宇宙印象 深度科普欄目第1069期 眾所周知，火星大氣層中的氧氣濃度十分低，但在直徑160.9千米的蓋爾隕石坑和古老湖床上，氧氣的濃度會發生奇怪的季節性變化，對此，科學家暫時還未找出原因並給出合理的解釋。在2011年發射的好奇號火星車於2012年8月著陸火星表面，並對火星進行了長達6年的觀測。好奇號火星車所配備的火星樣品分析（SAM）儀器，可以對火星大氣的組成部分進行分析。通過SAM儀器的觀測數據，研究人員發現，在火星上，不僅僅只有氧氣有奇怪的季節性變化問題，甲烷的季節性變化也長達了7年，並且在夏季時其濃度含量達到最高值，而且它們的波動有時是同步發生的。
地球上的氧氣和甲烷也有非生物來源，在微生物活動的過程中可以產生氧氣，而微生物產甲烷菌可以產生甲烷；氧氣和甲烷還可以通過水和岩石的相互作用而產生。而接下來要發射的美國宇航局2020年火星探測器，還有歐洲航天局和Roscosmos公司合作的ExoMars探測器和著陸器，都會對火星進行探測並尋找火星可能具有生命的證據。根據好奇號SAM儀器的觀測數據顯示，可得出火星的大氣成分表：主要成分二氧化碳占據95%；氧占據0.16%。這些成分會隨著火星氣壓季節性變化而變化：在冬季時，二氧化碳會發生凍結使氣壓降低；而在春夏兩季，被凍結的二氧化碳開始融化蒸發。
研究人員對儀器和數據都進行了仔細分析，但可惜的是研究人員並沒有找出能解釋氧氣現象的原因。雖然氮氣和氬氣都會發生規律的季節性變化，但是氧氣並沒有這種規律性的變化。在火星年（1火星年等於687個地球日）的春夏兩季，氧氣的含量可以增加30%，然後在秋季到來時，其含量會迅速下降。研究人員發現這個過程每個火星年都會得到重複，於是他們猜測，在火星上一定有某種物質在春夏兩季產生了氧氣，然後在秋季帶走了這些氧氣。但由於氧氣行為並沒有規律可言，所以研究人員認為這種物質與大氣動力學的關係不大，而是與未知來源有關，矛頭指向火星地下。
隨後，在火星快車軌道器（在2003年由歐洲航天局發射）的觀測數據中，研究人員也發現了濃度十分低的甲烷，並且發現甲烷也會跟隨季節的變化而變化，在夏季，它的濃度增加了60%。研究人員認為這個現象可以表明：氧氣和甲烷之間或許存在某種聯繫。隨後他們猜測蓋爾隕石坑火星土壤的季節變化，很有可能就是甲烷和氧氣出現異常的源頭。
美國宇航局提供了維京1號和2號軌道器的觀測數據，它們在1976年的7月和9月著陸於火星表面，並對火星進行了氣體實驗。在這個實驗中，研究人員發現火星土壤樣品能夠產生氧氣。在2008年5月發射的鳳凰號探測器著陸於火星北極表面，並在凍結的土壤中發現了水冰和高氯酸鹽（加熱後會產生氧氣），如果說高氯酸鹽是產生氧氣的物質之一的話，那麼另一個物質很有可能就是過氧化氫。
對於科學家來說，目前最重要的就是找出氧氣和甲烷出現異常的原因。如果能夠找到氧氣的循環方式和生產方式的話，這將有助於未來的液態火箭推進劑的生產，我們能夠在火星上建立火箭燃料補給點。火星2020探測器的預計發射時間在2020年7月17日至8月5日，並在2021年2月18日降落於傑澤羅隕石坑，隨後開始對火星進行探測並收集40個火星樣品。據報導，美國宇航局和歐洲航天局正在計劃：如何將火星樣品帶回地球並進行研究分析。同時火星2020探測器還會對火星進行Moxie實驗，也就是在火星大氣的二氧化碳中進行提取氧氣的實驗。
至於歐洲航天局的ExoMars探測器，將在今年的7月26日-8月11日進行發射。目前歐洲宇航局正在解決該探測器的降落傘系統，致力於讓它在2021年3月19日著陸於火星的Oxia Planum，它還配備了一個鑽頭，可以對2米深的火星樣本進行探測。而在2018年11月著陸於火星Elysium Planitia的InSight任務中，它配有熱流和物理特性探測器（HP3）等設備儀器，HP3可以對5米深的火星樣本進行探測。但研究人員發現，由於火星土壤的不確定性，使得挖掘火星樣本這件事變得極為困難，目前研究人員正在努力尋找更好的火星樣本挖掘方式。宇宙印象為今日頭條獨家，其他均為假冒，轉載均為非法。