Hvor kommer Mars 'methan fra? Ikke vind

Mars er en stenet verden, og nogle forskere har teoretiseret, at erosion af vinden får Mars-sten til at producere metan. Men en ny undersøgelse fra Newcastle University tilbageviser det. Billede via NASA / JPL-Caltech / Phys.org.

Hvad producerer metan på Mars? Det er et spørgsmål, som forskere har forsøgt at besvare i ganske lang tid nu. Der er forskellige muligheder, både geologiske og biologiske, men at indsnævre dem har været en udfordring. Kunne det virkelig være et tegn på… liv ? Nu har en ny undersøgelse vist, at mindst et af de geologiske scenarier er meget usandsynligt: ​​vinderosion af klipper.

Forskere ved Newcastle University i Storbritannien offentliggjorde deres peer-reviewede konklusioner i Scientific Reports den 3. juni 2019, og en ny pressemeddelelse blev udsendt den 12. august 2019. Fra artiklens sammendrag:

Sæsonbestemte ændringer i metanbaggrundniveauer og metanpik er blevet påvist i stedet en meter over martianoverfladen, og større metanplommer blev detekteret via jordbaseret fjernmåling, men deres oprindelse er endnu ikke blevet forklaret tilstrækkeligt. Foreslåede metankilder inkluderer UV-bestråling af meteoritisk afledt organisk stof, hydrotermiske reaktioner med olivin, organisk nedbrydning via meteoroidpåvirkning, frigivelse fra gashydrater, biologisk produktion eller frigivelse af methan fra væskes indeslutninger i basalt under aeolisk erosion. Her kvantificerer vi for første gang den potentielle betydning af aeolisk slid som en mekanisme til frigørelse af fanget metan inden for klipper ved at koble estimater af nutidig overfladevindkrav med metanindholdet i en række martiske meteoritter, analoge jordbasalter og analoge jordbaserede sedimentære klipper. Vi demonstrerer, at det er meget usandsynligt, at det er meget usandsynligt, at det er meget usandsynligt, at det er meget usandsynligt, at det er meget usandsynligt, at det vil blive påviselig med metankoncentrationer i atmosfæren. Vi viser endvidere, at selv om der er et større potentiale for metanproduktion fra den aeoliske slid af visse sedimentære klipper, til at producere størrelsen af ​​metankoncentrationer analyseret af Curiosity rover, ville de skulle indeholde metan i lignende koncentrationer som økonomisk forbeholdt biogene / termogene aflejringer på Jorden. Derfor foreslår vi, at aeolisk slidstyrke er en usandsynlig oprindelse for den metan, der er påvist i den martiske atmosfære, og at andre metankilder er påkrævet.

En historie med nøglemetanmålinger på Mars fra 1999 til 2018. Billede via ESA.

En af de nyere teorier var, at vinderosion af klipper kunne producere den metan, der blev påvist i den nedre atmosfære. Men holdets fund viste, at det ikke ville være i stand til at producere metan i de mængder, der er observeret, ifølge Jon Telling, en geokemiker ved Newcastle University:

Spørgsmålene er hvor kommer denne metan fra, og er kilden biologisk? Det er et massivt spørgsmål og for at komme til svaret er vi nødt til at udelukke mange andre faktorer først.

Vi indså, at en potentiel kilde til metan, som folk ikke havde kigget på i nogen detaljer før, var vinderosion, hvilket frigav gasser fanget i klipper. Billeder med høj opløsning fra bane i det sidste årti har vist, at vinde på Mars kan drive meget højere lokale bevægelser af sandbevægelse og dermed mulige mængder af sanderosion end tidligere anerkendt.

Faktisk anslås erosionshastigheden i nogle få tilfælde til at være sammenlignelig med koldt og tørt sandklitmark på Jorden.

Ved hjælp af de tilgængelige data estimerede vi erosionshastighederne på Mars's overflade og hvor vigtigt det kunne være ved frigivelse af metan.

Og under hensyntagen til alt det, fandt vi, at det var meget usandsynligt, at det var kilden.

Det, der er vigtigt ved dette, er, at det styrker argumentet om, at metanen skal komme fra en anden kilde. Hvorvidt det er biologisk eller ej, ved vi stadig ikke.

Artist s koncept med ESA s Trace Gas Orbiter, en del af ExoMars-missionen, der analyserer den Martiske atmosfære. Billede via ESA / ATG MediaLab.

Observationer fra både kredsende rumfartøj og Curiosity rover såvel som teleskoper på Jorden har vist, at metaniveauet i den Martiske atmosfære ser ud til at være sæsonbestemt, når toppen om sommeren og falmer igen om vinteren. Bare hvorfor det ikke er kendt endnu, men det tyder på, at der forekommer en regelmæssig proces, uanset om det er geologisk eller biologisk. Mærkeligt nok har ESAs Trace Gas Orbiter (TGO) ikke fundet nogen metan endnu, selvom det er et af dens hovedmål. Men det kan simpelthen være på grund af metanens sæsonbestemthed, eller fordi TGO fokuserer sine observationer på de øverste niveauer af atmosfæren, og de fleste af de andre metangetektioner har været tættere på jorden.

De fleste forskere mener nu, at metanen stammer fra undergrunden, måske som isklatrater, der tøer om sommeren og frigiver metan, eller måske en biologisk kilde, der reagerer på de varmere temperaturer. Selv hvis metan er bundet op i clathrates, kan den faktiske oprindelse for den stadig være enten geologisk af biologisk (gammelt liv). Eller det kan være produceret af varmt grundvand, der interagerer med olivin i klipper. I så fald ville det indikere, at der stadig er en vis resterende geologisk aktivitet under Mars 'overflade, og at det i sig selv kan give et beboeligt miljø for mikroorganismer, selvom de ikke rent faktisk producerer metan. Andre årsager, såsom meteoritter eller kometer, ville sandsynligvis ikke producere nok af gassen til at matche observationer, heller ikke ifølge nylige studier.

Sidste april viste en ny rapport, at en spids i metanniveauer blev påvist på samme tid - for første gang - af både Curiosity rover og den kredsende Mars Express tilbage i 2013. Og i juni sidste år opdagede Curiosity sin største nogensinde måling hidtil. Hvorfor er der disse toppe i metanemissioner, kun for at gassen næsten forsvinder bagefter? Der er stadig meget, vi ikke kender, som Emmal Safi, en postdoktorisk forsker ved Newcastle University, angav:

Det er stadig et åbent spørgsmål. Vores papir er bare en lille del af en meget større historie.

I sidste ende er det, vi forsøger at opdage, hvis der er mulighed for, at der findes liv på andre planeter end vores egne, enten lever nu eller måske liv i fortiden, der nu er bevaret som fossiler eller kemiske signaturer.

Illustration, der viser, hvilke processer der kan skabe og ødelægge metan på Mars. Metanen stammer sandsynligvis fra under overfladen og frigøres i atmosfæren gennem revner under jorden. Billede via ESA.

Ideen om, at Mars 'metan muligvis kommer fra livet, er selvfølgelig en spændende, da det meste af metan på Jorden er produceret af levende organismer. Men ikke-biologiske forklaringer skal først fjernes. Forskningen fra Newcastle University viser, at mindst en af ​​de mulige geologiske forklaringer til metan er usandsynlig, men der er stadig meget arbejde for forskere at gøre for at bestemme, hvad der producerer den.

Nederste linje: Denne nye undersøgelse ser ud til at eliminere en mulig kilde til Mars 'metan: vinderosion af klipper på overfladen. Dette styrker sandsynligheden for, at metanen stammer fra undergrunden.

Kilde: Æolisk slid af sten som en mekanisme til fremstilling af metan i den Martiske atmosfære

Via Newcastle University