Есть ли кислород на Марсе

Статья написана Павлом Чайкой, главным редактором журнала «Познавайка». С 2013 года, с момента основания журнала Павел Чайка посвятил себя популяризации науки в Украине и мире. Основная цель, как журнала, так и этой статьи – объяснить сложные научные темы простым и доступным языком

Вопрос о том, есть ли в атмосфере Марса кислород, имеет особое значение. Как известно, почти весь земной кислород выделяют в атмосферу растения, поэтому обнаружение кислорода на Марсе недвусмысленно указывало бы на то, что фотосинтез осуществляется и на этой планете. Правда, по мнению некоторых астробиологов, вполне могут быть фотосинтезирующие растения, которые не выделяют кислород в атмосферу. Однако, если отсутствие кислорода в атмосфере планеты с астробиологической точки зрения еще ничего не означает, то открытие его действительно будет веским доводом в пользу гипотезы о жизни на Марсе.

Первые сообщения об обнаружении молекулярного кислорода в атмосфере оказались ошибочными. В дальнейшем удалось установить верхний предел содержания молекулярного кислорода в атмосфере планеты. Поскольку в атмосфере Марса не было замечено никаких полос поглощения кислорода, его содержание оценивалось исходя из чувствительности аппаратуры. Согласно исследованиям, выполненным в 1952 г. Т. Данхемом, приведенная толщина слоя молекулярного кислорода (т. е. толщина того слоя, в который можно собрать весь содержащийся на Марсе кислород) при давлении 1 атм не превышает 200 см. В 1964 г. Л. Каплан, Г. Мюнч и X. Спинрад снизили эту величину до 70 см.

Первое, и по-видимому, определенное указание на то, что кислород на Марсе действительно есть, появилось позже. В ночи с 18 на 19 и с 19 на 20 января 1967 г. М. Белтон и Д. Хантен с помощью солнечного телескопа обсерватории Кит-Пик получили четыре спектра Марса («Astrophysical Journal», 153, 3, ч. 1, 1968). При сравнении их со спектром Солнца, сфотографированным, когда Солнце было на той же угловой высоте что и Марс, во всех спектрах обнаружены две четкие линии поглощения молекулярного кислорода. Длины волн этих линий — около 7634,74 и 7635,78 А, в то время как ожидалось, что длины волн поглощения молекулярного кислорода должны составлять 7634,75 и 7635,88 А.

Интенсивность этих линий поглощения значительно превышает предел чувствительности применявшейся аппаратуры. В этой области спектра нет полос поглощения каких-либо других молекул, присутствие которых можно допустить в атмосфере Марса. Очень незначительное различие ожидаемых (лабораторных) и измеренных в спектре Марса длин волн этих линий, вероятно, объясняется тем, что лабораторные спектры были получены при существенно ином давлении, и это могло повлиять на относительное положение линий.

Итак, есть, по-видимому, веские основания считать, что эти линии принадлежат молекулярному кислороду. Тогда приведенная толщина слоя молекулярного кислорода в атмосфере Марса должна равняться 20 см, т. е. в марсианской атмосфере содержится примерно 0,3% кислорода. Эта величина в 1000 раз больше того количества молекулярного кислорода, который может накапливаться в верхней атмосфере Марса в результате фотохимического разложения углекислого газа. Следовательно, кислород на Марсе распределен по всей атмосфере и должен иметь биогенное происхождение.

Автор: К. А. Любарский, кандидат физико-математических наук.