Источником хлороводорода (HCl) в атмосфере Марса является недавний поверхностный вулканизм, подповерхностная магматическая активность или взаимодействие аэрозолей с частицами марсианской пыли, поднятыми в атмосферу планеты. Количество HCl увеличилось во время глобальной пыльной бури 2018 года и снизилось вскоре после её окончания, указывая на взаимосвязь между пылью и атмосферой Красной планеты.
Хлороводород был обнаружен системой химического анализа атмосферы (ACS) и подтверждён приборами “Надир” и “Затмение” на борту орбитального аппарата ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO).
“Мы впервые обнаружили хлороводород на Марсе”, – сказал доктор Кевин Олсен, исследователь с факультета физики Оксфордского университета.
Это первое обнаружение газообразного галогена в атмосфере Марса, представляет собой новый химический цикл, который необходимо понять.
“Открытие первого нового следового газа в атмосфере Марса является важной вехой для миссии Trace Gas Orbiter”, – сказал учёный проекта TGO доктор Хокан Сведхем, исследователь из ЕКА.
Это первый новый класс газа, обнаруженный после заявленного наблюдения метана с помощью орбитального зонда Mars Express (ЕКА) в 2004 году, что послужило стимулом для поиска других органических молекул и в конечном итоге привело к разработке миссии TGO, для которой обнаружение новых газов является основной целью.
Учёные-планетологи всегда искали газы на основе хлора или серы, поскольку они являются возможными индикаторами марсианской вулканической активности.
Однако, тот факт, что HCl был обнаружен в очень удалённых местах в одно и то же время, а также отсутствие других газов, которые можно было бы ожидать от вулканической активности – указывает на другой источник.
То есть открытие предполагает совершенно новое взаимодействие поверхности и атмосферы, вызванное пылевыми сезонами на Марсе, которое ранее не исследовалось.
“В процессе, очень похожем на то, что происходит на Земле, соли в форме хлорида натрия – остатки испарившихся океанов, поднимаются ветрами в атмосферу”, – сказали учёные.
Солнечный свет нагревает атмосферу, заставляя подниматься пыль вместе с водяным паром, выходящим из ледяных шапок.
Солёная пыль реагирует с атмосферной водой с выделением хлора, который затем вступает в реакцию с молекулами, содержащими водород, с образованием хлороводорода.
Дальнейшие реакции могут привести к возвращению на поверхность пыли, богатой хлором или соляной кислотой, возможно, в виде перхлоратов, класса солей, состоящих из кислорода и хлора.
Авторы впервые заметили газ HCl во время глобальной пыльной бури в 2018 году, наблюдая, как он появляется одновременно в северном и южном полушариях, и засвидетельствовали его удивительно быстрое исчезновение в конце сезонного пыльного периода.
Они уже изучают данные, собранные в ходе следующего пыльного сезона, и видят, что количество HCl снова растёт.
“Вам нужен водяной пар, чтобы освободить хлор, и побочные продукты воды – водород – для образования хлороводорода. Вода имеет решающее значение в этой химии”, – сказал доктор Олсен.
Исследователи также наблюдают корреляцию с пылью: они видят больше хлороводорода, когда активность пыли увеличивается, и этот процесс связан с сезонным нагревом южного полушария.
“Невероятно приятно видеть, как наши чувствительные приборы обнаруживают незамеченный ранее газ в атмосфере Марса”, – сказал доктор Олег Кораблёв, исследователь из IKI.
Проведённый анализ связывает образование и убыль газообразного хлороводорода с поверхностью Марса.
