宇宙印象 深度科普栏目第1069期 众所周知，火星大气层中的氧气浓度十分低，但在直径160.9千米的盖尔陨石坑和古老湖床上，氧气的浓度会发生奇怪的季节性变化，对此，科学家暂时还未找出原因并给出合理的解释。在2011年发射的好奇号火星车于2012年8月着陆火星表面，并对火星进行了长达6年的观测。好奇号火星车所配备的火星样品分析（SAM）仪器，可以对火星大气的组成部分进行分析。通过SAM仪器的观测数据，研究人员发现，在火星上，不仅仅只有氧气有奇怪的季节性变化问题，甲烷的季节性变化也长达了7年，并且在夏季时其浓度含量达到最高值，而且它们的波动有时是同步发生的。
地球上的氧气和甲烷也有非生物来源，在微生物活动的过程中可以产生氧气，而微生物产甲烷菌可以产生甲烷；氧气和甲烷还可以通过水和岩石的相互作用而产生。而接下来要发射的美国宇航局2020年火星探测器，还有欧洲航天局和Roscosmos公司合作的ExoMars探测器和着陆器，都会对火星进行探测并寻找火星可能具有生命的证据。根据好奇号SAM仪器的观测数据显示，可得出火星的大气成分表：主要成分二氧化碳占据95%；氧占据0.16%。这些成分会随着火星气压季节性变化而变化：在冬季时，二氧化碳会发生冻结使气压降低；而在春夏两季，被冻结的二氧化碳开始融化蒸发。
研究人员对仪器和数据都进行了仔细分析，但可惜的是研究人员并没有找出能解释氧气现象的原因。虽然氮气和氩气都会发生规律的季节性变化，但是氧气并没有这种规律性的变化。在火星年（1火星年等于687个地球日）的春夏两季，氧气的含量可以增加30%，然后在秋季到来时，其含量会迅速下降。研究人员发现这个过程每个火星年都会得到重复，于是他们猜测，在火星上一定有某种物质在春夏两季产生了氧气，然后在秋季带走了这些氧气。但由于氧气行为并没有规律可言，所以研究人员认为这种物质与大气动力学的关系不大，而是与未知来源有关，矛头指向火星地下。
随后，在火星快车轨道器（在2003年由欧洲航天局发射）的观测数据中，研究人员也发现了浓度十分低的甲烷，并且发现甲烷也会跟随季节的变化而变化，在夏季，它的浓度增加了60%。研究人员认为这个现象可以表明：氧气和甲烷之间或许存在某种联系。随后他们猜测盖尔陨石坑火星土壤的季节变化，很有可能就是甲烷和氧气出现异常的源头。
美国宇航局提供了维京1号和2号轨道器的观测数据，它们在1976年的7月和9月着陆于火星表面，并对火星进行了气体实验。在这个实验中，研究人员发现火星土壤样品能够产生氧气。在2008年5月发射的凤凰号探测器着陆于火星北极表面，并在冻结的土壤中发现了水冰和高氯酸盐（加热后会产生氧气），如果说高氯酸盐是产生氧气的物质之一的话，那么另一个物质很有可能就是过氧化氢。
对于科学家来说，目前最重要的就是找出氧气和甲烷出现异常的原因。如果能够找到氧气的循环方式和生产方式的话，这将有助于未来的液态火箭推进剂的生产，我们能够在火星上建立火箭燃料补给点。火星2020探测器的预计发射时间在2020年7月17日至8月5日，并在2021年2月18日降落于杰泽罗陨石坑，随后开始对火星进行探测并收集40个火星样品。据报道，美国宇航局和欧洲航天局正在计划：如何将火星样品带回地球并进行研究分析。同时火星2020探测器还会对火星进行Moxie实验，也就是在火星大气的二氧化碳中进行提取氧气的实验。
至于欧洲航天局的ExoMars探测器，将在今年的7月26日-8月11日进行发射。目前欧洲宇航局正在解决该探测器的降落伞系统，致力于让它在2021年3月19日着陆于火星的Oxia Planum，它还配备了一个钻头，可以对2米深的火星样本进行探测。而在2018年11月着陆于火星Elysium Planitia的InSight任务中，它配有热流和物理特性探测器（HP3）等设备仪器，HP3可以对5米深的火星样本进行探测。但研究人员发现，由于火星土壤的不确定性，使得挖掘火星样本这件事变得极为困难，目前研究人员正在努力寻找更好的火星样本挖掘方式。宇宙印象为今日头条独家，其他均为假冒，转载均为非法。