长久以来,火星一直备受我们人类的关注,在过去的日子里,我们已经向火星发射了不少的探测器,在它们的帮助下,我们对火星的认识在不断加深,同时也发现了一些令人困惑的谜题。比如说火星上的氧气之谜,就令人怀疑那里存在着外星生命。
是的,火星确实有氧气,但含量非常少。NASA的好奇号火星车在火星表面的盖尔陨石坑附近区域已经工作多年,它的一项重要任务就是分析空气成分。
通过反复采样,好奇号得到了一组比较稳定的数据:火星大气大约95%是二氧化碳,氮气大约2.6%,氩气约1.9%,氧气约0.16%,除此之外,还有微量的其他气体。
需要知道的是,这组数据其实是平均值,因为火星的大气成分是会随着季节发生变化的,实际上,问题就是出在这里。
在行星科学里,大气成分随着季节变化,属于是正常现象。火星也有四季,当秋冬季节到来时,极地的二氧化碳会冻结成干冰沉积下来,导致火星大气中的二氧化碳明显减少,等到春夏季节,干冰又升华回到空气里。
从理论上来讲,由于火星上的低温达不到让氮气、氩气和氧气冻结的条件,因此这些气体就会一直存在于大气之中。
在这种情况下,它们在大气中的浓度就会随着二氧化碳的增减而出现有规律的变化,即春夏季节二氧化碳多的时候,它们的浓度会降低,反之则升高。
事实上,氮气和氩气确实是这样的,然而氧气却是一个另类。
根据好奇号多年来的探测数据,每当盖尔陨石坑所在区域进入春季和夏季,这里的氧气浓度都会不降反升,并且幅度很明显,最高时能比预测值多出大约30%,而到了秋冬季节,它们又会迅速降回正常水平,更奇怪的是,它们每一年的增幅还不一样。
这样的情况是很难用现有的非生命过程来进行解释的,因为根据现有的理论,火星上的氧气主要有两种来源。
一种来源是,当太阳的紫外线照射到火星大气时,会把其中的一些二氧化碳分子分解成一氧化碳和单个氧原子,部分氧原子会重新结合,形成氧气分子。
另一种来源是,火星大气里存在着少量的水分子,它们在紫外线作用下也会被分解成氢和氧,氢非常轻,很容易逃逸到太空中,而氧相对较重,更容易形成氧气分子留在火星大气里。
然而上述这两种来源都有一个共同的特点,那就是它们产生氧气的过程都非常缓慢而且稳定。根据科学家的计算,即使是在最理想的情况下,这些过程也只能解释火星大气中一小部分长期存在的氧气含量,却无法产生探测到的这种随季节突然增加、又迅速下降的变化幅度。
也正因为如此,科学家才怀疑这可能是火星上的外星生命所为,一个合理的推测就是,它们可能是一些相对简单、但生命力极强的微生物,能够生活在火星地表以下的土壤或岩石缝隙中,依靠地下残留的水分和矿物质生存。
在春夏季节,随着气温升高,地下冰层开始少量融化,使土壤中的水分略微增加,此时这些微生物可能会变得非常活跃,并通过某种代谢过程释放出氧气,使得盖尔陨石坑附近的氧气浓度明显上升。
而到了秋冬季节,气温再次下降,环境变得更加干燥寒冷,这些微生物的活动也可能随之大幅减弱,甚至进入休眠的状态,于是大气中的氧气来源基本上就断了,这里氧气浓度也就迅速回落到正常水平。
当然了,这也只能说是一种推测,就目前的情况来看,关于火星大气的氧气浓度变化还没有确定的结论。期待在未来的研究中,科学家能有更多的发现,进而揭开这个谜团。
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