Dodano: 02 kwiecień 2019r.

Metan na Marsie. Naukowcy zlokalizowali prawdopodobne źródło gazu

Nowa analiza danych zebranych przez satelitę Mars Express Europejskiej Agencji Kosmicznej potwierdziła istnienie na Marsie metanu. Naukowcy uznali jednak, że jego pochodzenie nie jest biologiczne.

 

Pierwsze ślady metanu w atmosferze Marsa zostały zarejestrowane przez sondą Mars Express tuż po rozpoczęciu przez nią badań w 2004 roku. Detekcja ta była przedmiotem sporów w środowisku naukowym. Dyskutowano głównie nad dokładnością odczytów. Wielu naukowców zakwestionowało badania, które opierały się na pojedynczym zbiorze danych. Atmosferę podgrzał łazik Curiosity, który w 2013 roku także wykrył metan na Marsie.  

Metan przyciąga tak wielką uwagę, bo jest uważany za marker życia na odległych planetach. Na Ziemi jest on wytwarzany przez żywe organizmy, co rozpalało wyobraźnię poszukiwaczy pozaziemskiego życia. Ale metan jest także generowany przez procesy geologiczne. Cząsteczki metanu ulegają szybkiemu rozpadowi w atmosferze, zatem każde wykrycie metanu w marsjańskiej atmosferze oznacza, że ​​musiał on zostać uwolniony stosunkowo niedawno - nawet jeśli sam metan został wyprodukowany miliony lub miliardy lat temu i do tej pory leżał zdeponowany pod powierzchnią. 

Teraz międzynarodowy zespół ekspertów porównał obserwacje dokonane przez Curiosity w czerwcu 2013 w kraterze Gale z danymi zarejestrowanymi przez sondę Mars Express, która następnego dnia przeleciała nad kraterem. Ponadto badacze przeprowadzili dwa równoległe eksperymenty w celu ustalenia najbardziej prawdopodobnego źródła metanu na Marsie. Badania naukowców zostały opublikowane na łamach pisma „Nature Geoscience”.

 

W badaniach wykorzystano nową technikę obserwacji umożliwiającą gromadzenie kilkuset pomiarów w jednym obszarze w krótkim okresie. Zespoły opracowały również udoskonaloną technikę analizy, aby jak najlepiej wykorzystać dane.

- Ogólnie nie wykryliśmy żadnego metanu, poza jedną określoną detekcją około 15 ppm (części na milion). Było to dzień po tym, jak łazik Curiosity odnotował około 6 ppm – powiedział Marco Giuranna z Institute for Space Astrophysics and Planetology w Rzymie, pierwszy autor publikacji oraz główny badacz spektrometru PFS, za pomocą którego sonda Mars Express wykonała pomiary. - Chociaż wykryte stężenie to stosunkowo niewielka ilość, jest to dość niezwykłe dla Marsa. Nasz pomiar odpowiada wykryciu około 46 ton metanu, który był obecny na obszarze 49 000 kilometrów kwadratowych – dodał.

Dziesięć innych pomiarów wykonanych przez sondę Mars Express nie zanotowało metanu. Odpowiadało to okresowi, w którym Curiosity dokonywał detekcji śladowych ilości tego gazu.

Gdy napłynęły dane z Curiosity, badacze spekulowali, że metan powstał na północ od łazika, który operuje w kraterze Gale. Sugerowały to południowe wiatry wiejące wówczas w tamtym rejonie. Naukowcy sądzili, że uwolnienie prawdopodobnie nastąpiło wewnątrz krateru.

- Dane z Mars Express wykonane dzień po detekcji Curiosity zmieniają interpretację tego, skąd pochodzi metan, szczególnie przy rozważaniu globalnych wzorców cyrkulacji atmosferycznej wraz z lokalną geologią. Na podstawie dowodów geologicznych i ilości metanu, który zmierzyliśmy uważamy, że jest mało prawdopodobne, aby źródło znajdowało się w kraterze – przyznał Giuranna.

Uczeni przeprowadzili dwie niezależne analizy w celu zlokalizowania źródła metanu. Podzielili szeroki region wokół krateru Gale na kwadraty o wielkości około 250 na 250 kilometrów kwadratowych. W jednym z badań współpracownicy z Brukseli zastosowali symulacje komputerowe do stworzenia miliona scenariuszy emisji dla każdego kwadratu, aby przewidzieć prawdopodobieństwo emisji metanu dla każdej z tych lokalizacji. Symulacje uwzględniały zmierzone dane, oczekiwane wzorce cyrkulacji atmosferycznej oraz intensywność i czas uwalniania metanu.

Równolegle włoscy geolodzy wraz z kolegami z USA przeanalizowali region wokół krateru Gale szukając miejsc, gdzie wyciek metanu mógł wystąpić. Proces ten jest dobrze znany na Ziemi i występuje wzdłuż uskoków tektonicznych i pól gazu ziemnego. W zależności od miejsca występuje różna intensywności uwalniania gazu. Na przykład emisja gazu z aktywnych wulkanów błotnych jest zwykle ciągła z niewielkimi wahaniami, ale także z nagłymi silnymi wybuchami, podczas gdy inne wycieki mogą uwalniać gaz z przerwami.

Epizodyczne uwalnianie gazu - to znaczy generalnie długi spokój bez emisji pomiędzy krótkotrwałymi impulsami - jest typowe dla wydalania gazu z małych lub „umierających” wycieków lub z powodu zdarzeń sejsmicznych. Na Marsie epizodyczne uwalnianie gazu może również powstać podczas uderzenia meteorytu, powodując emisję gazu uwięzionego pod powierzchnią.

- Zidentyfikowaliśmy uskoki tektoniczne, które mogą rozciągać się poniżej obszaru, gdzie prawdopodobnie występuję lód. Ponieważ wieczna zmarzlina jest doskonałym uszczelnieniem dla metanu, możliwe jest, że lód może więzić podpowierzchniowy metan i uwalniać go epizodycznie podczas przesunięcia uskoków lub pęknięć lodu – wyjaśnił współautor badań Giuseppe Etiope z National Institute of Geophysics and Volcanology w Rzymie.

- Co ciekawe, zauważyliśmy, że symulacja atmosferyczna i ocena geologiczna, wykonywane niezależnie od siebie, sugerują ten sam region pochodzenia metanu. Nasze wyniki potwierdzają pogląd, że uwalnianie metanu na Marsie może charakteryzować się raczej niewielkimi, przejściowymi zdarzeniami geologicznymi niż stale uzupełniającą się obecnością globalną, ale musimy także lepiej zrozumieć, w jaki sposób metan jest usuwany z atmosfery i jak pogodzić dane Mars Express z wynikami z innych misji – zaznaczył Frank Daerden z Royal Belgian Institute for Space Aeronomy w Brukseli, również współautor publikacji.

 

Źródło: ESA, fot. ESA/ATG medialab/ Mars: ESA/DLR/FU Berlin/ CC BY-SA 3.0 IGO