Kust pärineb Marsi metaan? Mitte tuult

Marss on kivine maailm ja mõned teadlased on teooria leidnud, et tuulest põhjustatud erosioon põhjustab Marsi kivimites metaani tootmist. Kuid Newcastle'i ülikooli uus uuring lükkab selle ümber. Pilt NASA / JPL-Caltech / Phys.org kaudu.

Mis toodab metaani Marsil? See on küsimus, millele teadlased on juba pikka aega üritanud vastata. Võimalusi on erinevaid, nii geoloogilisi kui ka bioloogilisi, kuid nende kitsendamine on olnud väljakutse. Kas see võib tõesti olla märk… elust ? Nüüd on uus uuring näidanud, et vähemalt üks geoloogilistest stsenaariumidest on väga ebatõenäoline: kivide tuuleerosioon.

Suurbritannia Newcastle'i ülikooli teadlased avaldasid oma eelretsenseeritud leiud teaduslikes aruannetes 3. juunil 2019 ja uus pressiteade anti välja 12. augustil 2019. Artikli abstraktsest tekstist:

Metaani fooni taseme ja metaani tiheduse hooajalised muutused on tuvastatud kohapeal meetrist Marsi pinnast ja maapealse kaugseire abil avastati suuremaid metaaniplokke, kuid nende päritolu pole veel piisavalt selgitatud. Kavandatavad metaaniallikad hõlmavad meteoriitidest saadud orgaaniliste ainete ultraviolettkiirgust, hüdrotermilisi reaktsioone oliviiniga, orgaanilist lagunemist meteoroidide mõjul, gaasihüdraatide eraldumist, bioloogilist tootmist või metaani eraldumist vedelikulistest lisanditest basalti ajal eoolide erosiooni ajal. Siin kvantitatiivselt kvantifitseerime eeoliliste hõõrdumiste potentsiaalset olulisust püütud metaani vabastamiseks kivimitest, ühendades tänapäeva pinnatuule abrasiooni hinnangud mitmesuguste Marsi meteoriitide, maapealsete analoogsete basaalide ja maapealsete analoogide metaanisisaldusega settekivimid. Näitame, et basaali hõõrumine tänapäeva Maarja eoloorse erosiooni määraga ei põhjusta suure tõenäosusega atmosfääri metaani kontsentratsiooni tuvastatavaid muutusi. Lisaks näitame, et kuigi teatavate settekivimite eioolse hõõrdumise korral on metaani tootmisel suurem potentsiaal, tekitades Curiosity roveri analüüsitud metaani kontsentratsiooni suuruse, peaksid nad metaani sisaldama sarnastes kontsentratsioonides kui biogeense / termogeensed ladestused Maal. Seetõttu arvame, et Malaisia ​​atmosfääris tuvastatud metaani päritolu on eoliste abrasioon ja et vaja on muid metaani allikaid.

Peamiste metaanimõõtmiste ajalugu Marsi peal aastatel 1999 kuni 2018. Pilt ESA kaudu.

Üks hilisemaid teooriaid oli, et kivide tuuleerosioon võib tekitada madalamas atmosfääris tuvastatud metaani. Newcastle'i ülikooli geokeemiku Jon Tellingi sõnul näitasid meeskonna leiud, et vaatlusaluses koguses metaani toota ei saaks:

Küsimused on kust pärineb see metaan ja kas allikas on bioloogiline? See on ulatuslik küsimus ja vastuse saamiseks peame kõigepealt välistama palju muid tegureid.

Saime aru ühest potentsiaalsest metaani allikast, mida inimesed polnud varem üksikasjalikult uurinud - tuuleerosioon, vabastades kivide sisse jäävaid gaase. Viimase kümnendi orbiidil olevad kõrge eraldusvõimega pildid on näidanud, et Marsi tuuled võivad juhtida palju kõrgemaid kohalikke liiva liikumiskiirusi ja seega ka liiva erosiooni potentsiaalseid määrasid, kui varem tunnustati.

Tegelikult on mõnel juhul hinnanguliselt erosiooni määr võrreldav Maa külmade ja kuivade liivaluidete väljadega.

Kättesaadavaid andmeid kasutades hindasime Marsi pinna erosiooni määra ja seda, kui oluline see võib olla metaani eraldumisel.

Ja kõike seda arvesse võttes leidsime, et see pole tõenäoliselt allikas.

Selle juures on oluline see, et see tugevdab väidet, et metaan peab olema pärit teisest allikast. Kas see on bioloogiline või mitte, me ei tea seda ikkagi.

Kunstniku ESA kontseptsioon Trace Gas Orbiter, mis on osa ExoMarsi missioonist, analüüsib Marsi atmosfääri. Pilt ESA / ATG MediaLab kaudu.

Nii orbiidil liikuvate kosmoselaevade kui ka Curiosity roveri, aga ka Maa peal asuvate teleskoopide vaatlused on näidanud, et Marsi atmosfääris näib metaanitase hooajaline, saavutades kõrgpunkti suvel ja hääbudes taas talvel. Just miks see pole veel teada, kuid see näitab, et toimub korrapärane protsess, olgu see siis geoloogiline või bioloogiline. Kummalisel kombel ei ole ESA Trace Gas Orbiter (TGO) veel metaani tuvastanud, ehkki see on üks selle peamisi eesmärke. Kuid see võib olla lihtsalt metaani hooajalisuse tõttu või seetõttu, et TGO keskendub oma vaatlustes atmosfääri kõrgematele tasemetele ja enamus teisi metaani tuvastamisi on olnud maapinnale lähemal.

Enamik teadlasi arvab, et metaan pärineb maa-alusest, näiteks jää sulamiseks sulatatud jääklatraatidena, mis eraldavad metaani, või võib-olla bioloogilisest allikast, mis reageerib soojematele temperatuuridele. Isegi kui metaan on seotud klatraatidega, võib selle tegelik päritolu olla kas bioloogiliselt geoloogiline (iidne elu). Või võib seda saada sooja põhjavesi, mis toimib kivimites sisalduva oliviiniga. Kui jah, siis see osutab sellele, et Marsi pinna all on endiselt teatud jääkgeoloogiline aktiivsus ja see võib ise mikroorganismidele elamiskõlbliku keskkonna luua, isegi kui nad metaani tegelikult ei tootnud. Värskete uuringute kohaselt ei tekita ilmselt ka muud põhjused, näiteks meteoriidid või komeedid, vaatlustele vastamiseks piisavalt gaasi.

Eelmise aasta aprillis näitas uus aruanne, et nii Curiosity rover kui ka tiirlev Mars Express 2013. aastal tuvastasid metaanitaseme kõikumise korraga - esimest korda. Ja möödunud aasta juunis avastas Curiosity kõigi aegade suurima mõõtmise seni metaani. Miks on sellised metaaniheite tipud, ainult et gaas pärast seda praktiliselt kaoks? Me ei tea veel palju, nagu Newcastle'i ülikooli järeldoktor Emmal Safi märkis:

See on endiselt lahtine küsimus. Meie paber on vaid väike osa palju suuremast loost.

Lõppkokkuvõttes üritame teada saada, kas on olemas eluvõimalus, mis eksisteerib ka mujal kui meie enda planeetidel, kas elame praegu või võib-olla mineviku elu, mida praegu säilitatakse fossiilide või keemiliste allkirjadena.

Illustratsioon, mis kujutab, millised protsessid võivad tekitada ja hävitada metaani Marsil. Tõenäoliselt pärineb metaan pinna alt ja see eraldub atmosfääri pinnase pragude kaudu. Pilt ESA kaudu.

Mõte, et Marsi metaan võib pärineda elust, on muidugi põnev, kuna suurem osa metaanist Maal toodetakse elusorganismide poolt. Kuid kõigepealt tuleks kõrvaldada mittebioloogilised seletused. Newcastle'i ülikooli uurimistöö näitab, et vähemalt üks metaani võimalikest geoloogilistest seletustest on ebatõenäoline, kuid teadlastel on veel palju tööd teha, et teha kindlaks, mis seda metaani tekitab.

Alumine rida: näib, et see uus uuring kõrvaldab ühe võimaliku Marsi metaani allika: kivide tuule erosioon pinnal. See suurendab tõenäosust, et metaan pärineb maa alt.

Allikas: Aeolia kivimite hõõrumine metaani tekitamise mehhanismina Marsi atmosfääris

Newcastle'i ülikooli kaudu