Космический аппарат "Марс-Экспресс" наблюдает в атмосфере Марса озона в два раза больше, чем предполагают существующие климатические модели. Такой вывод сделала группа французских и российских исследователей под руководством Франка Лефевра (лаборатория LATMOS, Франция): ученые проанализировали данные за 4 марсианских года (7,5 земных лет), полученные спектрометром SPICAM на борту аппарата. Сопоставлялось количество озона и водяного пара в атмосфере.

Марсианская атмосфера на 95% процентов состоит из углекислого газа CO2. Оставшиеся 5% приходятся на долю азота (около 3% процентов), аргона (менее 2%) и так называемых "малых составляющих" (общая доля менее 1%), в числе которых водяной пар, кислород, озон и другие вещества, химические "взаимоотношения" которых чрезвычайно интересны, но пока ещё мало изучены.

Озон O3 рождается в атмосфере Марса, когда ультрафиолетовое излучение Солнца "разбивает" молекулы углекислого газа CO2. Получившийся атомарный кислород "соединяется" в молекулы озона O3. При этом те же ультрафиолетовые фотоны разбивают на составные части и молекулы водяного пара H2O, производя в числе продуктов распада радикалы HOx. Они, в свою очередь, вступают в реакцию с озоном и разрушают его. Таким образом, в атмосфере Марса (и не только его) количество водяного пара должно обратно коррелировать с количеством озона: чем больше первого, тем меньше последнего, и наоборот.

Для исследования этой антикорреляции были использованы данные инфракрасного и ультрафиолетового спектрометров SPICAM на борту космического аппарата "Марс-Экспресс" (ESA), уже более 15 лет работающего на орбите у Марса.

В пользу того, что с химией водорода и озона в марсианской атмосфере понятно не все, свидетельствуют и результаты аппарата TGO российской-европейской миссии "ЭкзоМарс-2016", а именно российского прибора ACS. За время своей работы, в частности, он обнаружил ранее неизвестные линии поглощения углекислоты, а также смог зарегистрировать полосу поглощения озона, ранее не измеряемую на Марсе. Их учет, возможно, важен для более полного понимания атмосферы планеты. Второе открытие ACS - хлороводород HCl, который активно взаимодействует с озоном. Третья работа, которая также связана с "тонкими эффектами" в марсианской атмосфере, - наблюдения угарного газа CO, который "реагирует" на присутствие водяного пара. Кстати, в свете последних работ стало ясно, что существующая модель недооценивает и содержание угарного газа в атмосфере.

Изучение марсианского озона прямо связано с земным. За основу фотохимической модели Марса была взята модель мезосферы Земли. На высоте между 40-80 км газовая оболочка нашей планеты напоминает марсианскую. Результаты исследования опубликованы в журнале Journal of Geophyscial Research: Planets - сообщили в Институте космических исследований РАН.

https://rg.ru/2021/08/11/ozon-v-marsianskoj-atmosfere.html

Автор: Fredo & Pidjin

Она была восстановительной, что значит безкислородной, и представляла собой продукт выплавления и дегазации вещества земных недр. Это была смесь водорода, метана, аммиака, паров воды и некоторых сильных кислот. Все газы первичной, бескислородной атмосферы, выделялись из глубин Земли постепенно, в течение значительной части геологической истории нашей планеты.

Большая часть газов земной коры и мантии вступали в реакцию с водой и минералами коры, некоторая часть молекул этих газов расщеплялась под действием солнечной радиации. Газы выходили на земную поверхность при вулканических процессах по крупным разломам земной коры, медленно просачивались во внешнее пространство через рыхлые и пористые породы.

Поля тяготения Земли, удерживало вышедшие из земных недр газы, которые соединялись между собой при различных химических реакциях. Постепенно плотность первичной атмосферы повышалась за счёт непрерывной дегазации земных недр. Большая часть водяных паров конденсировалась и выпадала на Землю, меньшая – оставалась в газообразном состоянии над земной поверхностью.

Лишь очень лёгкие газы рассеивались в космосе, а инертный аргон накапливался в атмосфере. Некоторая часть газов образовалась ядерным путём при распаде радиоактивных элементов. Позднее, атмосфера стала азотно-аммиачно-углекислой, в ней содержание углекислого газа достигало уже 60%.

В дальнейшем, в раннем протерозое, происходило изменение состава первичной атмосферы в результате процессов гидратации океанической коры океаническими водами. С этого времени начал действовать мощный механизм связывания CO2 в карбонатах, а его парциальное давление в атмосфере начало уменьшаться. Из рифтовых зон срединно-океанических хребтов как «поставщиков» свежих горных пород на земную поверхность в открытый океан в массовом количестве начали поступать и отлагаться мощные толщи карбонатных пород. Эти породы связали в себе весь тот CO2, который перед тем накопился в первичной архейской атмосфере.

Одновременно с карбонатами из рифтовых зон выносилось двухвалентное железо, которое на мелководье постепенно окислялось до трёхвалентного, усиленно поглощавшего кислород, вырабатываемый микроводорослями. Поэтому в докембрийскую эпоху атмосфера Земли имела очень низкое парциальное давление кислорода. Лишь после полного исчезновения свободного железа в мантии, на рубеже протерозоя и фанерозоя, около 570 млн лет назад, кислород начал накапливаться в атмосфере.

Свободный кислород, выделяемый из земных недр, практически весь затрачивался на окисление некоторых металлов, и других химических соединений верхней толщи Земли. Другим, очень слабым источником образования кислорода был распад молекул воды на составные части под воздействием ультрафиолетовых лучей Солнца в верхних слоях воздушной оболочки Земли. Основная же масса кислорода образовывалась при разложении CO2 в процессе фотосинтеза, в ходе которого выделялся свободный кислород.

По некоторым данным уже в архейскую эпоху начался фотосинтез, развитие которого приводило к возрастанию содержания кислорода особенно за счёт такого источника, каким является морской фитопланктон. Другими словами, образование кислорода связано с появлением жизни на Земле, с образованием вначале микроскопических, а затем и крупных растений. По мнению многих учёных, биосфера и масса органического вещества в ней постепенно увеличивалась. Это происходило, видимо, из-за аккумуляции живыми организмами продуктов эволюции первично вулканической воды и газов.

Появление кислорода в первичной земной атмосфере резко изменило её состав. Но CO2 не накапливался в атмосфере, он поглощался океаном, растворяясь в его водах, связываясь в живых организмах морей и осаждаясь в виде угольной кислоты, способствуя образованию известковых толщ. Постепенно в атмосфере Земли стали преобладать азот и постоянно расходуемый и воспроизводимый кислород. Так, около 200 млн лет назад сформировалась современная вторичная атмосфера, в которой преобладает азот. Более 500 млн лет назад в первичной атмосфере Земли масса кислорода составляла около 33% его современной массы и постепенно увеличивалась.

Постепенная эволюция вторичной атмосферы приведет к третичной Атмосфере. С течением длительного времени в ней будут накапливаться азот, аргон, уменьшаться содержание кислорода из-за остывания Земли. По-видимому, третичная атмосфера будет состоять из азота, аргона и, возможно, углекислого газа.

ВСЕМ ДОБРА. БЕРЕГИТЕ СЕБЯ И БЛИЗКИХ