今天發表在《Science Advances》上的新研究是第一個記錄火星大氣中氯化氫（HCl）及其相關氯化反應的文獻。自從2004年發現甲烷（一種潛在的生物特徵）以來，這是首次在火星上檢測到新型分子。氯化氫（HCl）與生命沒有聯絡（實際上相反），但是與甲烷一樣，它在火星上的存在是 現在是一個需要答案的問題。
這項研究的合著者、牛津大學物理系的研究科學家凱文·奧爾森（Kevin Olsen）說，有兩種可能性：要麼是地表下的岩漿活動產生的氣體，要麼是透過涉及地表灰塵和大氣氣體的複雜化學相互作用產生的氣體。無論哪一個是正確的，都將是一個令人興奮的結果。
奧爾森在一封電子郵件中解釋說：“如果有證據表明，擬議中的化學迴圈將地表塵埃中的礦物質與大氣中的氣體聯絡起來，這將是已知的第一次地表和大氣之間的直接聯絡，而不是冰的形成。”另一方面，如果某種形式的噴發被確定為氯化氫（HCl）的來源，如火山或其他岩漿脫氣，那麼這是已發現的活躍地質作用的第一個證據。
事實上，美國宇航局的“洞察”號探測器透過發現火星地震現象，已經暗示火星上存在未知的地質過程。上述甲烷的發現同樣指向未知的地質或可能的生物過程。然而，如果表面物質和大氣氣體的化學迴圈與氯化氫（HCl）有關，這仍然代表著火星氣體跟蹤軌道器（TCO）的巨大勝利，因為這正是它設計用來探測的東西。
火星氣體跟蹤軌道器（TCO）曾被用於探測火星上的氯化氫（HCl），是歐洲航天局和俄羅斯俄羅斯聯邦航天局的聯合任務，它從2016年開始在火星軌道上執行。火星氣體跟蹤軌道器（TCO）專案的主要目標是對火星低層大氣中的稀有氣體進行分類，如水蒸氣、二氧化氮、乙炔和甲烷。這些化合物和其他化合物的發現及其潛在的相互作用可以為火星上以前未被發現的化學過程提供證據。
火星氣體跟蹤軌道器（TCO）的大氣化學套件光譜儀收集的資料顯示了與HCl一致的光譜序列。該研究的第一作者、莫斯科空間研究所的行星科學家奧列格·科拉貝夫（Oleg Korablev）在一封電子郵件中說，研究小組發現了“多種光譜特徵，一種特徵強度和位置的模式”，這使得他們能夠“無誤地識別氯化氫（HCl）”。他還說：“我們甚至發現了兩種不同原子量的氯同位素，Cl-35和Cl-37。”
氯化氫（HCl）是地球大氣中一種非常重要的氣體，在室溫下是看不見的，但當它與大氣水蒸氣接觸時會產生白色的氯化氫（HCl）煙霧。
“在地表附近，它是由蒸發的海水形成的，它與酸的形成有關，在高層大氣中，它在臭氧破壞中起到了作用。”奧爾森說，“它也是從火山噴發出來的，這就是為什麼我們一直在火星上尋找它——這是火山活動活躍的跡象。但是，我們不認為火山並不是是火星氯化氫（HCl）形成的唯一原因，我們認為還有其他的大氣化學在起作用。”
奧爾森和他的同事懷疑這是因為氯化氫（HCl）和水蒸氣的行為似乎有關聯。這些水蒸氣來自南極冰蓋，在南半球的火星夏季，冰蓋將蒸發的水洩漏到大氣中。事實上，氯化氫（HCl）是在2019年4月被檢測到的，那是火星南半球的夏末。
奧爾森說：“我們的觀測是關於極地冰蓋季節性凍融迴圈對火星大氣和氣候的影響。”
重要的是，在2018年席捲地球的一場史詩般的沙塵暴中，也檢測到了HCl的特徵，這場十年一遇的風暴永久性地摧毀了美國宇航局（NASA）的”機遇“號探測器。全球沙塵暴造成了暫時的溫室效應，把水從地表附近拉到了更高的高度。奧爾森說，正是這些條件，“溫暖、多塵、潮溼的大氣”，可能導致了火星上氯化氫（HCl）的形成。但正如科學家在隨後的一年中觀察到的，氯化氫（HCl）的形成“可能發生在有規律的、季節性的沙塵條件下，”他指出。
同時，氯化氫（HCl）來源於火山的證據仍然很弱。科拉貝夫說，火星上還沒有探測到其他“預計更豐富的火山氣體”，如二氧化硫。“我們在地球上的探測分佈不支援氯化氫（HCl）集中的任何當地來源，”而美國宇航局的‘洞察’號著陸器發現火星上的地震活動很低。”他說，“所有這些事實都與氯化氫（HCl）的火山成因不一致。”
奇怪的是，氯化氫（HCl）很快就消失了。它是在全球沙塵暴期間和之後以及沙塵季節被發現的，但後來就消失了，研究人員也不知道為什麼。
“我們對氯化氫（HCl）行為的理解並不能解釋這一點。”奧爾森說，“它不會像二氧化碳或水那樣凝結和凍結，它不應該分解得那麼快，而且它太多了，無法移動到我們的儀器無法測量的地方。我們預計會與固體塵埃和冰粒子發生相互作用，但為什麼氯化氫（HCl）從火星大氣中消失了，這是一個謎。”
氯化氫（HCl）存在於火星上並不令人感到意外，因為早在2008年發現的高氯酸鹽（一種不同的氯化合物）暗示了這種氣體的存在。如果研究人員對氯化氫（HCl）的化學來源是正確的，並且如果氯在礦物和氣相之間迴圈，那麼“那將對高氯酸鹽的形成產生影響，但我們還沒有看到影響有多大，”奧爾森說。 他補充說：“ 氯化氫（HCl）也是非常活潑的，並且在地球大氣中起著重要作用，而且我們看到它的水平遠遠高於預期，因此它將影響我們如何看待和模擬火星大氣層的化學性質。”
研究小組現在正期待著對下一個火星年收集到的總體擁有成本資料進行整理，當時沒有出現全球沙塵暴。該小組將研究氯化氫（HCl）的出現和消失如何與灰塵和大氣蒸汽以及擬定的氣體礦物反應中涉及的潛在成分有關。同時，科拉貝夫說，研究小組還期待著“大氣化學建模和火星氯化學相關實驗室研究的新進展”。
我們喜歡認為火星是僅次於地球的宜居星球，但這樣的研究提醒我們，這個地方是多麼的不適宜居住和荒涼。一些真正令人毛骨悚然的化學反應正在進行，與地球上所見的過程沒有明顯的相似之處。火星表面沒有流動的水、稀薄的大氣中充滿了二氧化碳，劇烈的溫度波動，是我們努力理解的奇異過程的發源地。可以說，我們不會很快住在那兒。