Misteryo ng Mars methane? Nakasalalay sa oras ng araw

Ang spacecraft na umiikot sa orange na Mars na may sinag na puno ng mga maliit na tuldok na nagmumula sa malayong araw.

Ang konsepto ng Artist ng ESA's Trace Gas Orbiter, bahagi ngMga ExoMarsmisyon Sinusuri ng instrumento na ito ang himpapawid ng Martian at hindi pa rin nakakahanap ng anumang methane sa kapaligiran ng Mars. Iyon ay sa kabila ng katotohanang ang NASA's Curiosity rover ay nakakita ng methane sa hangin ng Martian nang maraming beses. Ngayon, iniisip ng mga siyentista na alam nila kung bakit. Larawan sa pamamagitan ngITO.


Ang misteryo ng Mars na methane ay nakakagulo

Sa loob ng maraming taon, sinusubukan ng mga siyentista na malaman kung ano ang lumilikha ng methane ng Mars. Ang buhay sa lupa ay gumagawa ng methane. Teleskopyo, orbiter at angKuryusidadNakita ng rover ang methane sa Mars. Ang ebidensya ay tila kapani-paniwala. Ang methane ay lilitaw na naroroon, kahit na sa mas maliit na halaga kaysa sa Earth. Ngunit may mga nag-iingay na hindi pagkakapare-pareho. Ang ilang mga instrumento ay nakakakita ng gas, habang ang iba na dapat ay nakita na hindi ito nakikita. Bakit? Ngayon isang bagong pag-aaral, na inilabas noong Hunyo 29, 2021, na nagdadala sa mga siyentista ng isang hakbang na malapit sa paglutas ng misteryo ng methane ng Mars

Ang mga siyentista na may misyon ng Curiosity rover na nagmungkahi ng isang solusyon para sa palaisipan. Ang bagong pananaliksik ay nakatuon sa mga pagkakaiba sa pagitan ng pagtuklas ng Curiosity ng methane saGale Crater, at ang kakulangan ng methane na nakita ngSubaybayan ang Orbiter ng Gas, bahagi ng misyon ng ExoMars ng ESA. Ang pag-usisa ay gumawa ng paulit-ulit na pagmamasid sa mga pana-panahong spike sa methane. Ang Trace Gas Orbiter ay hindi pa nakakakita ng methane na tumutukoy.


Iminumungkahi ng mga bagong resulta na ito ayang oras ng arawGinagawa ang lahat ng mga pagkakaiba. Ang pag-usisa at ang Trace Gas Orbiter ay naghahanap ng methane sa iba't ibang oras ng araw sa Mars.

Ang journalAstronomiya at Astrophysics nalathalaangsinuri ng kapwamga resulta sa Hunyo 29.

Methane sa Mars: Oo o hindi?

Ang misyon ng ExoMars ay talagang dalawang misyon. Ang una ay ang Trace Gas Orbiter, na inilunsad noong 2016. Ang pangalawa ay binubuo ng isang rover at ibabaw na platform, na planong ilunsad noong 2022. Sama-sama, sasagutin nila ang tanong kung mayroon nang buhay sa Mars. At dahil ang buhay sa lupa ay gumagawa ng methane, ang tanong ng methane ay nakatali sa tanong ng buhay Martian. Noong 2016, nang magsimula ang misyon ng ExoMars, naisip ng mga siyentista na matutukoy nito ang Mars methane. Ang mga instrumento nito ay labis na sensitibo sa kahit na mga bakas na halaga ng gas.

Ngunit hindi nakita ng Trace Gas Orbiter ang Mars methane. At ang resulta ay naguguluhan ang mga siyentista. Taliwas lamang ito sa nahanap ng Curiosity, at ilang Mars orbiters at teleskopyo.




Chris Websteray nangunguna saMahusay na Laser Spectrometerinstrumento sa Mars Curiosity rover. Pinuno siya ng may-akda ng bagong papel tungkol sa mga pagkakaiba sa araw-gabi sa mga pagtuklas ng methane sa Mars. Siya ay nagkomento:

Nang sumakay ang Trace Gas Orbiter noong 2016, buong inaasahan kong iulat ng koponan ng orbiter na mayroong isang maliit na halaga ng methane saanman sa Mars.

At sinabi niya, nang ang Europa's Trace Gas Orbiter ay walang nahanap, wala namang methane:

… Siguradong nabigla ako.


Ang may gulong na robotic rover sa brownish mabatong lupain na may background sa burol.

Ang Curiosity rover ay kumuha ng selfie na ito noong Mayo 12, 2019. Ang rover ay nagsisiyasat sa Gale Crater mula noong 2012. Larawan sa pamamagitan ng NASA / JPL-Caltech / MSSS.

Ang tsart na may mga linya ng curved na tulad ng sine at may label na may kulay na mga tuldok, na na-superimpose sa landscape ng Martian.

Ang NASA's Curiosity rover ay nakakita ng methane ng maraming beses ngayon. Natagpuan nito ang katibayan ng isang pana-panahong pag-ikot ng gas, at ngayon ay tila mayroon ding pang-araw-araw na pag-ikot din. Larawan sa pamamagitan ngNASA/ JPL-Caltech.

Dalawang instrumento, magkasalungat na mga resulta

Ang instrumento ng Webster sakay ng Curiosity (ang Tunable Laser Spectrometer) ay isa na tumulong sa pag-aralan ang methane na natagpuan sa Gale Crater. Nalaman nito na, sa average, mayroong mas mababa sa 1/2 bahagi bawat bilyon sa dami ng background methane sa bunganga na ito. Gayunpaman, sa mga oras, ang instrumento ay nakakita ng pagsabog ng methane hanggang sa 20 bahagi bawat bilyon (na kung saan ay makabuluhan kahit na hindi ito katulad nito).

Ang mga instrumento sakay ng parehong Trace Gas Orbiter at Curiosity ay dapat na makakita ng labis na maliit na halaga ng methane. Kaya ano ba? Bakit tulad ng isang pagkakaiba sa kanilang mga resulta?


Dahil ang Curiosity ay nakakita ng methane, maaari ba itong palabasin mismo ng rover? Tiningnan ng koponan ng misyon ang lahat ng posibleng paraan kung saan maaaring gumawa ng gas ang rover, ngunit wala siyang nahanap. Sinabi ni Webster:

Kaya't tiningnan namin ang mga ugnayan na may pagturo ng rover, ang lupa, ang pagdurog ng mga bato, ang pagkasira ng gulong, pinangalanan mo ito. Hindi ko masabi ang pagsisikap na inilagay ng koponan sa pagtingin sa bawat maliit na detalye upang matiyak na ang mga sukat na iyon ay tama, at ang mga ito.

Dalawang grap na may maraming mga jagged na may kulay na mga linya at label.

Ang Trace Gas Orbiter ay nakakita ng mga gas tulad ng carbon dioxide at ozone, tulad ng inaasahan, ngunit hindi methane (CH4). Tila ngayon na ang gas ay labis na natutunaw sa itaas na kapaligiran sa araw na mahahanap kapag sinusukat ang Trace Gas Orbiter. Larawan sa pamamagitan ng Olsen et al./ITO.

Sa mga resulta ng Curiosity na tila nakumpirma, isa pang siyentista -John E. Mooressa York University sa Toronto - nagsimulang tingnan ang problema. Ipinaliwanag niya:

Kinuha ko ang tinawag ng ilan sa aking mga kasamahan na isang napaka-Canada na pagtingin dito, sa kahulugan na tinanong ko ang tanong: 'Paano kung ang Curiosity at ang Trace Gas Orbiter ay pareho?'

Isang pagkakaiba ng araw at gabi

Iyon ang iminungkahi ni Moores na ang sagot ay maaaring may kinalaman sa oras ng araw. Partikular, ang Tunable Laser Spectrometer on Curiosity - ang instrumento na nakakita ng methane - ay pangunahing ginagamit sa gabi. Ginagamit ito kapag walang ibang mga instrumento na nakasakay sa Curiosity na ginagamit. Pangunahin iyon dahil sa malaking halaga ng lakas na kinakailangan nito. Tulad ng pangangatuwiran ni Moores, mas madali para sa Curiosity na makita ang methane malapit sa ibabaw ng gabi kapag ang hangin ay mas kalmado.

Ang Trace Gas Orbiter, sa kabilang banda, ay iba ang nagpapatakbo. Ang instrumento na ito, sa orbit ng Mars, ay umaasa sa sikat ng araw upang makita ang methane na 5 milya (5 km) sa itaas ng ibabaw ng Mars. Kaya't habang ang Curiosity ay naghahanap ng methane sa gabi, hinahanap ito ng Trace Gas Orbiter kapag higit na sa gilid ng Mars.

At alam nating lahat na ang mas maiinit na hangin ay tumataas, at ang mga mas cool na air sink. Sa araw sa Mars, ang manipis na kapaligiran ay churned ng init ng araw. Kaya't ang anumang methane na naroroon sa gabi na malapit sa ibabaw - na mahahalata ng Curiosity - ay gagawa ng mas mataas sa kapaligiran sa araw ng Martian. Tulad ng ginagawa nito, masisisi ito ng mas malaking kapaligiran, hanggang sa punto na hindi ito makita ng Trace Gas Orbiter. Tulad ng ipinaliwanag ni Moores:

Ang anumang kapaligiran na malapit sa ibabaw ng planeta ay dumadaan sa isang ikot sa araw. Kaya't napagtanto kong walang instrumento, lalo na ang isang umiikot, na makakakita ng anuman.

Nakangiting tao na may bigote sa isang suit jacket, sa harap ng mga hakbang.

Chris Webstersa Jet Propulsion Laboratory ng NASA sa Pasadena, California ay nangungunang may-akda sa bagong papel tungkol sa mga pagkakaiba sa maghapon sa Mars methane. Larawan sa pamamagitan ngSi JPL.

Nakangiting tao na may maliwanag na lila na shirt at itim na vest, nakasandal sa isang instrumentong metal.

John E. Mooressa Unibersidad ng York sa Toronto na unang nagtanong: 'Paano kung ang Curiosity at ang Trace Gas Orbiter ay pareho?'

Nalutas ang misteryo ng Mars na methane?

Maaari bang maging kasing simple ng araw at gabi ang sagot? Upang suriin, ang koponan ng Curiosity ay nakolekta ang tumpak na mga sukat ng himpapawid sa araw. Isang pagsukat sa gabi ay na-braket ng dalawang mga pang-araw. Ang mga instrumento nito ay sinipsip sa hangin ng dalawang oras bawat oras, na tinatanggal ang anumang carbon dioxide na naroroon. Dahil ang carbon dioxide ay bumubuo ng higit sa (95%) ng himpapawid ng Mars, ang maliit na halaga ng natitirang hangin ay ginagawang madali upang tuklasin ang methane.

Hinulaan ni John Moores na, sa araw, ang dami ng methane sa Gale Crater - kung saan nakalagay ang Curiosity - ay dapat bumaba halos sa zero. At sa katunayan ito ay, ayon saPaul Mahaffy, na namumuno sa pangkat ng instrumento para sa Curiosity rover. Sinabi niya:

Hinulaan ni John na ang methane ay dapat na mabisang bumaba sa zero sa araw, at ang aming dalawang pagsukat sa araw ay nakumpirma na. Kaya't iyon ang isang paraan ng pagtulog sa malaking pagkakaiba na ito.

Mayroon bang sumisira sa methane?

Ang mga kamakailang obserbasyon ay maaaring ipaliwanag kung bakit ang methane ay napansin sa gabi ng Curiosity, ngunit hindi sa araw ng Trace Gas Orbiter. Maaaring… kung wala pa ring isa pang misteryo na kailangang ipaliwanag. Iyon ay, tinatantiya ng mga siyentista na ang mga methane Molekyul ay dapat tumagal tungkol sa300 taonsa himpapawid ng Mars bago nawasak ng solar radiation.

Kung totoo iyan, malinaw na ang methane seeping mula sa Gale Crater at iba pang mga bunganga ay dapat na makita ng Trace Gas Orbiter. Ngunit ang methane ay tilamawala na. At nangangahulugan iyon na dapat meroniba pasinisira ito.

Pero ano?

Misteryo ng Mars na methane: aktibidad ng kemikal sa ilalim ng lupa sa Mars, na may mga arrow at label.

Mayroong iba't ibang mga posibleng pamamaraan kung saan iniisip ng mga siyentista na ang methane ay maaaring likhain at sirain sa Mars. Larawan sa pamamagitan ngITO.

Hindi alam ng mga siyentista. Teorya nila na maaaring ito ay mga mababang antas ng paglabas ng kuryente na sanhi ng alikabok (ang Mars ay maymaraming alikabok). O maaaring mayroong sapat na oxygen malapit sa ibabaw ng Mars upang punasan ang methane bago ito umabot sa itaas na kapaligiran, kung saan ito ay maaaring makita ng Trace Gas Orbiter. Sinabi ni Webster:

Kailangan nating matukoy kung mayroong isang mas mabilis na mekanismo ng pagkawasak kaysa sa normal upang ganap na mapagkasundo ang mga hanay ng data mula sa rover at ng orbiter.

At sa gayon nagpapatuloy ang paghahanap ng mga sagot.

Ang methane ay nagmula sa ilalim ng lupa

Sa pamamagitan ng wqy, isa pang pag-aaral sa 2019natapos dinna ang dami ng methane sa kapaligiran ng Mars ay nag-iiba sa araw-araw, hindi lamang sa pana-panahon. Ang paghampas ng mga bato aytinanggalbilang isang posibleng mapagkukunan sa 2019. Iniisip ng mga siyentista ngayon na ang methane ay nagmula sa ilalim ng lupa, ngunit hindi pa rin alam kung ang mapagkukunan ay biological, geological o pareho. Maaari itong sinaunang methane na nakulong sa ilalim ng yelo na pana-panahong inilalabas sa ibabaw, o maaari itong kasalukuyang gawin sa ibang paraan.

Alinman sa paliwanag ay maaaring kasangkot sa biologyoheolohiya Nakatayo pa rin ang misteryo ng Mars na methane!

Malaking gulong ng rover sa harap ng isang pulang disyerto na background.

Ang Mars Hand Lens Imager camera sa braso ng NASA's Curiosity rover ay nakuha ang imaheng ito noong Marso 19, 2017. Pansinin ang pagkasira ng gulong ng rover. Ito ay nagsisiyasat sa Gale Crater mula noong Agosto ng 2012. Larawan sa pamamagitan ngNASA/ JPL-Caltech / MSSS.

Bottom line: Iniisip ng mga siyentista na naiintindihan nila kung bakit ang NASA's Curiosity rover ay maaaring makakita ng methane sa ibabaw ng Mars, ngunit hindi ito makita ng Trace Gas Orbiter ng ESA mula sa orbit ng Mars. Ang pagkakaiba ay maaaring dahil sa oras ng araw bawat isa ay naghahanap ng methane.

Pinagmulan: Ang mga pagkakaiba sa araw-gabi sa Mars methane ay nagmumungkahi ng pagpipigil sa gabi sa bunganga ng Gale

Sa pamamagitan ng Jet Propulsion Laboratory