長久以來,火星一直備受我們人類的關注,在過去的日子里,我們已經向火星發射了不少的探測器,在它們的幫助下,我們對火星的認識在不斷加深,同時也發現了一些令人困惑的謎題。比如說火星上的氧氣之謎,就令人懷疑那里存在著外星生命。
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是的,火星確實有氧氣,但含量非常少。NASA的好奇號火星車在火星表面的蓋爾隕石坑附近區域已經工作多年,它的一項重要任務就是分析空氣成分。
通過反復采樣,好奇號得到了一組比較穩定的數據:火星大氣大約95%是二氧化碳,氮氣大約2.6%,氬氣約1.9%,氧氣約0.16%,除此之外,還有微量的其他氣體。
需要知道的是,這組數據其實是平均值,因為火星的大氣成分是會隨著季節發生變化的,實際上,問題就是出在這里。
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在行星科學里,大氣成分隨著季節變化,屬于是正常現象。火星也有四季,當秋冬季節到來時,極地的二氧化碳會凍結成干冰沉積下來,導致火星大氣中的二氧化碳明顯減少,等到春夏季節,干冰又升華回到空氣里。
從理論上來講,由于火星上的低溫達不到讓氮氣、氬氣和氧氣凍結的條件,因此這些氣體就會一直存在于大氣之中。
在這種情況下,它們在大氣中的濃度就會隨著二氧化碳的增減而出現有規律的變化,即春夏季節二氧化碳多的時候,它們的濃度會降低,反之則升高。
事實上,氮氣和氬氣確實是這樣的,然而氧氣卻是一個另類。
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根據好奇號多年來的探測數據,每當蓋爾隕石坑所在區域進入春季和夏季,這里的氧氣濃度都會不降反升,并且幅度很明顯,最高時能比預測值多出大約30%,而到了秋冬季節,它們又會迅速降回正常水平,更奇怪的是,它們每一年的增幅還不一樣。
這樣的情況是很難用現有的非生命過程來進行解釋的,因為根據現有的理論,火星上的氧氣主要有兩種來源。
一種來源是,當太陽的紫外線照射到火星大氣時,會把其中的一些二氧化碳分子分解成一氧化碳和單個氧原子,部分氧原子會重新結合,形成氧氣分子。
另一種來源是,火星大氣里存在著少量的水分子,它們在紫外線作用下也會被分解成氫和氧,氫非常輕,很容易逃逸到太空中,而氧相對較重,更容易形成氧氣分子留在火星大氣里。
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然而上述這兩種來源都有一個共同的特點,那就是它們產生氧氣的過程都非常緩慢而且穩定。根據科學家的計算,即使是在最理想的情況下,這些過程也只能解釋火星大氣中一小部分長期存在的氧氣含量,卻無法產生探測到的這種隨季節突然增加、又迅速下降的變化幅度。
也正因為如此,科學家才懷疑這可能是火星上的外星生命所為,一個合理的推測就是,它們可能是一些相對簡單、但生命力極強的微生物,能夠生活在火星地表以下的土壤或巖石縫隙中,依靠地下殘留的水分和礦物質生存。
在春夏季節,隨著氣溫升高,地下冰層開始少量融化,使土壤中的水分略微增加,此時這些微生物可能會變得非常活躍,并通過某種代謝過程釋放出氧氣,使得蓋爾隕石坑附近的氧氣濃度明顯上升。
而到了秋冬季節,氣溫再次下降,環境變得更加干燥寒冷,這些微生物的活動也可能隨之大幅減弱,甚至進入休眠的狀態,于是大氣中的氧氣來源基本上就斷了,這里氧氣濃度也就迅速回落到正常水平。
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當然了,這也只能說是一種推測,就目前的情況來看,關于火星大氣的氧氣濃度變化還沒有確定的結論。期待在未來的研究中,科學家能有更多的發現,進而揭開這個謎團。
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