火星上的甲烷搜寻空无一物,令人困惑的科学家们

一个本应解决火星上甲烷之谜的航天器反而加剧了科学家们的困惑。4月10日发表在《自然》杂志上的一项研究称,欧洲-俄罗斯的痕量气体轨道飞行器(tgo)去年开始寻找这种气体,但至今还没有在火星的大气中发现任何这种气体的气味。

“这是一个巨大的惊喜,”Dorothy Oehler说,行星地质学家,行星科学研究院在休斯顿,得克萨斯州。

早期的火星任务已经探测到了甲烷在大气层中飘动的迹象。Oleg Korablev是莫斯科空间研究所的物理学家,也是该研究的主要作者,他说医疗新闻疗效不错,到目前为止,tgo还没有找到气体,这表明在气体出现后不久,一个未知的过程正在从大气中冲刷出大量的气体。

行星科学家渴望了解火星甲烷的来源,因为地球大气层中的大部分甲烷都是由生物产生的。确定火星大气中的甲烷含量,以及这些甲烷在何处,将有助于研究人员确定这些气体是来自地质来源,如岩石中的化学反应,还是有更令人兴奋的来源——潜在的火星生命。

在过去的15年里,科学家们多次在火星上发现甲烷。这些报告包括2003年甲烷羽流的望远镜观测,以及美国宇航局的好奇号探测器自2012年降落在盖尔环形山后的偶尔探测。欧洲空间局的火星快车飞船已经在多个地点发现了这种气体,包括2013年的一次烈风附近。

嗅着天空

为了更明确地回答这个问题,tgo于2016年抵达火星,并于2018年4月开始收集大气数据。在2018年4月至8月间,它没有发现甲烷的迹象,尽管它的仪器可以检测到每兆亿分之五十以下的气体浓度。

在2018年6月中旬,好奇心嗅到了大约每万亿甲烷中有500部分的气味,同时tgo在上空飞行却看不到任何东西,运行着火星探测器甲烷测量仪器的加利福尼亚州帕萨迪纳喷气推进实验室的Christopher Webster说。模型表明,任何甲烷羽流都应该向上漂移,并在几个月内混入地球大气层。

"为什么他们消失得这么快?"John Moores,加拿大多伦多约克大学的行星科学家。"我们漏掉了一些谜题"

研究人员正在好奇号和tgo号之间寻找答案,前者在火星表面上方1米处搜寻甲烷,后者在火星上空至少5公里处进行了最好的测量。科学家们正在试图确定如何能在火星表面附近摧毁甲烷。

Michael Mumma说,一种可能的情况是,从地面渗出的甲烷会被某种低海拔的化学反应移除——也许会涉及到尘埃——然后才能漂到更高的空中,他是美国航空航天局位于绿化带的戈达德太空飞行中心的行星科学家。马里兰。丹麦奥尔胡斯大学的一个研究小组已经研究了尘埃粒子如何消耗火星甲烷,将于4月11日在维也纳举行的欧洲地球科学联盟会议上描述其想法。

2018年6月,就在tgo开始监测火星大气层的几个月后,一场巨大的沙尘暴席卷了整个地球。它遮蔽了火星的大气层,并暂时迫使航天器将寻找甲烷的工作集中在高海拔和纬度地区。

前景模糊

然而,一些研究人员怀疑tgo是否会发现这种气体。“我从未在火星上看到过有说服力的对本地甲烷的探测,我相信我永远也不会,”美国航空航天局位于加州莫菲特的艾姆斯研究中心的行星科学家Kevin Zahnle说。他一直认为火星甲烷的报告是观测错误。

但Oehler说,甲烷可能以不规则的方式从火星上活跃的地质区域(比如那些布满断层的区域)飘出。由于地面上对这种气体的唯一测量来自好奇,科学家们根本没有机会观察到它是如何从地球表面的不同部分渗入的,或者甲烷是如何在向上漂移时被破坏的。Sushil Atreya是密歇根大学安阿博尔分校的行星科学家,他希望看到在火星表面的许多区域上漂浮着一系列测量甲烷的无人机、飞船或气球。

与此同时,tgo将至少在2022年继续监测火星的大气层。到目前为止,它只观测到火星年的一小部分,火星年持续了将近两个地球年。随着季节的流逝,甲烷的迹象可能还会出现。

Oehler说:“火星的一点是它从不令人厌烦。”

这篇文章是经允许转载的,并于2019年4月10日首次发表。