火星甲烷之謎正在加深

火星上的甲烷已經(jīng)消失了。十多年前，科學(xué)家們首次在這顆紅色星球的大氣中發(fā)現(xiàn)了這種氣體的痕跡，這是地球生命的一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)。然而，現(xiàn)在研究人員報(bào)告說(shuō)，一顆歐洲衛(wèi)星沒(méi)有在火星上發(fā)現(xiàn)一縷甲烷。如果這一發(fā)現(xiàn)成立，將使科學(xué)家的夢(mèng)想進(jìn)一步復(fù)雜化。他們?cè)?jīng)推測(cè)火星微生物可能正在地下噴發(fā)這種氣體。

火星快車(chē)軌道器于2004年首次探測(cè)到火星大氣中存在甲烷。但是一些科學(xué)家說(shuō)，軌道飛行器上探測(cè)甲烷的儀器不夠靈敏，無(wú)法得到可靠的結(jié)果。這些甲烷氣體的濃度為10ppb(十億分之一)。10年后，美國(guó)宇航局的“好奇”號(hào)火星車(chē)在蓋爾環(huán)形山基地附近發(fā)現(xiàn)了7ppb甲烷峰值，持續(xù)了幾個(gè)月。幾年后，好奇的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了甲烷的微小季節(jié)性循環(huán)，這種氣體的含量在北半球夏末達(dá)到了0.7ppb的峰值。

為了解開(kāi)這個(gè)謎團(tuán)，2016年抵達(dá)火星的歐洲航天局的示蹤氣體軌道飛行器(TGO)今年開(kāi)始掃描大氣中的甲烷。TGO的兩臺(tái)光譜儀——、比利時(shí)的NOMAD和俄羅斯的ACS——被設(shè)計(jì)用來(lái)探測(cè)極低濃度的甲烷，研究人員確信它們有這種能力。

一組科學(xué)家在12月12日于華盛頓特區(qū)舉行的美國(guó)地球物理聯(lián)盟半年一度的會(huì)議上報(bào)告說(shuō)，這兩種用于分析被太陽(yáng)背光照亮的火星大氣水平切片的儀器都工作良好。比利時(shí)布魯塞爾皇家空間大氣物理研究所的行星科學(xué)家、NOMAD首席研究員安葉小乖范代爾在對(duì)話中表示，仍有一些噪音需要清理。“但我們已經(jīng)知道，我們看不到任何甲烷?！?

研究小組的初步結(jié)果顯示，甲烷仍未被發(fā)現(xiàn)，其含量低至每分鐘50萬(wàn)億分之一(ppt)，他們的觀測(cè)幾乎一直持續(xù)到火星表面。

加州帕薩迪納噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的行星科學(xué)家克里斯韋伯斯特負(fù)責(zé)好奇火星甲烷探測(cè)器的運(yùn)行，他說(shuō)，結(jié)果令人驚訝。他預(yù)計(jì)TGO至少會(huì)收到0.2ppb的甲烷信號(hào)。但韋伯斯特仍然樂(lè)觀。——他的團(tuán)隊(duì)用了6個(gè)月的時(shí)間才探測(cè)到甲烷的峰值，用了幾年的時(shí)間才確認(rèn)了甲烷循環(huán)的季節(jié)背景?！跋嘈烹S著時(shí)間的推移，這兩個(gè)數(shù)據(jù)集會(huì)保持一致?！?

好奇的研究團(tuán)隊(duì)?wèi)岩杉淄檠h(huán)來(lái)自火星地下的微滲漏，這不是來(lái)自行星外部，而是來(lái)自生物或地質(zhì)過(guò)程?，F(xiàn)在TGO的工作可以證實(shí)這一點(diǎn)，因?yàn)樗坪鯖](méi)有發(fā)現(xiàn)任何甲烷氣體從大氣中落下?！凹淄椴皇莵?lái)自上面?！表f伯斯特說(shuō)：“這是一個(gè)重大的結(jié)果?！?

加拿大約克大學(xué)的行星科學(xué)家約翰穆雷斯認(rèn)為這同樣令人困惑。例如，科學(xué)家懷疑每年有數(shù)百?lài)嵱袡C(jī)碳從太陽(yáng)系塵埃涌入火星大氣，然后與太陽(yáng)輻射發(fā)生反應(yīng)，最終形成甲烷。他說(shuō)，“這些碳都去哪兒了？”

安阿伯密歇根大學(xué)的行星科學(xué)家、“好奇”科學(xué)團(tuán)隊(duì)成員蘇希爾阿特雷亞(Sushil Atreya)指出，蓋爾隕石坑不太可能是火星上唯一能看到這種泄漏的地方。但是即使有5000個(gè)類(lèi)似的泄漏，混合到火星大氣中的甲烷信號(hào)最終也會(huì)非常小?！拔掖_實(shí)做了一個(gè)計(jì)算，”阿特瑞亞說(shuō)。"它的平均值會(huì)很低，儀器檢測(cè)不到."

目前，關(guān)于火星甲烷的謎團(tuán)正在加深。TGO號(hào)將繼續(xù)運(yùn)行到2022年，足夠觀察至少兩年火星。同時(shí)，它的數(shù)據(jù)會(huì)變得更加準(zhǔn)確，檢測(cè)限也會(huì)下降。也許到那時(shí)，科學(xué)家們會(huì)知道他們的夢(mèng)想是否已經(jīng)破滅，即隨著火星上的生命噴涌甲烷，微生物也會(huì)存在。

TGO是火星快車(chē)項(xiàng)目的一部分，這是歐空局和俄羅斯航天局之間的一個(gè)合作項(xiàng)目。該軌道飛行器于2016年3月發(fā)射，并于當(dāng)年10月抵達(dá)火星軌道。這是第一個(gè)專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)用于研究火星氣體的航天器，火星氣體占地球寒冷干燥大氣的比例不到1%，包括甲烷、水蒸氣和臭氧。

從內(nèi)到外，火星是太陽(yáng)系的第四顆行星。它是一顆直徑約為地球一半的地球行星。由于軸向傾斜，旋轉(zhuǎn)周期相似，旋轉(zhuǎn)一次需要兩倍的時(shí)間。它橙紅色的外觀是由于地球表面被赤鐵礦(氧化鐵)覆蓋，火星被認(rèn)為是太陽(yáng)系中最有可能出現(xiàn)地外生命的行星。

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