marzo 5, 2021

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Traza de gas orbital detecta gas cloruro de hidrógeno en la atmósfera de Marte | Ciencia planetaria, exploración espacial

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Fuente Cloruro de hidrogeno (HCl) en la atmósfera marciana es la actividad volcánica reciente en la superficie, la actividad del magma subsuperficial o la química de aerosoles que se produce con las partículas de polvo marciano en la atmósfera. El ácido clorhídrico aumentó durante Tormenta de polvo global 2018 Y disminuyó poco después de su final, lo que indica un intercambio entre el polvo y la atmósfera del planeta rojo.

Impresión artística que muestra la separación de la unidad Schiaparelli del Trace Gas Orbiter de la ESA y la orientación a Marte. Crédito de la imagen: Dr. Ducross / Agencia Espacial Europea.

El HCl fue detectado por el Grupo de Química Atmosférica (ACS) y confirmado con los Instrumentos Nadir y la Ocultación del Descubrimiento de Marte a bordo. El vehículo ExoMars de la Agencia Espacial Europea (TGO) es importante.

“Descubrimos el cloruro de hidrógeno por primera vez en la superficie de Marte”, dijo el Dr. Kevin Olsen, investigador del Departamento de Física de la Universidad de Oxford.

“Este es el primer descubrimiento de gas halógeno en la atmósfera marciana y representa un nuevo ciclo químico que debe entenderse”.

“El descubrimiento del primer gas traza nuevo en la atmósfera marciana es un hito en la misión Trace Gas Orbiter”, dijo el Dr. Håkan Svedhem, científico del proyecto TGO, investigador de la Agencia Espacial Europea.

“Esta es la primera clase nueva de gas que se descubre desde la supuesta observación de metano por parte de la Agencia Espacial Europea (ESA) Mars Express en 2004, que estimuló la búsqueda de otras moléculas orgánicas y finalmente culminó con el desarrollo de la misión TGO, que es el descubrimiento de nuevos gases. Básicamente tiene un propósito “.

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Los científicos planetarios siempre han estado buscando gases de cloro o azufre porque son posibles indicadores de la actividad volcánica marciana.

Pero la naturaleza de las observaciones del ácido clorhídrico, el hecho de que se detectó muy lejos al mismo tiempo y la falta de otros gases que podrían esperarse de la actividad volcánica, sugiere una fuente diferente.

Esto significa que el descubrimiento indica una interacción superficie-atmósfera completamente nueva impulsada por temporadas de polvo en Marte que no se habían explorado previamente.

Los científicos dijeron: “En un proceso muy similar al que vemos en la Tierra, las sales en forma de cloruro de sodio, los remanentes de océanos evaporados incrustados en la superficie polvorienta de Marte, son levantadas a la atmósfera por el viento”.

“Los rayos del sol calientan la atmósfera, provocando que el polvo se eleve junto con el vapor de agua de los casquetes polares”.

El polvo de sal reacciona con el agua en la atmósfera para liberar cloro, que a su vez reacciona con las moléculas que contienen hidrógeno para formar cloruro de hidrógeno.

“Reacciones adicionales podrían hacer que el polvo rico en ácido clorhídrico o cloro regrese a la superficie, posiblemente en forma de perclorato, una clase de sal hecha de oxígeno y cloro”.

Este gráfico describe un posible nuevo ciclo químico en Marte después del descubrimiento de cloruro de hidrógeno en la atmósfera marciana.  Las sales se esparcen en forma de cloruro de sodio (NaCl) en Marte.  Los vientos levantan este polvo salado a la atmósfera.  Los rayos del sol calientan la atmósfera polvorienta, lo que genera un mayor vapor de agua emitido por los casquetes polares.  El polvo de sal reacciona con el agua atmosférica para liberar cloro (Cl), que a su vez reacciona con las moléculas que contienen hidrógeno (H) para formar cloruro de hidrógeno (HCl).  Un proceso similar ocurre en tierra: la sal marina se inyecta en el aire y, si se mezcla con el vapor de agua, el cloro queda disponible para las reacciones químicas que forman el ácido clorhídrico.  Reacciones adicionales podrían hacer que el polvo rico en cloro o el cloruro de hidrógeno regresen a la superficie de Marte, posiblemente en forma de perclorato, una clase de sal hecha de oxígeno y cloro.  Se observó que el ácido clorhídrico aparece rápidamente y desaparece de la atmósfera, por lo que debe formarse y destruirse rápidamente, devolviendo parte del mismo a la superficie.  Las observaciones de TGO sugieren que este puede ser un proceso anual impulsado por las estaciones cambiantes del año, específicamente el calentamiento de la capa de hielo del hemisferio sur durante el verano austral, que libera vapor de agua a la atmósfera.  El calor adicional también genera fuertes vientos a medida que el aire se mueve de regiones cálidas a regiones más frías.  A su vez, los vientos levantan más polvo, lo que genera tormentas de polvo regionales y globales.  Crédito de la imagen: ESA.

Este gráfico describe un posible nuevo ciclo químico en Marte después del descubrimiento de cloruro de hidrógeno en la atmósfera marciana. Las sales se esparcen en forma de cloruro de sodio (NaCl) en Marte. Los vientos levantan este polvo salado a la atmósfera. Los rayos del sol calientan la atmósfera polvorienta, lo que genera un mayor vapor de agua emitido por los casquetes polares. El polvo de sal reacciona con el agua atmosférica para liberar cloro (Cl), que a su vez reacciona con las moléculas que contienen hidrógeno (H) para formar cloruro de hidrógeno (HCl). Un proceso similar ocurre en tierra: la sal marina se inyecta en el aire y, si se mezcla con el vapor de agua, el cloro queda disponible para las reacciones químicas que forman el ácido clorhídrico. Reacciones adicionales podrían hacer que el polvo rico en cloro o el cloruro de hidrógeno regresen a la superficie de Marte, posiblemente en forma de perclorato, una clase de sal hecha de oxígeno y cloro. Se observó que el ácido clorhídrico aparece rápidamente y desaparece de la atmósfera, por lo que debe formarse y destruirse rápidamente, devolviendo parte del mismo a la superficie. Las observaciones de TGO sugieren que este puede ser un proceso anual impulsado por las estaciones cambiantes del año, específicamente el calentamiento de la capa de hielo del hemisferio sur durante el verano austral, que libera vapor de agua a la atmósfera. El calor adicional también genera fuertes vientos a medida que el aire se mueve de regiones cálidas a regiones más frías. A su vez, los vientos levantan más polvo, lo que genera tormentas de polvo regionales y globales. Crédito de la imagen: ESA.

Los autores descubrieron gas de ácido clorhídrico por primera vez durante una tormenta de polvo global en 2018, observaron su aparición simultáneamente en los hemisferios norte y sur, y fueron testigos de su repentina y rápida desaparición nuevamente al final del período polvoriento del monzón.

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En realidad, están mirando los datos recopilados durante la próxima temporada de polvo y viendo que el ácido clorhídrico aumenta nuevamente.

“Se necesita vapor de agua para liberar el cloro y se necesitan los subproductos del agua (hidrógeno) para formar cloruro de hidrógeno. El agua es importante en esta química”, dijo el Dr. Olsen.

“También observamos una asociación con el polvo: vemos más cloruro de hidrógeno cuando la actividad del polvo aumenta, un proceso asociado con el calentamiento estacional del hemisferio sur”.

“Es muy gratificante ver que nuestros sistemas sensibles descubren un gas que nunca antes se había visto en la atmósfera marciana”, dijo el Dr. Oleg Korablev, investigador principal de ICI.

“Nuestro análisis vincula la generación y degradación del gas cloruro de hidrógeno en Marte”.

Los resultados se muestran en dos artículos revista Avances de la ciencia Y el revista Astronomía y Astrofísica.

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Oleg Corabelev Et al. 2021. HCl transitorio en la atmósfera marciana. Avances de la ciencia 7 (7): eabe4386; Doi: 10.1126 / sciadv.abe4386

Kansas Olsen Et al. 2021. Ocurrencia estacional de HCl en la atmósfera de Marte durante la temporada de Marte de 35 años. A & a, En la prensa; Doi: 10.1051 / 0004-6361 / 202140329

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