Хлороводород HCl, или соляная кислота, был обнаружен в атмосфере Марса совсем недавно – в 2020 г. с помощью российского спектрометрического комплекса ACS на борту космического аппарата TGO миссии «ЭкзоМарс-2016», который был запущен в марте 2016 г. в рамках первой миссии проекта «ЭкзоМарс-2016» и успешно работает на орбите вокруг Марса с весны 2018 г. Его научные задачи – регистрация малых газовых составляющих марсианской атмосферы, в том числе метана, водяного пара, картирование наличия воды в верхнем слое грунта с высоким пространственным разрешением порядка десятков км, стереосъемка поверхности. На аппарате установлены два прибора, созданные в России, в ИКИ РАН: спектрометрический комплекс АЦС (ACS – Atmospheric Chemistry Suite, Комплекс для изучения химии атмосферы) и нейтронный телескоп высокого разрешения ФРЕНД (FREND – Fine-Resolution Epithermal Neutron Detector).
Сделанное открытие удивило исследователей: концентрация хлороводорода в атмосфере Марса достигает пяти частиц на миллиард, что значительно для углекислой и разреженной атмосферы. Однако содержание этого вещества быстро снижается до 0,1 ppbv, что противоречит представлениям о химии атмосферы, где молекулы HCl должны сохраняться несколько месяцев. Исследователи предположили, что разрушающим агентом может быть водяной лед, поглощающий хлороводород на Земле. Если это так, то содержание водяного льда и хлороводорода должно быть обратно пропорционально.
Михаил Лугинин, Александр Трохимовский и их коллеги из отдела физики планет ИКИ РАН и других организаций проверили эту гипотезу, используя данные, собранные двумя спектрометрами комплекса ACS за два с половиной года (с конца мая 2018 по конец июля 2022). Содержание хлороводорода увеличивалось до 5,5 ppbv во время весны и лета в Южном полушарии Марса, а затем падало в несколько раз в более холодном Северном полушарии. Минимальные значения были на небольших высотах, что согласуется с поглощением хлороводорода частицами льда.
Исследователи обнаружили антикорреляцию между содержанием HCl и водяного льда: в слоях с большим количеством частиц льда концентрация хлороводорода минимальна. Они назвали эти структуры «ледяными дырками». Они также оценили, что наличие водяного льда сокращает «время жизни» молекулы HCl до нескольких часов, что меняет представления о химических процессах на Марсе. Но пока это только предварительный результат, так как необходимо посмотреть на картину в целом и учесть не только сам процесс поглощения молекул хлороводорода, но и продукты этой реакции.
Остается вопрос, откуда берется хлороводород, так как он, видимо, имеет постоянный источник. Дальнейшие исследования, включая наблюдения, численное моделирование и лабораторные эксперименты, должны дать ответы.
Источник: ИКИ РАН
распечатать статью
