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甲烷遗失放大了火星的神秘面纱

11 Apr 2019
一个艺术家'对ExoMars微量气体轨道器的印象
艺术家对红色星球上的ExoMars微量气体轨道器的描绘。 (由ESA / D Ducros提供)

根据火星表面新发现,一种作用于火星表面或其附近的神秘机制正在从行星大气中清除甲烷。 ExoMars微量气体轨道器 (TGO)。欧洲-俄罗斯联合特派团发布了涵盖2018年4月至2018年8月期间的中期结果,表明该期间未在红色星球的大气中检测到甲烷。

这似乎令人惊讶,因为NASA的 好奇心漫游者坐落在大风火山口(Gale Crater)的火星,在过去三年的火星大气中,甲烷的平均背景水平恒定为0.4 ppbv(十亿分之几),偶尔会出现强度高达7 ppbv的峰值。此外,科学家们 最近确认 欧洲航天局的 火星快车 航天器观察到了好奇号于2013年测得的甲烷浓度峰值之一,验证了火星探测车的发现。

TGO通过观察大气吸收阳光的方式来检测它们。 “我们应该在甲烷吸收线所在的位置(频谱)上看到一点倾斜,但是我们看不到任何倾斜,” 曼尼什·帕特尔(Manish Patel) 是英国公开大学的一位,他是TGO的首席研究员 NOMAD光谱仪,以及新发现的合著者。 “很明显那里没有甲烷。”

新结果将甲烷的上限设定为0.05 ppbv,这是TGO灵敏度的上限。但是,说 马可·朱兰娜(Marco Giuranna) 罗马国家天体物理研究所的数据,不一定与好奇号和火星快车的先前发现相矛盾,也不是意料之外的。他说,相反,它们是“同一故事的两个部分”。

Giuranna领导了“火星快车”观测站,该观测站于2013年6月16日确认了好奇心探测到甲烷的峰值。但是,他指出,在该研究中,“除了确定的一次探测之外,我们没有探测到其他甲烷”。实际上,在以前的许多情况下,流动站和火星快车都没有检测到甲烷。在好奇号于2012年登陆后的两年时间里,它首次检测到甲烷。

Giuranna表示:“火星上甲烷的存在可能以小,短排放和瞬态事件为特征,而不是大排放和全球存在。” 物理世界.

甲烷去除

自2003年首次发现以来,火星甲烷的来源一直不确定,并考虑了地质和生物机制。现在,新的TGO结果也使该甲烷的命运成为谜。毕竟,甲烷应该在火星大气中生存三个世纪,然后太阳紫外线才能将其摧毁。

Methane sources and sinks on Mars

Giuranna说,观察到任何甲烷似乎都将立即消失,这意味着某种未知的机理必须起作用,“它会破坏或隔离最低层的甲烷”。已经提出了理论来解释这一过程,包括甲烷可能被 附着在侵蚀的石英颗粒上,这些颗粒在火星的风中吹来表面上的粉煤灰[粉尘]吸收.

尽管帕特尔(Patel)( 英国天体生物学学会 –是怀疑的。他指出,地球上有一些甲烷生物被称为甲烷营养生物,但利用甲烷进行代谢,但要考虑到火星上所有甲烷的清除,甲烷营养生物“必须到处都有,以便尽快消除”。 。

大气混合

在地面上,好奇号已经能够确定甲烷水平随火星季节而上升和下降,范围从冬季的0.24 ppbv和夏季的火星0.65 ppbv。但是,这种解释的问题在于大气环流。即使甲烷释放到大气中是局部性和季节性的,但在大气中混合也会导致甲烷以TGO可以检测到的丰度在全球范围内分布。尽管在2018年6月至8月之间吞没了火星的一场巨大沙尘暴降低了TGO对大气气体的敏感性,但Patel指出,在暴风雨之前(2018年4月和5月)所做的观察也没有发现甲烷。这与Curiosity在2018年6月进行的测量形成对比,根据 克里斯·韦伯斯特 美国宇航局喷气推进实验室(JPL)的甲烷含量为0.5 ppbv。韦伯斯特评论说,这“符合我们迄今为止季节性周期的期望。”

无论采用何种机制去除甲烷,帕特尔(Patel)都相信,它将不再是一个谜。他正在等待来自TGO的整个火星年(687个地球日)的观测,并且还计划与“好奇号”项目一起工作,以绘制更完整的图片。 Patel已经与JPL的Webster团队保持联系,讨论TGO飞越Gale Crater时的协调观测,目的是复制Mars Express在2013年6月的峰值期间所取得的成就。

Patel说:“经过[地球]几年的观察,我们将能够正确回答这个问题。”

该研究发表在 性质.

版权©2020年由IOP 出版 Ltd和个人贡献者