一个新的化学：exoMars orbiter发现了火星上的新煤气和痕迹水分

exoMars观察火星氛围中的水。

嵌入火星尘土尘埃的海盐和升高到地球的大气层已经导致发现氯化氢的发现 - 首次esa-roscosmos exomars痕量气体轨道器检测到新的气体。航天器还提供有关火星如何失去水的新信息。

MARS勘探中的一个主要探索正在寻找与生物或地质活动相关的大气气体，以及了解地球的过去和目前的水查库存，以确定火星是否有可居所，如果任何水库都可以访问未来的人力探索。今天出版的科学进步发表的两个新结果推出了一类全新的化学，并进一步了解季节性变化和表面大气相互作用，作为新观察背后的驱动力。

一个新的化学

“我们在火星上第一次发现了氯化氢。这是第一次检测火星大气中的卤素气体，并代表了一个新的化学循环，“英国牛津大学的牛克文·奥尔森（Kevin Olsen）是一个发现的主导科学家之一。

氯化氢气体或HCl，包括氢和氯原子。火星科学家始终处于氯或硫基气体的待遇，因为它们是火山活性的可能指标。但氯化氢观测的性质 - 它同时在非常远的位置检测到它的事实，并且缺乏从火山活动中预期的其他气体 - 指向不同的来源。也就是说，该发现表明，由之前未探索的火星上的尘埃季节驱动的完全新的表面大气互动。

在与地球上看到的过程非常相似的过程中，氯化钠形式的蒸发海洋的盐和嵌入火星的尘土飞扬的表面中的盐 - 通过风提升到大气中。阳光温暖造成灰尘的气氛，以及从冰盖中释放的水蒸气升起。咸粉尘与大气水反应以释放氯，然后将其与含氢的分子反应以产生氯化氢。进一步的反应可以看到富含氯或盐酸的灰尘返回到表面，也许是高氯酸盐，由氧气和氯制成的一类盐。

“你需要水蒸气到稀释氯，你需要水 - 氢的副产品 ­- 形成氯化氢。水在这种化学中至关重要，“凯文说。“我们还观察到与灰尘的相关性：当粉尘活动升起时，我们看到更多的氯化氢，与南半球季节性加热有关的过程。”

数据图显示火星大气中氯化氢的测量，由大气化学套件（ACS）收集的ESA-Roscosmos Exomars痕量气体轨道轨道。互补仪器，Nadir和Mars Discovery（Nomad）的辅助仪器也证实了检测。2018年全球沙尘暴由棕色/橙色梯度表示。该图显示了随时间（太阳能经度）和行星纬度的测量的位置。

该团队在2018年全球沙尘暴期间首先发现了天然气，观察它在北部和南部半球上同时出现，并在季节尘土飞扬的时期结束时再次目睹了它的惊人快速消失。他们已经调查了在以下灰尘季节期间收集的数据，并再次看到HCL。

“看到我们的敏感仪器令人难以置信，看看火星大气中的敏感仪器，”大气化学套件仪器的主要调查员Oleg KorableV“，”发现了发现。“我们的分析将氯化氢气体的产生和衰落与火星表面联系起来。”

需要广泛的实验室测试和新的全球大气模拟，以更好地了解基于氯的表面大气相互作用，以及在火星的持续观测中，以确认HCL的崛起和下降是由南半球夏天驱动的。

“火星大气中第一家新痕量气体的发现是痕量气体轨道特派团的主要里程碑，”ESA的ESA的ESA的散发轨道工程科学家哈尔坎萨维姆说。“这是自2004年ESA Mars Express的甲烷观察以来发现的第一类新的天然气，这激发了寻求其他有机分子，最终在痕量气体轨道特派团的发展中达到了最终，检测了新的气体主要目标。“

升高的水蒸气持有气候进化的线索

除了新的气体之外，痕量气体轨道采用曲线正在炼制我们对火星如何失去水的理解 - 这是与季节性变化有关的过程。

液体水曾经认为在火星的表面流过，这在古老的古老山谷和河流渠道的众多例子中证明了。今天，它主要锁在冰盖上并埋在地下。火星今天仍然泄漏水，以氢气和氧气从大气中逸出。

了解潜在的水库储层的相互作用及其季节性和长期行为是了解火星气候发展的关键。这可以通过研究水蒸气和“半重”水（其中一种氢原子由氘原子代替，一种具有另外的中子的氢）来完成。

“氘氘是氢比，D / H是我们的计时器 - 一种强大的公制，告诉我们火星上的水历史，以及随着时间的推移水分流失如何发展。由于屈光痕量气体轨道器，我们现在可以更好地理解和校准该天文表并考验火星上的潜在新水库，“NASA戈达德太空飞行中心和新结果的主要作者Geronimo Villanueva说。

“随着痕量气体轨道器，我们可以观察水同位素的路径，因为它们以前没有细节的水平升起。以前的测量仅提供了整个大气深度的平均值。这就像我们之前只有2D查看，现在我们可以探索3D的大气，“Nadir的主要调查员Ann Carine Vandaele，Nadir和Mars Discovery（Nomad）艺术的透明度被用于这项调查。

ESA-Roscosmos Exomars痕量气体轨道器研究水蒸气及其组件，因为它通过大气层升起并进入空间。通过特别地以氢气与其较重的对应氘的比例看，可以跟踪水损失的进化。

新的测量显示了在其原始位置的水升高的海拔高度和季节的巨大变异性。“有趣的是，数据显示，一旦水完全冒险，它主要显示半重水中的常见大型富集。 D / H比率比地球跨越火星上的所有水库，确认大量的水随时间丢失，“美国大学和美国宇航局的戈达德太空飞行中心和调查领先科学家之一。

北方（顶部）和南部（底部）半球的水（左）和D / H（右）的季节性变异性，由Nadir和Mars Discovery（Nomad）仪器船上的Nadir和透明仪器确定ESA-Roscosmos Exomars痕量气体轨道在区
域和全球沙尘暴期间观察到在区域和全球沙尘暴期间达到高海拔高度大于80公里，并在南夏的暂停（标记为拉丁语的渴望者，以渴望，或上升/爬升）。在杆子和中部大气中的较冷温度导致水的分馏和D / H的表观降低。然而，当水完全腐败时，它表现出地球海洋的六次强烈富集，确认大量的水随着时间的推移已经失去了空间。

2018年4月和2019年4月期间收集的exoMars数据还显示了三种情况，这些情况加速了大气中的水分损失：2018年1月的全球沙尘暴，一项短但激烈的区域风暴，以及夏季南极冰帽的水释放与季节性变化相关联。特别值得注意的是南夏期间水蒸气的羽流，可能会在季节性和每年的基础上将水注入上层大气中。

图形示出了将由外部痕量气体轨道器使用的三种观察模式的简单表示（不缩放）。在Nadir模式（左），航天器直接看着从火星的表面和大气层反射的阳光下。在肢体模式（中心），它在大气中排放的火星地平线看起来。在太阳掩星模式（右）中，仪器通过气氛朝向太阳点，观察不同的大气成分如何吸收太阳的光线。

与其他航天器在内的其他航天器的未来协调意见，专注于高层大气，将为火灾年度的水演变提供互补的见解。

“火星上的变化季节，特别是南半球的相对炎热的夏天似乎是我们新观察结果背后的动力，例如增强的大气防水和与氯化氢的检测相关的粉尘活动，我们看到在两个最新的研究中，“增加了哈兰。“痕量气体轨道运动员观察使我们能够像以前一样探索火星氛围。”

参考：

Oleg Koriblev，奥尔卑斯·洛杉矶奥尔森，亚历山大号奥尔森，弗兰克·蒙特玛森，安娜·塞托洛瓦，迈克尔J. Toplis，Juan alday，Denis A. Belyaev，Andrey Patakeev，Andrey Patakeev，Nikolay I. 。Ignatiev，Alexey V.Shakun，Alexey V. Grigoriev，Lucio Baggio，Irbah Abdenour，Gaetan Lacombous，Yury S. Ivanov，Shohei Aoki，Ian R. Thomas，Frank Daerden，Bojan Ristic，Justin T. Erwin，Manish Patel，Giancarlo Manish Patel，Manish Patel，Giancarlo Bellucci，Jose-Juan Lopez-Moreno和Ann C. Vandaele，2021年2月10日，科学推进.DOI：
10.1126 / sciadv.abe4386

“水分分馏的水分级，如exomars / Nomad透露的火星上升”，Geronimo L. Villanueva，朱利亚诺Liuzzi，Matteo MJ Crismani，Shohei Aoki，Ann Carine Vandaele，Frank Daerden，Michael D. Smith，Michael J. Mumma，Elise W. Knutsen，Lori Advyy，Sebastien Viscardy，Ian R. Thomas，Miguel Angel Lopez-Valverde，Bojan Ristic，Manish R. Patel，James A. Holmes，Giancarlo Bellucci，Jose Juan Lopez-Moreno和Nomad Team，2月10日，2021年2月10日，科学推进.DOI：
10.1126 / sciadv.abc8843

论文基于ACS和Nomad仪器收集的数据，欧安科罗斯科斯氏症展示痕量气体轨道器轨道轨道轨道轨道。

在K. Olsen等人在天文学和天体物理学中被接受出版，即将发布的纸张在火星第35次尘土飞扬季节的火星大气中的HCL季节性重新出现。