科學(xué)家們通過改進(jìn)對火星大氣中甲烷的估算，向揭示火星上甲烷的神秘來源邁出了重要一步。從火星上一個巨大火山口噴出的甲烷，可能是火星表面下生命或其他非生物活動的跡象。蓋爾隕石坑直徑154公里，大約有38億年歷史，一些科學(xué)家認(rèn)為它包含一個古老的湖床?？茖W(xué)家利用衛(wèi)星、ExoMars跟蹤氣體軌道器和好奇號探測車的數(shù)據(jù)，提高了對甲烷的估計，好奇號探測車收集巖石、土壤和空氣樣本，用于機載分析。
領(lǐng)導(dǎo)這項新研究的加拿大約克大學(xué)訪問學(xué)者約翰·摩爾斯博士表示：科學(xué)家們已經(jīng)對火星上甲烷的來源進(jìn)行了十多年推測。這項新研究重新定義了對火星大氣中甲烷濃度隨時間變化的理解，這有助于解開更大的謎團(tuán)，即甲烷的來源可能是什么？聯(lián)合研究員ANU教授Penny King表示：對于火星上發(fā)現(xiàn)的甲烷，有幾種同樣可信的解釋。澳大利亞國立大學(xué)地球科學(xué)研究學(xué)院的金教授表示：地球上的一些微生物可以在沒有氧氣的情況下生存，深入地下，并將甲烷作為排泄物的一部分釋放出來。
火星上的甲烷還有其他可能的來源，比如水-巖石反應(yīng)或含有甲烷的分解物質(zhì)。去年，科學(xué)家們了解到甲烷濃度隨著季節(jié)的變化而變化，其年循環(huán)是可重復(fù)的，這項最新的研究表明，甲烷濃度每天都在變化。第一次計算出火星蓋爾隕石坑甲烷滲漏率的一個數(shù)字，這個數(shù)字相當(dāng)于火星上平均每天2.8千克的甲烷滲漏量。研究小組能夠協(xié)調(diào)ExoMars微量氣體軌道器(Trace Gas Orbiter)和好奇號探測車(Curiosity Rover)的數(shù)據(jù)，這兩個探測車對甲烷的探測大相徑庭，似乎相互矛盾。
研究能夠解決這些差異，方法是展示白天大氣中甲烷的濃度要低得多，而到了晚上，隨著傳熱減少，靠近地表面的甲烷濃度要高得多。這項研究由美國宇航局火星科學(xué)實驗室和加拿大航天局資助，其研究發(fā)表在《地球物理研究快報》上。5公里以上火星甲烷體積上限(pptv)為50萬億分之一(pptv)，大大低于好奇號(Curiosity)探測車夜間測量的410 pptv平均值，這對蓋爾隕石坑白天的甲烷通量構(gòu)成了強大的限制。
研究表明，這些測量結(jié)果在很大程度上可以通過抑制地表附近的夜間混合而得到調(diào)和，即地表以下釋放的甲烷在黎明時分混合到低于檢測限度之前，會在地表幾米內(nèi)積聚起來。該場景的一個模型首次精確計算大風(fēng)時的微滲透通量，與1.5 x 10‐10 kg m‐2 sol震源深度一致。在這種情況下，只有2.7 x 104平方公里的火星表面可能會釋放甲烷，除非存在快速破壞機制。
博科園｜研究/來自：澳大利亞國立大學(xué)
參考期刊《地球物理研究快報》
DOI: 10.1029/2019GL083800
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