Измерения проводились с апреля 2018 по март 2020 г. (за это время прошло немногим больше одного марсианского года). Хлорводород в атмосфере Марса был впервые зарегистрирован после осеннего равноденствия в северном полушарии, когда начиналась глобальная пылевая буря, за которой последовала вторая, меньших масштабов. Всё это время в атмосфере Марса было сравнительно много пыли, которая поднималась до 30–50 км над поверхностью. Пыль хорошо нагревается, поэтому нагревает и атмосферу, заставляя её расширяться и усиливая циркуляцию. При этом, однако, становится трудно наблюдать, хотя в полярных широтах атмосфера остается сравнительно чистой.

«Мы начали регистрировать хлорводород в северном и южном полушариях только после начала глобальной пылевой бури, — говорит член-корреспондент РАН Олег Кораблёв, первый автор статьи, научный руководитель эксперимента АЦС и заместитель директора ИКИ РАН. — Скорее всего, он уже был в атмосфере, и его постепенно «разносила» атмосферная циркуляция. Позже, во время спада глобальной бури, мы также наблюдали HCl, в том числе в средних широтах».

После окончания второй, локальной пылевой бури ACS постепенно переставал детектировать хлорводород, так что к концу периода, о котором говорится в статье, его удавалось обнаружить лишь в единичных случаях. Таким образом, период, когда хлорводород удавалось найти, соответствует прохождению перигелия — ближайшей к Солнцу точки орбиты и «пылевому» сезону на Марсе

Концентрация хлорводорода колебалась от 1 до 4 ppbv, максимально высокой она была на высотах 20–30 км в южном полушарии. Наблюдения российского прибора подтвердил бельгийский NOMAD.

Тот факт, что хлорводород не всегда присутствует в атмосфере, заставляет пересмотреть представления о химических процессах на Марсе. Исследователям предстоит ответить на два вопроса: откуда берется хлорводород и куда он уходит.

«Это первый случай регистрации галогенового газа в атмосфере Марса, и он — свидетель совершенно нового химического цикла, который нам предстоит понять», — поясняет Кевин Олсен (Kevin Olsen), профессор университета Оксфорда (Великобритания), один из ведущих авторов статьи.

Две основные гипотезы о том, что служит источником хлорводорода — частицы пыли, поднятой с поверхности, или активный вулканизм. Известно, что малое количество хлорводорода высвобождается во время извержений на Земле. Но в таком случае «всплески» концентрации этого вещества должны были бы соответствовать сейсмическим событиям на Марсе, однако пока не обнаружено корреляции с данными посадочного аппарата InSight (NASA), который наблюдает сейсмическую активность Марса. Кроме этого, хорошее совпадение по времени с началом и окончанием пылевых бурь заставляет предположить, что источник хлора всё-таки «лежит на поверхности».

Сам механизм «превращения» хлора из составной части марсианских минералов в газообразный хлорводород пока непонятен. Так же, как и ответ на вопрос, куда исчезает хлорводород после пылевой бури.

«Тот факт, что хлор был зарегистрирован во время пылевой бури, — уточняет Олег Кораблев, — дает возможность предположить существование взаимодействия между поверхностью и атмосферой, который не учитывался ранее. Аналоги ему можно найти на Земле, некоторые косвенные подтверждения были найдены в лабораторных экспериментах».

Наблюдения продолжаются, и исследователи надеются, что они принесут данные для разгадки. Появление и исчезновение хлорводорода, который хорошо реагирует с молекулами воды и гидроксилом, скорее всего, повлияет и на другие процессы в марсианской атмосфере. Возможно, эффект проявится на высотах больше 30 км, где большая часть хлорводорода может распасться на составные части, и атомарный хлор начнёт эффективно взаимодействовать с озоном (нечто похожее процесс происходит и на Земле). С другой стороны, надо постараться проникнуть на малые высоты: возможно, именно там хлорводород исчезает в ходе каких-то химических реакций.

«Открытие хлорводорода, малой составляющей в атмосфере Марса, — веха в миссии TGO, — говорит Хокен Сведхем (Hakan Svedhem), научный руководитель ExoMars Trace Gas Orbiter в ЕКА. — Это первый новый вид газа после того, как в начале 2000-х появились свидетельства о существовании метана на Марсе. То открытие пробудило интерес к поиску других органических молекул, и, в конце концов, привело к появлению миссии TGO, для которой поиск новых газов — основная цель».

Источник: новости проекта «ЭкзоМарс»