Jeśli nie jesteś chemikiem, astrobiologiem lub naukowcem, a to obejmuje większość z nas, to niewielki, prawie niezauważalny powiew metanu w marsjańskiej atmosferze może wydawać się niczym wielkim. Ale tak jest, łagodni ludzie. To jest.
Dlaczego?
Ponieważ może to być sygnał, że jakiś proces życia jest w pracy. Nawet my, nie-naukowcy, w pewnym momencie zastanawialiśmy się, czy jedyne życie w Układzie Słonecznym, a może w całym Wszechświecie, ogranicza się tutaj na Ziemi.
Przejdźmy do tego.
Jakiś czas temu, dokładnie w 2013 i 2014 roku, łazik MSL Curiosity NASA wykrył skoki metanu w atmosferze w Kraterze Gale. Znacznie wcześniej, w 2004 r., Mars Express Orbiter (MEO) wykrył również metan w marsjańskiej atmosferze. Metan jest ważny, ponieważ może być wskaźnikiem procesu życia. (Metan można również wytwarzać w procesach niebiologicznych.)
Metan nie pozostaje długo. Po uwolnieniu do atmosfery można go szybko zniszczyć w wyniku naturalnych procesów atmosferycznych. Tak więc każdy metan wykryty w atmosferze Marsa oznacza, że musiał zostać niedawno uwolniony, chociaż mógł zostać wyprodukowany miliony, a nawet miliardy lat temu, i uwięziony w podziemnych formacjach skalnych.
Na Ziemi większość metanu jest wytwarzana przez żywe stworzenia; na przykład mikroorganizmy w warstwach osadowych lub w jelitach przeżuwaczy. Niektóre z nich są wytwarzane w procesach abiotycznych lub nieożywionych, ale znalezienie metanu na Marsie jest nadal, przynajmniej potencjalnie, dużym problemem.
Teraz Europejska Agencja Kosmiczna, która obsługuje Mars Express Orbiter, cofnęła się od danych z 15 czerwca 2013 r., Kiedy ciekawość wykryła skok metanu i coś znalazła. Planetarny spektrometr Fouriera (PFS) na pokładzie MEO wykrył metan w tym samym miejscu, co Curiosity, zaledwie dzień później.
Po raz pierwszy skok metanu ciekawości został poparty innymi niezależnymi obserwacjami. Wyniki te zostały przedstawione w nowej pracy opublikowanej 1 kwietnia w Nature Geoscience.
Wyniki MEO są częścią nowej metody analizy danych ze spektrometru. Technika zbiera kilkaset pomiarów na jednym obszarze w krótkim okresie czasu. Zespół odpowiedzialny za wyniki opracował również nowy sposób analizy danych.
“Ogólnie rzecz biorąc, nie wykryliśmy żadnego metanu, oprócz jednego określonego wykrycia około 15 części na miliard objętości metanu w atmosferze, który okazał się dzień po tym, jak Curiosity zgłosiło skok o około sześć części na miliard”- mówi Marco Giuranna z Narodowego Instytutu Astrofizyki - Instytutu Astrofizyki i Planetologii Kosmicznej w Rzymie we Włoszech, główny badacz eksperymentu PFS i główny autor artykułu opisującego wyniki w Nature Geoscience.
15 części na miliard to niewiele. Ale to wciąż jest znaczące.
“Chociaż części na miliard ogólnie oznaczają stosunkowo niewielką ilość, jest to dość niezwykłe dla Marsa - nasz pomiar odpowiada średnio około 46 tonom metanu, który był obecny na obszarze 49 000 kilometrów kwadratowych obserwowanych z naszej orbity”- powiedziała Giuranna w komunikacie prasowym.
Istnieje inna korelacja potwierdzająca to potwierdzenie. Dziesięć innych obserwacji spektrometru orbiter Mars Express nie wykazało obecności metanu, co odpowiada okresowi, w którym Ciekawość wykazała również niskie pomiary.
Więc skąd to się wzięło? Początkowo dominujący wiatr w lokalizacji Curiosity w Kraterze Wichru przybył z północy. Naukowcy sądzili, że metan pochodzi z samego krateru, przenoszony przez wiatr do Ciekawości. To nie wydaje się tak prawdopodobne.
“Nasze nowe dane Mars Express, zrobione jeden dzień po nagraniu Curiosity, zmieniają interpretację pochodzenia metanu, szczególnie biorąc pod uwagę globalne wzorce cyrkulacji atmosferycznej wraz z lokalną geologią- powiedziała Giuranna. „Na podstawie dowodów geologicznych i mierzonej przez nas ilości metanu uważamy, że źródło prawdopodobnie nie znajdzie się w kraterze.”
Mówiąc o źródle w tym badaniu, nie mówią o tym, czy jest to źródło abiotyczne (nieożywione) czy biologiczne. Mówią tylko o lokalizacji uwalniania metanu.
Na powyższej grafice naukowcy z Królewskiego Belgijskiego Instytutu Aeronomii Kosmicznej w Brukseli, którzy współpracują przy badaniu, podzielili obszar wokół Krateru Gale na siatkę. Dla każdego kwadratu wykorzystali symulacje komputerowe, aby wygenerować milion scenariuszy emisji.
W symulacjach wykorzystano zmierzony metan, wzorce cyrkulacji atmosferycznej i charakterystykę uwalniania metanu w oparciu o zjawisko zwane „wyciekiem gazu”. Wyciekiem gazu ma miejsce, gdy uwięziony metan jest uwalniany z formacji podziemnych, zwykle z powodu aktywności tektonicznej. Procenty odzwierciedlają prawdopodobieństwo, że metan pochodzi z każdego kwadratu siatki.
“Zidentyfikowaliśmy defekty tektoniczne, które mogą rozciągać się poniżej regionu, który ma zawierać płytki lód. Ponieważ wieczna zmarzlina jest doskonałym uszczelnieniem dla metanu, możliwe jest, że lód może uwięzić metan pod powierzchnią i uwolnić go epizodycznie wzdłuż uskoków, które przebijają się przez ten lód”- mówi współautor Giuseppe Etiope z Narodowego Instytutu Geofizyki i Wulkanologii w Rzymie. „Co ciekawe, widzieliśmy, że przeprowadzona niezależnie od siebie symulacja atmosferyczna i ocena geologiczna sugerowały ten sam region pochodzenia metanu.”
Metan na Marsie jest wciąż zagadką. Ale elementy zaczynają do siebie pasować. Teraz, gdy inny statek kosmiczny, Trace Gas Orbiter (TGO) jest na Marsie, możemy spodziewać się, że będzie więcej elementów układanki.
TGO to wspólna misja Europejskiej Agencji Kosmicznej i Roscosmos. Przeprowadzi najbardziej szczegółową analizę atmosfery Marsa. Przybył na Marsa i zaczął działać w 2016 r., Ale dopiero niedawno zaczął szukać metanu.
Co do źródła metanu na Marsie, to będzie musiało poczekać. Po prostu nie wiemy jeszcze, w jaki sposób został wyprodukowany i czy żywe organizmy są odpowiedzialne, czy nie.
Źródła:
- Badanie: niezależne potwierdzenie skoku metanu na Marsie i regionie źródłowym na wschód od krateru Gale
- Informacja prasowa: Mars Express dopasowuje skok metanu mierzony ciekawością
- Space Magazine: NASA Curiosity Rover wykrywa metan, substancje organiczne na Marsie
