在火星上发现了一种曾经未被发现的化学反响

  科学家初次在火星上发现氯化氢（HCl）。这种无色气体的来历尚不清楚，但现有的理论包含火山活动或之前未被发现的与这颗赤色星球史诗般的沙尘暴有关的化学循环。

  今日宣布在《Science Advances》上的新研讨是榜首个记载火星大气中氯化氢（HCl）及其相关氯化反响的文献。自从2004年发现甲烷（一种潜在的生物特征）以来，这是初次在火星上检测到新式分子。氯化氢（HCl）与生命没有联络（实际上相反），可是与甲烷相同，它在火星上的存在是现在是一个需求答案的问题。

  这项研讨的合著者、牛津大学物理系的研讨科学家凯文·奥尔森（Kevin Olsen）说，有两种或许性：要么是地表下的岩浆活动产生的气体，要么是经过触及地表尘土和大气气体的杂乱化学相互效果产生的气体。不管哪一个是正确的，都将是一个令人兴奋的成果。

  奥尔森在一封电子邮件中解说说：“假如有依据标明，拟议中的化学循环将地表尘土中的矿藏质与大气中的气体联络起来，这将是已知的榜首次地表和大气之间的直接联络，而不是冰的构成。”另一方面，假如某种方式的喷射被确定为氯化氢（HCl）的来历，如火山或其他岩浆脱气，那么这是已发现的生动地质效果的榜首个依据。

  现实上，美国宇航局的“洞悉”号勘探器经过发现火星地震现象，现已暗示火星上存在不知道的地质进程。上述甲烷的发现相同指向不知道的地质或或许的生物进程。可是，假如外表物质和大气气体的化学循环与氯化氢（HCl）有关，这依然代表着火星气体盯梢轨迹器（TCO）的巨大胜利，由于这正是它规划用来勘探的东西。

  火星气体盯梢轨迹器（TCO）曾被用于勘探火星上的氯化氢（HCl），是欧洲航天局和俄罗斯俄罗斯联邦航天局的联合使命，它从2016年开端在火星轨迹上运转。火星气体盯梢轨迹器（TCO）项目的首要方针是对火星低层大气中的稀有气体进行分类，如水蒸气、二氧化氮、乙炔和甲烷。这些化合物和其他化合物的发现及其潜在的相互效果可以为火星上曾经未被发现的化学进程供给依据。

  火星气体盯梢轨迹器（TCO）的大气化学套件光谱仪搜集的数据显现了与HCl共同的光谱序列。该研讨的榜首作者、莫斯科空间研讨所的行星科学家奥列格·科拉贝夫（Oleg Korablev）在一封电子邮件中说，研讨小组发现了“多种光谱特征，一种特征强度和方位的形式”，这使得他们可以“无误地辨认氯化氢（HCl）”。他还说：“咱们乃至发现了两种不同原子量的氯同位素，Cl-35和Cl-37。”

  氯化氢（HCl）是地球大气中一种十分重要的气体，在室温下是看不见的，但当它与大气水蒸气触摸时会产生白色的氯化氢（HCl）烟雾。

  “在地表邻近，它是由蒸腾的海水构成的，它与酸的构成有关，在高层大气中，它在臭氧损坏中起到了效果。”奥尔森说，“它也是从火山喷射出来的，这便是为什么咱们一直在火星上寻觅它——这是火山活动生动的痕迹。可是，咱们不以为火山并不是是火星氯化氢（HCl）构成的仅有原因，咱们以为还有其他的大气化学在起效果。”

  奥尔森和他的搭档置疑这是由于氯化氢（HCl）和水蒸气的行为好像有相关。这些水蒸气来自南极冰盖，在南半球的火星夏日，冰盖将蒸腾的水走漏到大气中。现实上，氯化氢（HCl）是在2019年4月被检测到的，那是火星南半球的夏末。

  奥尔森说：“咱们的观测是关于极地冰盖时节性冻融循环对火星大气和气候的影响。”

  重要的是，在2018年席卷地球的一场史诗般的沙尘暴中，也检测到了HCl的特征，这场十年一遇的风暴永久性地摧毁了美国宇航局（NASA）的”机会“号勘探器。全球沙尘暴造成了暂时的温室效应，把水从地表邻近拉到了更高的高度。奥尔森说，正是这些条件，“温暖、多尘、湿润的大气”，或许导致了火星上氯化氢（HCl）的构成。但正如科学家在随后的一年中观察到的，氯化氢（HCl）的构成“或许产生在有规则的、时节性的沙尘条件下，”他指出。

  一起，氯化氢（HCl）来历于火山的依据依然很弱。科拉贝夫说，火星上还没有勘探到其他“估计更丰厚的火山气体”，如二氧化硫。“咱们在地球上的勘探散布不支持氯化氢（HCl）会集的任何当地来历，”而美国宇航局的‘洞悉’号着陆器发现火星上的地震活动很低。”他说，“所有这些现实都与氯化氢（HCl）的火山成因不共同。”

  奇怪的是，氯化氢（HCl）很快就消失了。它是在全球沙尘暴期间和之后以及沙尘时节被发现的，但后来就消失了，研讨人员也不知道为什么。

  “咱们对氯化氢（HCl）行为的了解并不能解说这一点。”奥尔森说，“它不会像二氧化碳或水那样凝聚和冻住，它不应该分化得那么快，并且它太多了，无法移动到咱们的仪器无法丈量的当地。咱们估计会与固体尘土和冰粒子产生相互效果，但为什么氯化氢（HCl）从火星大气中消失了，这是一个谜。”

  氯化氢（HCl）存在于火星上并不令人感到意外，由于早在2008年发现的高氯酸盐（一种不同的氯化合物）暗示了这种气体的存在。假如研讨人员对氯化氢（HCl）的化学来历是正确的，并且假如氯在矿藏和气相之间循环，那么“那将对高氯酸盐的构成产生影响，但咱们还没有看到影响有多大，”奥尔森说。他弥补说：“ 氯化氢（HCl）也是十分生动的，并且在地球大气中起着重要效果，并且咱们看到它的水平远远高于预期，因而它将影响咱们怎么看待和模仿火星大气层的化学性质。”

  研讨小组现在正期待着对下一个火星年搜集到的整体具有本钱数据进行收拾，其时没有呈现全球沙尘暴。该小组将研讨氯化氢（HCl）的呈现和消失怎么与尘土和大气蒸汽以及拟议的气体矿藏反响中触及的潜在成分有关。一起，科拉贝夫说，研讨小组还期待着“大气化学建模和火星氯化学相关实验室研讨的新进展”。

  咱们喜爱以为火星是仅次于地球的宜居星球，但这样的研讨提示咱们，这个当地是多么的不适宜寓居和荒芜。一些真实令人毛骨悚然的化学反响正在进行，与地球上所见的进程没有显着的相似之处。火星外表没有活动的水、淡薄的大气中充满了二氧化碳，剧烈的温度动摇，是咱们尽力了解的奇特进程的发源地。可以说，咱们不会很快住在那儿。