火星甲烷的起源究竟是什么?
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发布时间：2024-09-29 11:20
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时间：2024-11-20 13:31
欧洲航天局的ExoMARS跟踪气体轨道器(TGO)。到目前为止，TGO还没有在火星大气中发现甲烷，这让科学家们感到困惑。
火星最令人费解的谜团之一就是在其大气中发现了甲烷。这是令人兴奋的，因为在地球上，甲烷来自两个主要来源-生物学和地质学。火星的甲烷已经被地球上的望远镜、绕轨道运行的宇宙飞船和探测器探测到了。甲烷是存在的，这一点已经得到了充分的证实。最大的问题是，甲烷是从哪里来的？但现在，数据中出现了一个新的问题。欧洲航天局的ExoMARS跟踪气体轨道器(TGO)最近的观测显示没有甲烷的存在，尽管它的仪器比以前使用的任何仪器对微量甲烷都更敏感。2018年12月12日，“科学”(Science)杂志报道了这一新结果，同一天发表了这篇经过同行评议的论文。
这些发现引发了一个意想不到的问题：火星上的甲烷是不见了？
跟踪气体轨道器(TGO)是ExoMARS任务的两个组成部分之一(另一个是在火星表面坠毁的登陆舱)。今年早些时候，TGO开始在大气层中搜索甲烷的踪迹，此前该航天器于2018年4月进入了离火星表面250英里(400公里)的圆形“科学”轨道。目前正在使用两种关键的光谱仪-一种名为NOMAD的比利时仪器和一种称为ACS的俄罗斯仪器。它们能够探测到极少量的甲烷，比迄今使用的其他仪器都要好。科学家们确信他们会看到一些甲烷，但是当他们分析返回的数据时，他们什么也没看到。
这些初步结果表明，甲烷含量没有下降到每万亿分之五十的极小水平的迹象。这些观测扫描了大部分的大气层，几乎一直延伸到地面。
火星表面有大量的甲烷分子图解，描述可能的甲烷源（释放到大气中）和下沉（从大气中消失）的图表。
NOMAD的首席研究员兼布鲁塞尔比利时皇家空间气象研究所的行星科学家安·卡琳·范德尔（Ann Carine Vandaele）表示，仍有一些与数据有关的清理工作，并补充说：但我们已经知道我们没发现任何甲烷。
那到底是怎么回事？结果似乎令人失望，当然，但有几件事要牢记在心。
“好奇号”探测器已经多次探测到少量甲烷。此外，这些数据表明，在盖尔陨坑地区，甲烷是季节性的，在夏季达到峰值，在冬季再次减少。“好奇心”检测到的甲烷峰值为十亿分之7，持续了几个月，然后发现了十亿分之0.7的季节性峰值。2004年，火星快车(Mars Express)轨道飞行器观测到的甲烷峰值为十亿分之10。
正如喷气推进实验室的行星科学家克里斯·韦伯斯特(Chris Webster)指出的那样，他的团队花了六个月的时间探测到第一个甲烷峰值，并用了几年时间才找到季节性的背景甲烷循环。韦伯斯特是“好奇”号上甲烷传感仪器的负责人。他很乐观，他说：我相信，随着时间的推移，这两个数据集将会保持一致。
“好奇号”探测器已经探测到了-现在已经多次检测到-少量的甲烷，这些甲烷在季节性的基础上发生了变化。
“好奇号”实际上发现甲烷的数量有很大的季节性变化。正如韦伯斯特所指出的：
令人震惊的是这个巨大的变化。我们试着想象我们怎样才能创造出这种季节性的变化。
“好奇”号探测到的最低甲烷本底浓度为十亿分之0.4。迄今为止检测到的最高水平是由戈达德太空飞行中心的行星科学家迈克·穆玛和他的同事在2009年发现的。他们利用美国宇航局的红外望远镜设备和夏威夷W.M.Keck天文台的双望远镜探测到了十亿分之45的甲烷羽流的光谱迹象。
所有这些都有另一个可能的积极结果。现在没有任何甲烷似乎表明它不会从太空中穿过大气层，例如来自彗星。这是早期考虑过的一种可能的甲烷来源。
这也与“好奇”号的发现是一致的，即甲烷是季节性的，很可能来自地下来源。据韦伯斯特说：甲烷不是从上面来的。这是个很大的结果。
科学家们还认为甲烷可能是由有机碳与尘埃一起进入大气而形成的，这些尘埃会与太阳辐射发生反应。
人们怀疑盖尔陨石坑可能只是甲烷渗入地表的众多地点之一。但即使有数千个，产生的甲烷总量仍然很小。根据密歇根大学行星科学家兼“好奇号”科学小组成员苏西尔·阿特里亚（Sushil Atreya）的说法：实际上我做了计算。这将是一个非常，非常低的值，检测不到的平均值。
简而言之：火星甲烷之谜变得更加令人费解了。为什么TGO还没有发现甲烷，而以前的其他飞行任务和观测却发现了甲烷？只有进一步的观测才能帮助回答这个问题，以及火星甲烷的真正来源是什么。确认甲烷来自火星本身（很有可能是在地下）将证明火星仍然活着，无论是从地质上还是生物上，还是两者兼而有之。
