仍在集思广益寻找可能的答案 。例如,Atrea热衷于研究穿越银河系的高能粒子如何在火星土壤表层数十厘米范围内引发化学反应 。没有参与这项研究的加州理工学院行星科学家Bethany Ehlmann指出,火星土壤比地球土壤更具活性 。
“我们仍然不完全了解火星土壤的成分;显然,与地球相比,火星的土壤相当特殊,有许多含铁矿物和含硫矿物 。”这些矿物质似乎具有非常有趣的特性,”她说 。」
未来的火星任务也许能够帮助我们,尤其是如果这些任务能够进行更多的大气测量 。由于好奇号有许多科学任务,特纳的团队在整个火星季节期间只获得了19个数据点 。虽然这让他们有了长期变化的想法,但他们看不到任何短期变化 。如果研究人员可以获得火星每天,甚至每小时的氧气和甲烷数据,会有什么新的发现?
“它会越来越有用──而且会令人惊叹 。”这项研究的合著者、月球和行星研究所的科学家赫尔曼·马丁内斯说 。
随着每一项新的研究,科学家可以更好地了解非生物反应对火星大气的贡献和贡献程度,也让他们和我们做好准备,在地质学和生物学之间划清界限 。
“在地球上,所有这些过程实际上都受到生物圈的影响,”特纳说 。“在火星上,我们会对氧气的活性感到惊讶 。这告诉我们,还有很多事情在进行着──换句话说,还有更多秘密等着我们去挖掘 。」
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