Er is iets vreemds aan de zuurstof in de atmosfeer boven de Gale-krater van Mars: de niveaus fluctueren dramatisch als de seizoenen veranderen. En deze mysterieuze zuurstofcyclus kan niet worden verklaard door een bekende chemie, zo blijkt uit een nieuwe studie.
Gale Crater is een 96 mijl brede (154 kilometer) depressie die werd veroorzaakt door een meteoorcrash van 3,5 miljard tot 3,8 miljard jaar geleden. NASA's Curiosity-rover verkent de krater sinds 2012, toen hij volgens NASA aan de voet van Mount Sharp landde, een gigantische berg in het hart van de krater.
De afgelopen drie jaar op Mars (meer dan vijf aardse jaren) ademt de rover de lucht boven de Gale Crater in en analyseert de atmosfeer met behulp van een instrument genaamd Sample Analysis at Mars (SAM), dat deel uitmaakt van een draagbaar chemielaboratorium, NASA-functionarissen zeiden in een verklaring.
SAM bevestigde dat 95% van de atmosfeer van Mars bestaat uit kooldioxide (CO2) en de andere 5% is een combinatie van moleculaire stikstof (twee aan elkaar gebonden stikstofatomen), moleculaire zuurstof, argon en koolmonoxide. SAM ontdekte ook dat, wanneer CO2-gas aan de polen bevriest tijdens de Marswinter, de luchtdruk op de hele planeet daalt. Als de CO2 in de warmere maanden verdampt, stijgt de luchtdruk weer. Argon en stikstof stijgen en dalen voorspelbaar, afhankelijk van hoeveel CO2 er in de lucht zit.
Maar toen SAM de zuurstofniveaus in de krater analyseerde, waren de resultaten verbluffend: de zuurstofniveaus stegen veel hoger dan verwacht - tot wel 30% van de basisniveaus in de lente en zomer - en daalden vervolgens naar lagere niveaus dan voorspeld in de winter.
"We worstelen om dit uit te leggen", zei hoofdauteur Melissa Trainer, planetair wetenschapper bij NASA's Goddard Space Flight Center in Maryland, in de verklaring. "Het feit dat het zuurstofgedrag niet elk seizoen perfect te herhalen is, doet ons denken dat het geen kwestie is die te maken heeft met atmosferische dynamiek" of met fysische processen die in de atmosfeer plaatsvinden, zoals het uiteenvallen van moleculen. Alle mogelijke verklaringen die ze bedachten, vielen tekort.
Integendeel, 'het moet een chemische bron en een zinkput zijn die we nog niet kunnen verklaren', voegde ze eraan toe.
Deze puzzel doet denken aan een soortgelijk mysterie over de methaangehaltes in de krater: SAM ontdekte eerder dat de typisch onzichtbare methaangehaltes in de zomer soms met ongeveer 60% toenemen en op andere willekeurige momenten om onbekende redenen dalen.
"We beginnen deze prikkelende correlatie tussen methaan en zuurstof een groot deel van het Marsjaar te zien," zei Sushil Atreya, een professor in klimaat- en ruimtevaartwetenschappen en engineering aan de Universiteit van Michigan in Ann Arbor, in de verklaring. 'Ik denk dat er iets aan de hand is.' Maar niemand weet nog wat dat "iets" is, voegde hij eraan toe.
Zowel zuurstof als methaan kunnen biologisch (zoals door microben) en geologisch (zoals door water en gesteenten) worden geproduceerd, en wetenschappers weten niet welk proces de elementen zou kunnen produceren. Echter, tot teleurstelling van buitenaardse jagers, is het waarschijnlijker dat de overtollige zuurstof en methaan het resultaat zijn van een geologisch proces, volgens de verklaring. Momenteel is de meest waarschijnlijke bron van de overtollige zuurstof de Marsbodem, meldde het team. Maar zelfs als dat het geval is, hebben ze geen idee wat er in de grond zoveel zuurstof in de atmosfeer afgeeft.
De bevindingen werden op 12 november gepubliceerd in het Journal of Geophysical Research: Planets.
