Có điều gì đó kỳ lạ về oxy trong bầu khí quyển trên miệng núi lửa Gale của sao Hỏa: Mức độ của nó dao động đáng kể khi mùa thay đổi. Và một chu trình oxy bí ẩn này không thể được giải thích bằng bất kỳ hóa học đã biết nào, một nghiên cứu mới được tìm thấy.
Miệng núi lửa Gale là một vùng trũng rộng 96 dặm (154 km) được tạo ra bởi một vụ tai nạn thiên thạch 3,5 tỷ đến 3,8 tỷ năm trước. Theo NASA, tàu thám hiểm tò mò của NASA đã khám phá miệng núi lửa từ năm 2012, khi nó hạ cánh xuống chân núi Sharp, một ngọn núi khổng lồ ở trung tâm miệng núi lửa, theo NASA.
Trong ba năm qua của sao Hỏa (hơn năm năm Trái đất), người đi đường đã hít thở không khí trên miệng núi lửa Gale và phân tích bầu khí quyển bằng một dụng cụ gọi là Phân tích mẫu tại Sao Hỏa (SAM), một phần của phòng thí nghiệm hóa học di động, Các quan chức NASA cho biết trong một tuyên bố.
SAM xác nhận rằng 95% bầu khí quyển của sao Hỏa được tạo thành từ carbon dioxide (CO2) và 5% còn lại là sự kết hợp của nitơ phân tử (hai nguyên tử nitơ liên kết với nhau), oxy phân tử, argon và carbon monoxide. SAM cũng phát hiện ra rằng, khi khí CO2 đóng băng ở hai cực trong mùa đông sao Hỏa, áp suất không khí của toàn hành tinh giảm xuống. Khi CO2 bay hơi trong những tháng ấm hơn, áp suất không khí tăng trở lại. Argon và nitơ có thể dự đoán tăng và giảm, tùy thuộc vào lượng CO2 trong không khí.
Nhưng khi SAM phân tích nồng độ oxy trong miệng núi lửa, kết quả đã gây bí ẩn: Mức oxy tăng cao hơn nhiều so với dự kiến - tới 30% mức cơ bản của nó vào mùa xuân và mùa hè - và sau đó giảm xuống mức thấp hơn dự đoán trong mùa đông.
"Chúng tôi đang đấu tranh để giải thích điều này", tác giả chính Melissa Trainer, một nhà khoa học hành tinh tại Trung tâm bay không gian Goddard của NASA ở Maryland, cho biết trong tuyên bố. "Thực tế là hành vi oxy không thể lặp lại hoàn hảo mỗi mùa khiến chúng ta nghĩ rằng đó không phải là vấn đề liên quan đến động lực học khí quyển" hay bất kỳ quá trình vật lý nào xảy ra trong khí quyển như sự phá vỡ các phân tử. Tất cả những lời giải thích có thể họ đưa ra đều giảm.
Thay vào đó, "nó phải là một số nguồn hóa học và chìm mà chúng ta chưa thể giải thích được", cô nói thêm.
Câu đố này gợi nhớ đến một bí ẩn tương tự về mức độ mêtan trong miệng núi lửa: SAM trước đây phát hiện ra rằng mức độ khí mê-tan thường không thể nhận ra đôi khi tăng khoảng 60% vào mùa hè và giảm mạnh vào những thời điểm ngẫu nhiên khác, không rõ nguyên nhân.
Sushil Atreya, giáo sư khoa học khí hậu và không gian và kỹ thuật tại Đại học Michigan ở Ann Arbor, cho biết: "Chúng ta bắt đầu thấy mối tương quan trêu ngươi giữa khí mê-tan và oxy trong một phần tốt của năm sao Hỏa". "Tôi nghĩ rằng có một cái gì đó cho nó." Nhưng không ai biết "cái gì đó" là gì, ông nói thêm.
Cả oxy và metan đều có thể được sản xuất về mặt sinh học (như vi khuẩn) và địa chất (như nước và đá), và các nhà khoa học không biết quá trình nào có thể tạo ra các nguyên tố vượt quá. Tuy nhiên, với sự thất vọng của những thợ săn người ngoài hành tinh, nhiều khả năng lượng oxy và khí mê-tan dư thừa là kết quả của một quá trình địa chất, theo tuyên bố. Hiện tại, nguồn oxy dư thừa có khả năng nhất là đất sao Hỏa, nhóm nghiên cứu báo cáo. Nhưng ngay cả khi đó là trường hợp, họ không biết cái gì trong đất đang giải phóng quá nhiều oxy vào khí quyển.
Những phát hiện được công bố ngày 12 tháng 11 trên Tạp chí Nghiên cứu Địa vật lý: Các hành tinh.
