Чи є кисень на Марсі
Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою.
Питання, чи є в атмосфері Марса кисень, має особливе значення. Як відомо, майже весь земний кисень виділяють в атмосферу рослини, тому виявлення кисню на Марсі недвозначно вказувало на те, що фотосинтез здійснюється і на цій планеті. Щоправда, на думку деяких астробіологів, цілком можуть бути фотосинтезуючі рослини, які не виділяють кисень в атмосферу. Однак якщо відсутність кисню в атмосфері планети з астробіологічної точки зору ще нічого не означає, то відкриття його дійсно буде вагомим доказом на користь гіпотези про життя на Марсі.
Перші повідомлення про виявлення молекулярного кисню у атмосфері виявилися помилковими. Надалі вдалося встановити верхню межу вмісту молекулярного кисню в атмосфері планети. Оскільки у атмосфері Марса не було помічено ніяких смуг поглинання кисню, його вміст оцінювався з чутливості апаратури. Згідно з дослідженнями, виконаними в 1952 р. Т. Данхемом, наведена товщина шару молекулярного кисню (тобто товщина того шару, в який можна зібрати весь кисень, що міститься на Марсі) при тиску 1 атм не перевищує 200 см. У 1964 р. Л. .Каплан, Г. Мюнч і X. Спінрад знизили цю величину до 70 см.
Перша, і, мабуть, певна вказівка на те, що кисень на Марсі справді є, з’явилася пізніше. У ночі з 18 на 19 і з 19 на 20 січня 1967 р. М. Белтон і Д. Хантен за допомогою сонячного телескопа обсерваторії Кіт-Пік отримали чотири спектри Марса (Astrophysical Journal, 153, 3, ч. 1, 1968) . При порівнянні їх зі спектром Сонця, сфотографованим, коли Сонце було на тій же кутовій висоті, що й Марс, у всіх спектрах виявлено дві чіткі лінії поглинання молекулярного кисню. Довжини хвиль цих ліній – близько 7634,74 і 7635,78 А, тоді як очікувалося, що довжини хвиль поглинання молекулярного кисню повинні становити 7634,75 і 7635,88 А.
Інтенсивність цих ліній поглинання значно перевищує межу чутливості апаратури, що застосовувалася. У цій галузі спектру немає смуг поглинання будь-яких інших молекул, присутність яких можна припустити в атмосфері Марса. Дуже незначна відмінність очікуваних (лабораторних) та виміряних у спектрі Марса довжин хвиль цих ліній, ймовірно, пояснюється тим, що лабораторні спектри були отримані при суттєво іншому тиску, і це могло вплинути на відносне положення ліній.
Отже, є, мабуть, вагомі підстави вважати, що ці лінії належать молекулярному кисню. Тоді наведена товщина шару молекулярного кисню в атмосфері Марса повинна дорівнювати 20 см, тобто в марсіанській атмосфері міститься приблизно 0,3% кисню. Ця величина в 1000 разів більша за ту кількість молекулярного кисню, який може накопичуватися у верхній атмосфері Марса в результаті фотохімічного розкладання вуглекислого газу. Отже, кисень на Марсі розподілений по всій атмосфері та повинен мати біогенне походження.
Автор: К. А. Любарський, кандидат фізико-математичних наук.