NASA: Μυστήριο με το Μεθάνιο και το Οξυγόνο στον Άρη

Για πρώτη φορά στην ιστορία της εξερεύνησης του διαστήματος, οι επιστήμονες μέτρησαν τις εποχικές αλλαγές στα αέρια της ατμόσφαιρας του Άρη ακριβώς πάνω από την επιφάνεια του κρατήρα Gale.

Οι επιστήμονες παρατήρησαν έκπληκτοι πως το οξυγόνο, που οι περισσότεροι οργανισμοί στη Γη χρειάζονται για να αναπνεύσουν, συμπεριφέρεται με τρόπο που οι επιστήμονες αδυνατούν να εξηγήσουν μέσω των γνωστών χημικών διαδικασιών.

Σύμφωνα με δημοσίευμα της NASA, κατά την περίοδο τριών ετών για τον πλανήτη Άρη (σχεδόν έξι χρόνια για τη Γη), το χημικό εργαστήριο για την Δειγματοληπτική Ανάλυση του Άρη, που βρίσκεται στο όχημα Curiosity που βρίσκεται στον Άρη, ανέλυσε δείγματα της ατμόσφαιρας από τον κρατήρα Gale.

Η ανάλυση έδειξε πως η ατμόσφαιρα του Άρη αποτελείται από 95% διοξείδιο του άνθρακα, 2,6% μοριακό άζωτο, 1,9% Αργό, 0,16% μοριακό οξυγόνο και 0,06% μονοξείδιο του άνθρακα.

Αποκαλύφθηκε επίσης πως τα μόρια στην επιφάνεια του Άρη ενώνονται και κυκλοφορούν με τις μεταβολές στην πίεση του αέρα κατά τη διάρκεια του έτους. Οι αλλαγές αυτές προκαλούνται όταν αέριο διοξείδιο του άνθρακα παγώνει στους πόλους κατά τον χειμώνα, ρίχνοντας της ατμοσφαιρική πίεση σε ολόκληρο τον πλανήτη, αναδιανέμοντας τον αέρα για να διατηρηθεί η ισορροπία στην πίεση. Όταν την άνοιξη και το καλοκαίρι, το διοξείδιο του άνθρακα εξατμίζεται και ανακατεύεται στην ατμόσφαιρα, αυξάνεται η ατμοσφαιρική πίεση.

Οι επιστήμονες ανακάλυψαν πως το Άζωτο και το Αργό ακολουθούν ένα προβλέψιμο μοτίβο, με αύξηση και μείωση της περιεκτικότητάς τους στον κρατήρα Gale, καθ’ όλη τη διάρκεια του έτους, κάτι που σχετίζεται με το πόσο διοξείδιο του άνθρακα υπάρχει στον αέρα.

Οι επιστήμονες περίμεναν να διαπιστώσουν το ίδιο για το οξυγόνο. Αλλά αυτό δεν συνέβη. Αντίθετα, το ποσοστό του αερίου οξυγόνου στον αέρα αυξανόταν την άνοιξη και το καλοκαίρι έως και 30%, ενώ το φθινόπωρο έπεφτε στα επίπεδα που προβλεπόταν από την χημική διαδικασία. Η διαδικασία αυτή επαναλαμβανόταν κάθε άνοιξη, αλλά το ποσό του οξυγόνου που έπρεπε να προστεθεί μεταβαλλόταν. Αυτό σημαίνει πως κάτι παράγει το οξυγόνο και στη συνέχεια το απομακρύνει.

«Την πρώτη φορά που παρατηρήσαμε (το φαινόμενο), το θεωρήσαμε γρίφο» δήλωσε ο καθηγητής κλίματος και διαστημικών επιστημών του Πανεπιστημίου του Μίτσιγκαν, Sushil Atreya. Ο καθηγητής δημοσίευσε άρθρο για το θέμα στις 12 Νοεμβρίου στο Journal of Geophysical Research: Planets.

Μόλις οι επιστήμονες ανακάλυψαν το αίνιγμα του οξυγόνου στον Άρη, οι ειδικοί προσπάθησαν να το ερμηνεύσουν. Αρχικά διπλασίασαν και τριπλασίασαν την ακρίβεια των μετρήσεων και των οργάνων του χημικού εργαστηρίου στο Curiosity. Το εργαστήριο και τα όργανά του, λειτουργούσαν άψογα. Θεώρησαν πως υπήρχε η πιθανότητα να έχει απελευθερωθεί οξυγόνο από μόρια διοξειδίου του άνθρακα ή νερού, όταν διαλύονταν στην ατμόσφαιρα. Διαπίστωσαν όμως πως η διαδικασία αυτή απαιτούσε την ύπαρξη νερού στην επιφάνεια του Άρη πέντε φορές περισσότερο ώστε να παραχθεί το επιπλέον οξυγόνο. Ταυτόχρονα, το διοξείδιο του άνθρακα διασπάται πολύ αργά για να παραχθεί οξυγόνο σε τόσο σύντομο χρόνο.

Τι συμβαίνει όμως με την μείωση του οξυγόνου; Θα μπορούσε η ηλιακή ακτινοβολία να έχει διασπάσει τα μόρια του οξυγόνου σε δύο άτομα που διέφυγαν στο διάστημα; Οι επιστήμονες κατέληξαν πως δεν μπορεί να συμβεί αυτό, καθώς θα χρειάζονταν τουλάχιστον δέκα χρόνια για να εξαφανιστεί το οξυγόνο με αυτή τη διαδικασία.

«Δεν μπορούμε να το εξηγήσουμε» δηλώνει η Melissa Trainer που εργάζεται στη NASA και ήταν επικεφαλής της έρευνας.

«Το γεγονός πως η συμπεριφορά του οξυγόνου δεν επαναλαμβάνεται ακριβώς κάθε σεζόν, μας κάνει να πιστεύουμε πως δεν πρόκειται για κάτι που σχετίζεται με ατμοσφαιρικά φαινόμενα. Πρέπει να υπάρχει κάποια χημική πηγή και κάποιος καταναλωτής που δεν μπορούμε να υπολογίσουμε ακόμη» προσθέτει η Melissa Trainer.

Για τους επιστήμονες που μελετούν τον Άρη, το θέμα του οξυγόνου είναι περιέργως παρόμοιο με αυτό του μεθανίου. Το μεθάνιο είναι συνεχώς στην ατμόσφαιρα του κρατήρα Gale σε τόσο μικρές ποσότητες (0.00000004% κατά μέσο όρο) ώστε να είναι ελάχιστα διακριτό ακόμη και από τα πιο ευαίσθητα όργανα που βρίσκονται στον Άρη. Όμως, ανιχνεύεται από τα όργανα του Curiosity.

Τα όργανα έδειξαν ότι καθώς το μεθάνιο αυξάνεται και μειώνεται εποχικά, για ανεξήγητους λόγους αυξάνεται κατά 60% τους καλοκαιρινούς μήνες. Οι επιστήμονες αδυνατούν να εξηγήσουν γιατί το μεθάνιο φτάνει σε μέγιστες τιμές απότομα και τυχαία.

Οι επιστήμονες αναρωτιούνται εάν είναι δυνατό χημικά να συμβαίνει ο ίδιος μηχανισμός αυξομείωσης των ποσοστών του μεθανίου και του οξυγόνου. Τουλάχιστον περιστασιακά, τα δύο αέρια φαίνεται να έχουν διαδοχικές διακυμάνσεις.

«Έχουμε αρχίσει να βλέπουμε μια συγκλονιστική συσχέτιση μεταξύ μεθανίου και οξυγόνου για ένα μεγάλο μέρος του Άρη κάθε χρόνο. Κάτι συμβαίνει. Δεν έχουμε ακόμη τις απαντήσεις. Κανείς δεν τις έχει» υποστηρίζει ο Sushil Atreya.

Το οξυγόνο και το μεθάνιο μπορούν να παραχθούν βιολογικά (π.χ. από μικρόβια) και αβιοτικά (λόγω χημικών αντιδράσεων του νερού με χώμα). Οι επιστήμονες λαμβάνουν υπόψη όλες τις επιλογές καθώς δεν έχουν καμία πειστική απόδειξη για βιολογική δραστηριότητα στον Άρη. Στο Curiosity δεν υπάρχουν όργανα που να μπορούν να υπολογίσουν οριστικά εάν η πηγή του μεθανίου και του οξυγόνου στον Άρη είναι βιολογικής ή γεωλογικής προέλευσης. Οι επιστήμονες πιστεύουν πως είναι πιθανότερο να πρόκειται για μη βιολογική προέλευση και εργάζονται για την κατανόηση του φαινομένου.

Οι επιστήμονες θεωρούν πως η προέλευση του επιπλέον οξυγόνου την άνοιξη είναι από το έδαφος, καθώς είναι πλούσιο σε οξυγόνο με τη μορφή ενώσεων όπως του υπεροξειδίου του υδρογόνου και υπερχλωρικών ενώσεων.

Μερικές δεκαετίες πριν, ένα πείραμα που έγινε στο Viking έδειξε πως ζέστη και υγρασία θα μπορούσαν να απελευθερώσουν οξυγόνο από το έδαφος του Άρη. Αλλά το πείραμα έγινε σε συνθήκες διαφορετικές από του Άρη κατά την άνοιξη και δεν εξηγεί την μείωση του οξυγόνου, όπως επίσης και μια σειρά από άλλα προβλήματα. Υπάρχουν και άλλες εξηγήσεις, που μέχρι τώρα δεν μπορούν να εξηγήσουν το φαινόμενο ικανοποιητικά. Για παράδειγμα, ακτινοβολία υψηλής ενέργειας από το έδαφος θα μπορούσε να παράγει επιπλέον οξυγόνο στον αέρα, αλλά θα χρειαζόταν εκατομμύρια χρόνια για να συσσωρευτεί αρκετό οξυγόνο στο έδαφος ώστε να μπορεί να δημιουργήσει αρκετή παραγωγή κάθε άνοιξη.

«Δεν έχουμε καταφέρει να βρούμε τη διαδικασία της παραγωγής της ποσότητας του οξυγόνου που χρειαζόμαστε, αλλά πιστεύουμε πως σχετίζεται με το επιφανειακό έδαφος που αλλάζει εποχικά, επειδή δεν υπάρχουν διαθέσιμα αρκετά άτομα οξυγόνου στην ατμόσφαιρα για να προκαλέσουν το φαινόμενο που παρατηρήθηκε» είπε ο Timothy McConnochie, ερευνητής του Πανεπιστημίου του Μέριλαντ.

Τα μόνα διαστημόπλοια που μπορούσαν να κάνουν παρόμοιες μετρήσεις στο παρελθόν ήταν τα Viking που έφτασαν στον Άρη το 1976. Τα πειράματά τους διήρκησαν μόνο λίγες μέρες και έτσι δεν μπορούσαν να μετρήσουν ετήσιες μεταβολές της σύστασης του αέρα στον Άρη.

Οι μετρήσεις του Curiosity είναι οι πρώτες αυτού του επιπέδου και θα συνεχιστούν, ώστε οι επιστήμονες να συγκεντρώσουν περισσότερα δεδομένα. Στο μεταξύ, ίσως και άλλοι επιστήμονες να προσπαθήσουν να λύσουν το μυστήριο.

Είναι η πρώτη φορά που παρατηρείται αυτό το ενδιαφέρον φαινόμενο για συνεχόμενα έτη. Δεν είναι κατανοητό πλήρως. Αυτό αποτελεί ανοιχτή πρόσκληση στους έξυπνους ανθρώπους που ενδιαφέρονται να λύσουν το γρίφο, τονίζουν οι επιστήμονες.

Πηγή: Cosmostatus

.
https://averoph.wordpress.com