Kaip Marse atsirado ozono sluoksnis?

Žemės paviršių nuo ultravioletinės Saulės spinduliuotės saugo ozono sluoksnis. Ozonas – tai molekulė, sudaryta iš trijų deguonies atomų. Žemėje jis formuojasi, kai ultravioletiniai spinduliai suskaldo deguonies molekules ir išlaisvina deguonies atomus, kurie kartais susijungia su kitomis deguonies molekulėmis.

Asociatyvi „Pixabay“ nuotr.

Marse irgi yra ozono sluoksnis, tik jis susidaro, kai ultravioletiniai spinduliai suardo anglies dvideginio molekules. Iš kitos pusės, ozono molekulės suyra susidūrusios su vandenilio atomais, o šie atsiranda, kai ultravioletinė spinduliuotė suardo vandens garus. Pastarųjų Marso atmosferoje irgi yra. Taigi natūralu tikėtis, kad atmosferoje ozono ir vandens garų gausa turėtų antikoreliuoti: kai padaugėja vandens garų, sumažėja ozono ir atvirkščiai.

Nauja NASA zondo „Mars Express“ duomenų analizė rodo, kad taip ir yra. Tiesa, koreliacija aiškiai matoma tik toli nuo pusiaujo, o ties pusiauju pranyksta. Tyrėjai pabandė atkurti stebėjimų duomenis skaitmeniniu modeliu, kuriame vertinami Marso atmosferą veikiantys procesai, įskaitant gravitaciją, Saulės spinduliuotę bei vėją, paviršiaus ir atmosferos chemines reakcijas. Koreliaciją atkurti pavyko, tačiau gauta ozono gausa maždaug dvigubai mažesnė, nei rodo stebėjimai.

Šis neatitikimas primena analogišką problemą – modeliai prognozuoja mažesnį nei stebimas anglies monoksido kiekį Marse. Šios molekulės taip pat nyksta dėl reakcijų su vandeniliu, taigi pervertinta tokių reakcijų sparta sumažina ir ozono, ir anglies monoksido gausą. Panaši problema kyla ir modeliuojant ozono sluoksnį Žemės atmosferoje.

Gali būti, kad reakcijos žemo slėgio ir temperatūros sąlygomis, kokios yra Marso atmosferoje ir Žemės atmosferos aukštesniuose sluoksniuose, tiesiog vyksta lėčiau, nei manyta iki šiol. Tolesni, detalesni ozono gausos stebėjimai, atliekami ne tik „Mars Express“, bet ir naujesniu Europos kosmoso agentūros zondu „Trace Gas Orbiter“, padės patikslinti modelių parametrus; taip pat tą padaryti padės laboratoriniai eksperimentai, kuriais bus matuojama reakcijų sparta įvairiomis sąlygomis.

Tyrimo rezultatai publikuojami „JGR Planets“.