Zuurstofconcentratie in de Mrsatmosfeer is onverklaarbaar (afb: NASA)

Voor het eerst zijn onderzoekers er achter gekomen dat de zuurstof in de Marsatmosfeer zich vreemd ‘gedraagt’. De (lage, want maar 0,16%) concentratie varieert met de seizoenen op de rode planeet en de onderzoekers hebben geen flauwe notie hoe dat komt.
In de loop van drie Marsjaren, dan zijn bijna zes aardjaren, heeft het ‘scheikundelab’ van het Marskarretje Curiosity lucht binnengehaald en de samenstelling geanalyseerd. Aan het Marsoppervlak bestaat de atmosfeer voor het overgrote deel uit het broeikasgas kooldioxide (95%), 2,6% is stikstof, 1,9% argon, 0,16% zuurstof en 0,06% koolmonoxide.
Die concentraties veranderen met de seizoenen. In de Marswinters bevriest kooldioxide en wordt de luchtdruk lager. In de lente en zomer verdampt het vaste droogijs weer en stijgt de luchtdruk. Stikstof en het edelgas volgen dat seizoenspatroon in de buurt van de Galekrater waar Curiosity mat.
De onderzoekers dachten dat voor zuurstof hetzelfde gold, maar die deed dat niet. In lente en herfst steeg de concentratie met 30% en viel in de herfst weer terug naar een niveau dat te verklaren is met scheikundige kennis. Dat patroon herhaalde zich elke Marslente, met dat verschil dat de toename niet altijd gelijk was. Het leek er op of er ergens zuurstof werd geproduceerd, die vervolgens weer verdween. “We stonden voor een groot raadsel”, zegt Sushil Atreya van de universiteit van Michigan.

Verklaring?

Zodra er zuurstof op Mars werd ontdekt zijn er pogingen gedaan die aanwezigheid te verklaren. Zou die kunnen zijn ontstaan uit een reactie tussen kooldioixde en water? Dat kan niet, want dan zou er meer water op Mars moeten zijn dan er nu is. Ook het uiteenvallen van kooldioxide is geen verklaring. Dat gebeurt veel te langzaam. En waardoor verdwijnt zuurstof? Zou zonnestraling het zuurstofmolecuul in tweeën breken en zouden die twee atomen vervolgens in het heelal verdwijnen? Dat zou zeker tien jaar duren, dat kon dus ook niet.

“Dat het zuurstofgedrag zich niet precies herhaalt lijkt er op te wijzen dat het niet om de dynamiek van de atmosfeer gaat”, zegt mede NASA-onderzoekster Melissa Trainer. “Er moet een bron en een put zijn die we niet kennen.”
Grappig is dat methaan in de Marsatmosfeer dat daar in minieme hoeveelheden voorkomt (0.00000004%) soortgelijk, onverklaarbaar ‘gedrag’ vertoont. Atreya: “Je zou gaan denken dat er een relatie is tussen methaan en zuurstof. Ik denk dat daar wel wat in zit, maar ik heb de antwoorden niet. Niemand heeft die.”

De groep van Trainer denkt dat de zuurstof misschien uit de bodem komt. Daar zitten verbindingen in als waterstofperoxide of perchloraten. Onder invloed van warmte komt daar zuurstof van vrij zouden proeven met de Viking-landers in de jaren 70 hebben aangetoond, maar die omstandigheden leken niet op die in een Marslente en die mogelijkheid verklaart ook niet waardoor de zuurstof weer verdwijnt. Straling zou een rol kunnen spelen, maar dan praten we over een miljoen jaar om de zuurstofsprong in de lente te kunnen verklaren.
“We hebben nog niks bedacht”, zegt Timothy McConnochie van de universiteit van Maryland, “maar we denken dat het iets te maken heeft met de bovenste bodemlaag die met het seizoen verandert. Daar zijn genoeg zuurstofatomen aanwezig om het gedrag te verklaren.”

Het is ook voor het eerst dat onderzoekers een seizoenpatroon op Mars waarnemen. Trainer doet een beroep op alle Marsonderzoekers om mee te denken.

Bron: EurekAlert