火星有水︱英国科学家首度在大气中侦测到氯化氢 或再成有水证据
2018年的巨型火星沙尘暴不仅仅只是一个狂暴的天气现象,它也为火星的大气带来了人类之前未侦测过的气体。
含氯气体
第一次,火星微量气体任务卫星(ExoMars orbiter)侦测到微量的、由一个氢原子及一个氯原子所组成的氯化氢气体。这给了火星科学家要解决的新谜题:也就是这个气体怎么到达那的。
英国牛津大学(University of Oxford)的物理学家凯文·奥森博士(Kevin Olsen)说到:“我们第一次在火星上发现了氯化氢气体。这是首次在火星的大气中侦测到卤素气体,这代表着一个新的且需研究的化学循环。”
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科学家们一直关注着火星大气中是否包含着氯的气体,因为这样他们就能证明火星上的火山活跃着。然而,若是氯化氢是因为火山活动而被制造出来,它应该仅会区域性地增加,且伴随著其他火山气体出现。
然而,由 ExoMars 所侦测到的氯化氢气体并未区域性地增加,也没有伴随着其他火山气体。在沙尘暴期间,ExoMars 于北半球及南半球均侦测到氯化氢,且很明显没有出现其他的火山气体。这暗示著氯化氢气体是借由某些其他过程所制造。幸运的是,在地球上有相似的过程,可以帮助我们了解这些过程可能是什么。
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反应机制
这是一个需要一些关键材料的多步骤过程。首先,需要蒸发过程中留下来的氯化钠(也就是一般的盐)。在火星上有很多的氯化钠,它们被认为是古老盐湖的残留物。当沙尘暴搅动火星表面时,氯化钠就被卷进大气中。
接着是火星极区的冰帽,当在夏天期间被加热时会升华。当产生的水蒸气与盐混合时,结果的反应会释放氯,然后再进一步反应来形成氯化氢。
奥森博士说:“需要水蒸气来释放氯,然后需要水的副产物,也就是氢,来形成氯化氢。水在这个化学反应中是很关键的。我们也观察到氯化氢与沙尘间的关联性:当尘土活动上升时,我们会观察到更多氯化氢,而尘土活动上升这个过程与南半球的季节性温度上升有关。”
研究团队在 2019 年沙尘暴季节时侦测到的氯化氢气体佐证了此模型,而研究团队现在仍在分析这场沙尘暴。
然而,确认过程仍在进行中。未来持续的观测能够帮助研究人员拼凑出该循环更全面的样貌。同时,研究室实验、模型及模拟也会帮助科学家们排除或确认火星大气中氯化氢释放的可能机制。
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