Кто дышит на Марсе?
В первый раз метан (CH4) на Марсе был найден в 1969 году с борта зонда «Маринер-7», но тогда это открытие оказалось ложным - такие же спектральные свойства могла отдать замерзшая углекислота.
«По-настоящему» марсианский метан был открыт в 2003 году при помощи инфракрасного телескопа НАСА, установленного на Гавайских островах.
Это стало истинной сенсацией - на Земле (где концентрация метана добивается 1750 ppbv) этот газ на 90%-95% имеет био происхождение, а означает источником марсианского метана могут быть марсианские бактерии.
Метан может появляться при извержении вулканов либо разложения растительных остатков, но оба эти механизма не могут работать на Марсе, где не было зафиксировано признаков современной вулканической активности. Есть ряд остальных вероятных небиологических источников, к примеру, геотермальные реакции (серпентизация), но ни какой-то из них пока не определен как «главный подозреваемый».
Наблюдения при помощи наземных телескопов и орбитальных марсианских зондов проявили, что содержание метана колеблется в зависимости от места и времени года. Наблюдения с IRTF и телескопа Keck-2 зафиксировали в марте 2003 года выбросы метана в марсианских регионах Сабейская земля, Большой Сырт, в равнине Нила, при самом массивном выбросе в атмосферу попало 19 тыщ тонн метана.
Но наиболее поздние наблюдения уже не зафиксировали такового изобилия метана. Данные с зонда «Марс-Экспресс» в 2004 году проявили значение около 10 ppbv, также, что в летнюю пору в северном приполярном региона концентрация метана достигала 45 ppbv. Наблюдения с Земли в феврале 2006 году зафиксировали в равнине Маринера рост концентрации метана до 10 ppbv.
Эти резкие колебания принудили неких ученых поставить под колебание достоверность обнаружения метана. Кевин Занли (Kevin Zahnle) из центра НАСА имени Эймса и его коллеги заявляли, что все измерения концентрации метана изготовлены на пределе способностей устройств, и количество метана на Марсе не превосходит 3 ppbv. В статье, размещенной в 2011 году в журнальчике Icarus, они ложили надежды на марсоход Curiosity, который сумеет разрешить этот спор.
На месте преступления
Curiosity сделал высадку в августе 2012 года в марсианском кратере Гейла. На борту ровера самая совершенная хим лаборатория из всех, что когда-либо побывали на поверхности планетки - устройство SAM (Sample Analysis at Mars).
В ноябре 2012 году марсоход сделал 1-ый «вдох», получил 1-ые данные о составе марсианской атмосферы в районе кратера Гейла не нашел признаков метана ни во время этого сеанса измерений ни в следующие.
«На данный момент мы не зафиксировали метан», - пишут в статье Кристофер Вебстер из Лаборатории реактивного движения НАСА и его коллеги по работе с марсоходом.
Измеренная спектрометром в составе SAM концентрация метана составила 0,18 ppbv, но при всем этом ошибка измерений равна 0,67 ppbv. Верхний предел концентрации с вероятностью 95% составляет 1,3 ppbv, сделали вывод ученые.
«Такой маленький верхний предел содержания метана не ожидался при данных наблюдений, свидетельствующих, что лишь пару лет назад происходили огромные выбросы метана. Вычисления демонстрировали, что в атмосфере обязано было остаться около 6 ppbv», - говорится в статье.
Нельзя огласить, что кратер Гейла просто «неурожайное» на метан место: данные с «Марс-Экспресса» демонстрировали, что в этом районе концентрация метана обязана составлять от 15 до 30 ppbv.
Кто съел метан?
Хотя атмосферный метан не является долгоживущим газом, исчезает он совершенно не одномоментно. Ультрафиолетовая радиация может убить весь метан в атмосфере за несколько сотен лет - потому, ежели в атмосфере есть метан, означает должен быть источник его «поставок».
Но сейчас ученые не имеют представления, какие процессы могут «выедать» метан с таковой умопомрачительной скоростью, как это наблюдается на Марсе. «Очень короткое время жизни метана в атмосфере - от 0,4 до 4 лет, приобретенное по наблюдениям за 2003-2006 год, просит чрезвычайно массивного механизма его разрушения, который не был найден к истинному времени», - пишут ученые.
Они упоминают, что ранее предлагались модели разложения метана под действием оксидантов, таковых как перекись водорода и перхлораты, либо супероксидов, которые появлялись бы под действием электрических полей, генерируемых пылевыми вихрями. Но ни один из таковых устройств может уменьшить время жизни метана на требуемые 100 раз, отмечают Вебстер и его коллеги.
Данные Curiosity ставят этот вопросец в еще больше твердой форме, так как никакого даже фонового количества метана он не отыскал.
«С ожидаемым… временем жизни метана в марсианской атмосфере в сотки лет, не остается применимого разъяснения для самого существования и распределения выбросов, и видимого исчезновения метана в течение пары лет. Наши результаты демонстрируют, что метана на Марсе как минимум в 6 раз меньше, чем свидетельствовали крайние измерения», - пишут ученые.
По их словам, эти данные существенно понижает возможность, что на Марсе есть приметная метаногенная микробная активность на Марсе, также способности «производства» метана за счет серпентизации либо за счет «поставок» с кометами.
А был ли метан?
Хотя астрономические и спутниковые данные вызывают много вопросцев, делать вывод, что на Марсе метана не было вообщем, все таки нельзя, произнес источник Олег Кораблев из Института космических исследований РАН, работающий с зондом «Марс-Экспресс».
Комментируя результаты Curiosity, он признал, что измерения концентрации метана с «Марс-Экспресса» могут содержать значимые ошибки, но их нельзя просто откинуть как неправильные.
«Астрономические наблюдения вызывают огромное уважение, и просто так от их отмахнуться тяжело, как и от данных “Марс-Экспресса”. Таковым образом, сейчас у нас две загадки - откуда метан взялся, и куда он пропал», - произнес ученый.