No kurienes nāk Marsa metāns? Nav vēja

Marss ir klinšaina pasaule, un daži zinātnieki ir teorējuši, ka vēja izraisīta erozija liek Marsa klintīm ražot metānu. Bet jauns pētījums no Ņūkāslas universitātes to atspēko. Attēls, izmantojot NASA / JPL-Caltech / Phys.org.

Kas ražo metānu uz Marsa? Tas ir jautājums, uz kuru zinātnieki mēģina atbildēt jau labu laiku. Ir dažādas iespējas, gan ģeoloģiskas, gan bioloģiskas, taču to sašaurināšana ir bijusi izaicinājums. Vai tā tiešām varētu būt… dzīves pazīme? Tagad jauns pētījums parādīja, ka vismaz viens no ģeoloģiskajiem scenārijiem ir ļoti maz ticams: akmeņu vēja erozija.

Pētnieki Ņūkāslas universitātē Lielbritānijā publicēja savus recenzētos atzinumus zinātniskajos ziņojumos 2019. gada 3. jūnijā, un 2019. gada 12. augustā tika izdots jauns paziņojums presei. Raksta kopsavilkums:

Metāna fona līmeņu un metāna smaiļu sezonālās izmaiņas ir atklātas uz vietas metra augstumā virs Marsa virsmas, un lielāki metāna krājumi ir atklāti, izmantojot uz zemes bāzētu attālās izpētes metodi, tomēr to izcelsme vēl nav pietiekami izskaidrota. Piedāvātie metāna avoti ietver meteoritos iegūtu organisko vielu apstarošanu UV staros, hidrotermiskās reakcijas ar olivīnu, organisko sadalīšanos meteoroīdu ietekmē, izdalīšanos no gāzes hidrātiem, bioloģisko ražošanu vai metāna atbrīvošanu no šķidruma ieslēgumiem bazaltā eolisko eroziju laikā. Šeit mēs pirmo reizi kvantitatīvi novērtējam eolisko nobrāzumu iespējamo nozīmi kā iesprostotā metāna atbrīvošanai no akmeņiem, apvienojot mūsdienu virsmas vēja nobrāzuma aprēķinus ar dažādu Marsa meteorītu, analogo virszemes bazālo un analogo virszemes metāna saturu. nogulumieži. Mēs parādām, ka bazalta nobrāzums mūsdienu Eeolijas erozijas ātrumos ir ļoti maz ticams, ka radīs nosakāmas izmaiņas metāna koncentrācijā atmosfērā. Mēs arī parādīsim, ka, lai arī ir lielāks metāna ražošanas potenciāls, ko rada atsevišķu nogulumiežu eoloiski nobrāzumi, lai iegūtu metāna koncentrācijas lielumu, ko analizēja Curiosity rover, tām būtu jāsatur metāns tādās koncentrācijās kā ekonomiski rezervēts biogēns / termogēnas atradnes uz Zemes. Tāpēc mēs ierosinām, ka eola nobrāzums ir maz ticams, ka Marsa atmosfērā atklātais metāns rodas, un ka ir nepieciešami citi metāna avoti.

Galveno metāna mērījumu vēsture uz Marsa no 1999. līdz 2018.gadam. Attēls caur ESA.

Viena no jaunākajām teorijām bija tāda, ka akmeņu vēja erozija varēja radīt metānu, kas tika konstatēts atmosfēras apakšējā daļā. Bet komandas atklājumi parādīja, ka tā nespēs saražot novēroto daudzumu metāna, saskaņā ar Ņūkāslas universitātes ģeoķīmiķa Jona Tellinga teikto:

Jautājumi ir šādi: no kurienes nāk šis metāns, un vai avots ir bioloģisks? Tas ir masīvs jautājums, un, lai nonāktu pie atbildes, vispirms ir jāizslēdz daudz citu faktoru.

Mēs sapratām, ka ir viens no iespējamiem metāna avotiem, kurus cilvēki agrāk nebija īsti apskatījuši, bija vēja erozija, izdalot klintīs ieslodzītās gāzes. Pēdējās desmitgades augstas izšķirtspējas attēli no orbītas ir parādījuši, ka vēji uz Marsa var izraisīt daudz augstākus vietējos smilšu kustības ātrumus un līdz ar to arī potenciālos smilšu erozijas rādītājus, nekā iepriekš tika atzīts.

Faktiski dažos gadījumos tiek lēsts, ka erozijas ātrums ir salīdzināms ar auksto un sauso smilšu kāpu lauku uz Zemes līmeni.

Izmantojot pieejamos datus, mēs novērtējām erozijas ātrumu uz Marsa virsmas un to, cik svarīga tā varētu būt metāna izdalīšanās.

Un, visu to ņemot vērā, mēs secinājām, ka ir maz ticams, ka tas būs avots.

Svarīgi šajā sakarā ir tas, ka tas stiprina argumentu, ka metānam jābūt no cita avota. Neatkarīgi no tā, vai tas ir bioloģisks, mēs joprojām nezinām.

Mākslinieka ESA koncepcija Trace Gas Orbiter, kas ir daļa no ExoMars misijas, analizējot Marsa atmosfēru. Attēls, izmantojot ESA / ATG MediaLab.

Novērojumi no kosmosa kuģiem, kas riņķo apkārt orbītā, un Curiosity roveriem, kā arī teleskopiem uz Zemes ir parādījuši, ka metāna līmenis Marsa atmosfērā šķiet sezonāls, sasniedzot augstāko līmeni vasarā un ziemā atkal izbalējis. Tikai tas, kāpēc tas vēl nav zināms, bet tas norāda, ka notiek regulārs process - gan ģeoloģisks, gan bioloģisks. Savādi, ka EKA Trace Gas Orbiter (TGO) vēl nav atklājis metānu, kaut arī tas ir viens no tās galvenajiem mērķiem. Bet tas var būt vienkārši metāna sezonalitātes dēļ vai tāpēc, ka TGO koncentrē savus novērojumus uz atmosfēras augšējiem līmeņiem, un vairums citu metāna noteikšanas gadījumu ir bijuši tuvāk zemei.

Tagad lielākā daļa zinātnieku domā, ka metāna izcelsme ir pazemē, iespējams, kā ledus klatrāti, kas vasarā atkausē un izdala metānu, vai varbūt bioloģisks avots, kas reaģē uz siltāku temperatūru. Pat ja metāns ir saistīts ar klatrātiem, tā patiesā izcelsme joprojām var būt bioloģiski ģeoloģiskā (senā dzīve). Vai arī to var iegūt silts gruntsūdens, mijiedarbojoties ar olivīnu klintīs. Ja tā, tas norāda, ka zem Marsa virsmas joprojām pastāv zināma ģeoloģiskā aktivitāte un ka tas pats par sevi varētu nodrošināt mikroorganismiem piemērotu vidi, pat ja tie faktiski neizraisa metānu. Saskaņā ar jaunākajiem pētījumiem, iespējams, arī citi cēloņi, piemēram, meteorīti vai komētas, nesniegs pietiekami daudz gāzes, lai atbilstu novērojumiem.

Pagājušā gada aprīlī jauns ziņojums parādīja, ka gan Curiosity rover, gan ap 2013. gadu riņķojošajā Mars Express vienlaikus atklāja metāna līmeņa palielināšanos - pirmo reizi. Un pagājušā gada jūnijā Curiosity atklāja visu laiku lielāko mērījumu. metāna līdz šim. Kāpēc ir šie metāna emisiju maksimumi, tikai lai gāze pēc tam faktiski pazustu? Joprojām ir daudz, ko mēs nezinām, kā norādīja Ņūkāslas universitātes pēcdoktorantūras pētnieks Emmal Safi:

Tas joprojām ir atklāts jautājums. Mūsu raksts ir tikai maza daļa no daudz lielāka stāsta.

Galu galā tas, ko mēs cenšamies atklāt, ir, ja pastāv tāda dzīvības iespēja, kas pastāv uz citām planētām, nevis uz mūsu pašu, vai nu dzīvojot tagad, vai varbūt dzīvi pagātnē, kas tagad tiek saglabāta kā fosilijas vai ķīmiski paraksti.

Ilustrācija, kurā attēloti kādi procesi varētu radīt un iznīcināt metānu uz Marsa. Visticamāk, metāns rodas no apakšas virs zemes un atmosfērā izdalās caur plaisām zem zemes. Attēls caur ESA.

Ideja, ka Marsa metāns varētu rasties no dzīves, protams, ir aizraujoša, jo lielāko daļu metāna uz Zemes ražo dzīvie organismi. Bet vispirms būtu jālikvidē nebioloģiski skaidrojumi. Ņūkāslas Universitātes pētījumi rāda, ka vismaz viens no iespējamiem metāna ģeoloģiskajiem skaidrojumiem ir maz ticams, taču zinātniekiem vēl ir daudz jāstrādā, lai noteiktu tikai to, kas to ražo.

Grunts līnija: Šķiet, ka šis jaunais pētījums novērš vienu no iespējamiem Marsa metāna avotiem: akmeņu vēja eroziju uz virsmas. Tas palielina varbūtību, ka metāna izcelsme ir pazemē.

Avots: Aeolian iežu nobrāzums kā metāna ražošanas mehānisms Marsa atmosfērā

Via Ņūkāslas universitāte