science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Iets produceerde een verrassende piek van methaan op Mars

Mars geeft het antwoord op zijn methaanmysterie niet zo gemakkelijk op. Stocktrek-afbeeldingen/Getty Images

Van alle ontdekkingen die op Mars zijn gedaan, de detectie van methaan dat in de lucht waait, is waarschijnlijk de meest overtuigende. Het is een mysterieuze bevinding die historische implicaties kan hebben. Zie je, op aarde, methaan is een bekend bijproduct van het metaboliseren van levensvormen. Op Mars, dat zou kunnen betekenen – *tromgeroffel* – aliens!

Of, het kan helemaal niets betekenen.

De aanhoudende Mars-methaansage haalde opnieuw de krantenkoppen toen NASA een meting aankondigde die was uitgevoerd door NASA's Marsrover Curiosity, die de mogelijkheid heeft om de componenten van de Mars-lucht nauwkeurig te meten. De rover van één ton rijdt momenteel de hellingen van Mount Sharp op, een 3 mijl (bijna 5 kilometer) hoge berg in het midden van Gale Crater, waar eonen van de geologische geschiedenis van Mars op het oppervlak worden blootgelegd voor de geavanceerde robot om te bestuderen.

Deze meest recente ontdekking, echter, is niet in de rotsen en stof, het zit in de atmosfeer. Curiosity kon een recordbrekende "piek" van methaan opsnuiven. Met behulp van zijn afstembare laserspectrometer voor monsteranalyse op Mars (SAM), Curiosity ontdekte een korte uitbarsting van methaan met een concentratie van 21 delen per miljard eenheden per volume (ppbv). Die hoeveelheid methaan die wordt gedetecteerd klinkt misschien minuscuul, maar op Mars, het is een groot probleem.

"Het methaanmysterie gaat verder, " zei Ashwin Vasavada, Curiosity's projectwetenschapper bij NASA's Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Californië, in een verklaring. "We zijn gemotiveerder dan ooit om te blijven meten en onze hersens bij elkaar te steken om erachter te komen hoe methaan zich gedraagt ​​in de atmosfeer van Mars."

Deze meest recente detectie is zelfs nog erger omdat, toen missiewetenschappers slechts enkele dagen na de recordbrekende detectie een herhalingsanalyse uitvoerden, methaanconcentraties waren teruggevallen tot slechts één ppbv, een achtergrondniveau van het gas dat Curiosity routinematig meet.

Curiosity nam deze foto met zijn linker Navcam op 18 juni, 2019, De 2, 440ste Marsdag van de missie. Het toont een deel van "Teal Ridge." NASA/JPL-Caltech

Dus, Wat gebeurt er met Marsmethaan?

Op aarde, die een enorm en complex ecosysteem van biljoenen levensvormen bezit, de concentraties van methaan zijn goed bestudeerd, en, door menselijke activiteit, methaanniveaus nemen toe - meest recent piekte naar wereldwijde methaanniveaus van 1, 866 ppbv, het hoogste is geweest voor 800, 000 jaar. (Dit is van belang voor de toekomst van onze planeet, aangezien methaan een krachtig broeikasgas is.) Hoewel de Mars-meting van 21 ppbv in vergelijking bloedarmoede kan hebben, een opeenhoping van spullen, hoe kort ook, kan een indicatie van het leven zijn.

Voordat wetenschappers kunnen verklaren dat Mars-methaan het bewijs is van kleine marsmannetjes, " ze moeten uitzoeken of het methaanparende microben zijn die zich ondergronds verbergen of iets minder opwindends. Helaas, hoewel Curiosity zeer lage concentraties methaan kan detecteren, het kan niet ontcijferen wat het heeft voortgebracht. (En nee, winderige Mars-koeien bestaan ​​niet en kunnen daarom niet worden beschouwd als een bijdragende factor.)

"Met onze huidige metingen, we kunnen niet zeggen of de methaanbron biologie of geologie is, of zelfs oud of modern, " zei Paul Mahaffy, in een verklaring. Mahaffy is de hoofdonderzoeker van SAM bij het Goddard Spaceflight Center van NASA in Greenbelt, Maryland.

Microben of geologie?

Methanogenen zijn een groep goed bestudeerde eencellige micro-organismen op aarde die kunnen gedijen in zuurstofarme omgevingen (in feite zuurstof kan giftig zijn voor veel van deze microben). Ze leven op natte plaatsen (zoals moerassen) en bevolken het spijsverteringskanaal van dieren (ja, inclusief koeien en mensen) die methaan genereren terwijl ze koolstofdioxide en moleculaire waterstof metaboliseren voor energie. Er zijn ook niet-biologische, geochemische productiemechanismen, echter. Bijvoorbeeld, moet water reageren met de mineralen in gesteente, serpentinisatie kan optreden, waarvan methaan een bijproduct is.

Het grootste deel van de methaanproductie op aarde is afkomstig van organische processen, maar hoe zit het met Mars? We zullen, simpel gezegd, we weten het gewoon niet. Het kan zijn dat ondergronds water langzaam reageert met de rots onder Curiosity, die methaan produceert dat naar de oppervlakte lekt. Aan de andere kant, er kunnen enorme kolonies van methanogeenachtige Mars-microben zijn die de biologische methaanproductie aandrijven die in uitbarstingen naar de oppervlakte lekt - iets dat de scherpe piek in methaanconcentratie zou kunnen verklaren toen Curiosity de meting deed.

Eén ding is zeker:methaan is een zeer onstabiel molecuul bij blootstelling aan ultraviolet licht. Zonder een actief productiemechanisme, methaan zou niet bestaan ​​in de atmosfeer van Mars omdat de zon het zou hebben uitgeroeid, dus wetenschappers zijn ervan overtuigd dat iets produceert actief het gas, of dat nu via geologische of biologische processen is.

Veel vragen over Marsmethaan, Weinig antwoorden

Hoewel elk verhaal over methaan over Mars opwindende koppen over 'leven op Mars' oplevert, het is relatief oud nieuws. Het gas werd voor het eerst gedetecteerd door de Mars Express-orbiter van de European Space Agency in 2004. Deze eerste detectie werd in 2011 bevestigd nadat op aarde gebaseerde infraroodwaarnemingen kleine hoeveelheden van het gas detecteerden. Een paar jaar nadat Curiosity op de rode planeet landde, werd het pas echt interessant. De rover had sinds de landing in 2012 slechts kleine hoeveelheden methaan gedetecteerd. maar anno 2014 het mat een significante piek in methaanconcentraties. tegen 2018, NASA had gemeld dat de achtergrondniveaus van methaan per seizoen zouden toenemen en afnemen. Momenteel, wetenschappers zijn onzeker over wat deze sporadische pieken in methaanemissies zou kunnen veroorzaken, hoewel terrestrische methaanverontreiniging in de instrumenten van Curiosity nog moet worden uitgesloten.

Het resultaat is dat er meer werk nodig is voordat we definitief kunnen begrijpen waar het methaan van Mars vandaan komt - laat staan ​​​​of gasachtige bacteriën het genereren. Met de hulp van de European Trace Gas Orbiter (TGO), die eind 2016 in de baan van Mars arriveerde, wetenschappers hopen orbitale metingen te combineren met de detecties op de grond om een ​​beter beeld te krijgen van de methaanemissies. Hoewel, op het moment van schrijven, de TGO moet nog detecteren ieder methaan - een niet-detectie die alleen maar meer vragen dan antwoorden creëert rond het wonderbaarlijk mystificerende methaanverhaal van Mars.

Dat is nu interessant

Koeien produceren hier op aarde veel methaan. Door het voor koeien gemakkelijker te maken om hun voedsel te verteren, kan dit helpen bij het probleem van de runderemissie.