Марсовски метан збуњује научнике: Изненађујуће откриће ровера Цуриосити

Недавни истраживачки рад може помоћи да се објасни зашто постоји мобилна хемијска лабораторија НАСАСвемирска сонда Цуриосити непрестано је њушила трагове гаса у близини површине кратера Гале.

Најизненађујуће откриће НАСА-иног Марс Ровера Цуриосити – да метан цури са површине кратера Гејл – навело је научнике да се чешу по глави.

Живи организми производе већину метана на Земљи. Али научници нису пронашли убедљиве знаке садашњег или древног живота МарсТако да нисам очекивао да ћу тамо наћи метан. Међутим, Кјуриоситијева мобилна хемијска лабораторија, позната као САМ, или Анализа узорака на Марсу, стално осећа трагове гаса близу површине кратера Гејл, јединог места на Марсу где је до сада откривен метан. Научници претпостављају да су његов могући извор геолошки механизми који укључују воду и стене дубоко у Земљи.

Испуњена сланим језерима у јужноамеричком региону Алтиплано, сланица Куискуиро представља тип пејзажа за који научници верују да је могао постојати у кратеру Гале на Марсу, који НАСА-ин Цуриосити Ровер истражује. Кредит: Максим Бочаров

Да је то цела прича, ствари би биле лаке. Међутим, САМ је открио да се метан понаша на неочекиване начине у кратеру Гале. Појављује се ноћу и нестаје током дана. Она варира сезонски, понекад се пење на нивое 40 пута веће од нормалног. Изненађујуће, метан се такође не акумулира у атмосфери: Европска свемирска агенција (ЕСА). Европска свемирска агенцијаЕкоМарс Траце Гас Орбитер, који је послат на Марс посебно да проучава гас у атмосфери, није открио никакав метан.

Зашто неки научни инструменти откривају метан на Црвеној планети, а други не?

„То је прича са пуно заплета“, рекао је Ешвин Васавада, научник пројекта Цуриосити у НАСА-иној лабораторији за млазни погон у јужној Калифорнији, који води мисију Цуриосити.

Метан држи научнике са Марса заокупљеним лабораторијским радом и пројектима компјутерског моделирања који имају за циљ да објасне зашто се гас понаша чудно и детектује се само у кратеру Гејл. НАСА истраживачка група је недавно поделила занимљив предлог.

Ово је узорак замишљеног марсовског реголита, који је „тло“ направљено од здробљеног камења и прашине. То је један од пет узорака које су научници убризгали са различитим концентрацијама соли зване перхлорат која је распрострањена на Марсу. Они су сваки узорак изложили условима сличним Марсу у комори за симулацију Марса у НАСА-ином центру за свемирске летове Годард у Гринбелту, Мериленд. Крхке масе у узорку изнад показују да се у овом узорку није формирала слана заптивка јер је концентрација соли била прениска. Кредит за слику: НАСА/Александар Павлов

Извјештавање у мартовском листу на Часопис за геофизичка истраживања: ПланетеГрупа је сугерисала да би метан – без обзира на то како се производи – могао бити заробљен испод стврднуте соли која се може формирати у марсовском реголиту, „тлу“ направљеном од здробљеног камења и прашине. Када температуре порасту током топлијих годишњих доба или доба дана, слабећи заптивку, метан може да цури.

Предвођени Александром Павловим, планетарним научником из НАСА-иног Центра за свемирске летове Годард у Гринбелту, Мериленд, истраживачи истичу да би гас такође могао да експлодира у млазњацима када заптивачи попуцају под притиском, рецимо, ровера величине малог СУВ-а. возећи преко њега. . Павлов је рекао да хипотеза тима може помоћи да се објасни зашто је метан откривен само у кратеру Гејл, с обзиром да је то једно од два места на Марсу где робот лута и буши површину. (Други је кратер Језеро, где ради НАСА-ин ровер Персеверанце, иако тај ровер нема детектор метана.)

Ова слика је још један узорак лажног Марсовог „тла“ након што је уклоњен из коморе за симулацију Марса. Површина је запечаћена тврдом кором соли. Александар Павлов и његов тим открили су да се печат формира након што је узорак провео три до 13 дана у условима сличним Марсу, и то само ако је концентрација његове перхлоратне соли између 5% и 10%. Боја је светлија у средини где је узорак изгребан металном пијуком. Светлија боја указује на присуство суше земље испод горњег слоја, која је апсорбовала влагу из ваздуха након што је узорак уклоњен из коморе за симулацију и постао браон. Кредит за слику: НАСА/Александар Павлов

Павлов води порекло ове хипотезе до неповезаног експеримента који је водио 2017. године, а који је укључивао узгој микроорганизама у марсовском пермафросту (замрзнутом тлу) помешаном са сољу, слично као марсовски пермафрост.

Павлов и његове колеге су тестирали да ли бактерије познате као халофили, које живе у сланим језерима и другим срединама богатим сољу на Земљи, могу да напредују у сличним условима на Марсу.

Резултати микробног раста показали су се неуверљивим, рекао је, али су истраживачи приметили нешто неочекивано: горњи слој земље је формирао слану кору док се слани лед уздизао, претварајући се из чврстог у гасовит и остављајући со за собом.

Стални лед на Марсу и Земљи

„У овом тренутку нисмо много размишљали о томе“, рекао је Павлов, али се сећа коре земље 2019. САМ-ов подесиви ласерски спектрометар открио је експлозију метана Нико не може да објасни.

„Тада ми је пала на памет идеја“, рекао је Павлов. Тада су он и његов тим почели да тестирају услове под којима се могу формирати и ломити печати од тврде соли.

Цуриосити је кренуо да одговори на питање: да ли је Марс имао праве услове животне средине да подржи мале животне облике зване микроби? На почетку своје мисије, научни инструменти компаније Цуриосити пронашли су хемијске и минералошке доказе о прошлим животним срединама на Марсу. Наставља да истражује стеновити запис из времена када је Марс могао бити дом микробног живота. Кредит: НАСА

Павловљев тим је тестирао пет узорака пермафроста помешаних са различитим концентрацијама соли зване перхлорат, која је распрострањена на Марсу. (Данас у кратеру Гејл вероватно нема пермафроста, али фоке су се могле формирати давно када је Гејл био хладнији и леденији.) Научници су изложили сваки узорак различитим температурама и ваздушним притисцима унутар НАСА Годардове симулационе коморе.

Павловљев тим је периодично убризгавао неон, изотоп метана, испод узорка тла и мерио притисак гаса испод и изнад њега. Висок притисак испод узорка указује да је гас заробљен. На крају, печат се формирао у условима сличним Марсу за само три до 13 дана у узорцима који садрже 5% до 10% концентрације перхлората.

Ово је много већа концентрација соли од оне коју је Цуриосити измерио у кратеру Гале. Али тамошњи реголит је богат другом врстом минерала соли који се зове сулфат, који Павловљев тим затим жели да тестира да види да ли могу да формирају и фоке.

Ровер Кјуриосити стигао је до подручја за које се верује да је настало када се клима на Марсу исушивала.

Побољшање нашег разумевања процеса стварања и уништавања метана на Марсу је кључна препорука НАСА-ин старији преглед планетарне мисије за 2022Теоријски рад као што је Павлов је кључан за овај напор. Међутим, научници кажу да су им такође потребна конзистентнија мерења метана.

САМ само неколико пута годишње осети мирис метан јер је заузет обављањем свог примарног посла бушења узорака са површине и анализе њиховог хемијског састава.

„Експерименти са метаном захтевају велике ресурсе, тако да морамо да будемо веома стратешки када одлучимо да их спроведемо“, рекао је главни истраживач САМ-а Чарлс Малеспин са Универзитета Годард.

Међутим, научници кажу да ће тестирање колико често расте ниво метана, на пример, захтевати нову генерацију површинских инструмената који континуирано мере метан са многих локација широм Марса.

„Неке од рада на метану треба оставити будућим површинским свемирским летелицама које су више фокусиране на одговоре на ова специфична питања“, рекао је Васавада.

Референца: „Формирање и стабилност сланих заптивача у условима сличним Марсу“, аутора Александра А. Павлова, Џејмса Џонсона, Раула Гарсије Санчеза, Аријела Сегелњицког, Криса Џонсона, Џефрија Дејвиса, Скота Госијевича и Прабхакара.“ Мисра, 09. март 2024. Часопис за геофизичка истраживања: Планете.
дои: 10.1029/2023ЈЕ007841

Радозналост се гради од Лабораторија за млазни погон, којим управља Калифорнијски институт за технологију у Пасадени, Калифорнија. ЈПЛ води мисију у име НАСА-иног директората за научне мисије у Вашингтону.