Tajemnicze odkrycia metanu na Marsie zbijają z tropu naukowców NASA nowości naukowe i technologiczne

Odkrycia metanu na Marsie ekscytowały naukowców, ponieważ gaz na Ziemi jest często produkowany przez mikroby – a jego obecność może wskazywać na podobne lub istniejące życie na Czerwonej Planecie.

Możliwe są procesy geologiczne, które również mogą wytwarzać metan, ale jeszcze zanim ustalono źródło gazu na Marsie, naukowcy próbowali rozwikłać kolejną zagadkę.

Odkrycia metanu są niespójne. Niektóre instrumenty, takie jak łazik Curiosity NASA, wielokrotnie wykrywały gaz nad powierzchnią krateru Gale. Inny, na pokładzie statku kosmicznego Europejskiej Agencji Kosmicznej, nie znalazł żadnych śladów metanu w górnej atmosferze Marsa.

Na pokładzie łazika Curiosity znajduje się instrument zwany spektrometrem piezo-laserowym (TLS), który wykrywa różne ilości metanu – od mniej niż pół części na miliard (odpowiednik rozcieńczonej szczypty soli w basenie olimpijskim) do 20 części na miliard.

Problemem nie jest konstrukcja ani awaria.

Przyrząd TLS jest tak dokładny, że został dopuszczony do stosowania w systemach przemysłowych i samolotach bojowych do monitorowania poziomu gazów.

ExoMars Trace Gas Orbiter ESA został zaprojektowany jako „złoty standard pomiaru metanu i innych gazów na całej planecie”, wyjaśniła NASA, jednak – wbrew wszelkim oczekiwaniom – nigdy nie znaleziono metanu.

„Kiedy Trace Gas Orbiter pojawił się na pokładzie w 2016 roku, w pełni spodziewałem się, że zespół orbitera zgłosi, że wszędzie na Marsie była niewielka ilość metanu” – powiedział Chris Webster, który dowodzi instrumentem NASA TLS.

„Kiedy europejski zespół ogłosił, że nie widział metanu, byłem zdecydowanie w szoku” – dodał.

Zespół TLS sprawdził, czy łazik sam w jakiś sposób uwalnia gaz.

„Przyjrzeliśmy się korelacjom sterowania łazikiem, ziemi, kruszenia skał, degradacji kół – co tylko chcesz. Nie mogę przecenić wysiłku, jaki zespół włożył w przyjrzenie się każdemu najdrobniejszemu szczegółowi, aby upewnić się, że te pomiary są prawidłowe i są. „

W tym momencie John Morse, naukowiec z York University w Toronto, zaproponował rozwiązanie sprzeczne z intuicją.

„Przyjąłem to, co niektórzy z moich kolegów nazywają bardzo kanadyjskim poglądem na ten temat w tym sensie, że zadałem pytanie: 'A co, jeśli Curiosity i Trace Gas Orbiter mają rację?’” powiedział Morris. „

Współpracując z zespołem Curiosity, Morse postawił hipotezę, że rozbieżność między pomiarami sięga czasów, gdy zostały wykonane.

Zdali sobie sprawę, że TLS działa głównie w nocy, kiedy inne instrumenty Curiosity śpią. Ponieważ w nocy marsjańska atmosfera jest spokojna, każdy metan, który wydostaje się z Ziemi, gromadzi się w pobliżu powierzchni.

Jednak sonda wykorzystuje światło słoneczne do określenia śladów gazów około 5 kilometrów od powierzchni planety. Ponieważ atmosfera jest bardziej aktywna w ciągu dnia, każdy obecny metan może zostać rozcieńczony do niewykrywalnych poziomów.

Eksperymenty wkrótce potwierdziły, że tak właśnie było, ale inna tajemnica pozostała poza pochodzeniem metanu: dlaczego zniknął?

Metan jest stabilną cząsteczką. Oczekuje się, że nawet bez ochronnej atmosfery przetrwa 300 lat na Marsie, zanim zostanie rozerwana przez promieniowanie słoneczne.

Jeśli stale wydostaje się ze wszystkich kraterów na planecie – naukowcy uważają, że najwyraźniej nie ma nic wyjątkowego pod względem geologicznym w kraterze Gale – w atmosferze powinno być wystarczająco dużo, aby orbiter mógł go wykryć.

Naukowcy przeprowadzają obecnie eksperymenty, aby sprawdzić, czy „wyładowania elektryczne na bardzo niskim poziomie spowodowane przez pył w atmosferze marsjańskiej mogą zniszczyć metan, czy też obfitość tlenu na Marsie szybko niszczy metan, zanim dotrze on do górnej atmosfery”.

„Musimy ustalić, czy istnieje szybszy niż normalnie mechanizm niszczenia, aby w pełni pogodzić zestawy danych z łazika i statku kosmicznego” – powiedział Webster.

Następnie zespół może spróbować ustalić, skąd pochodzi metan.