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好奇号发现火星的甲烷随季节变化

对于火星甲烷,有一个季节。

美国国家航空和宇宙航行局的“好奇号”漫游者已经发现了火星稀薄大气中甲烷在一年内变化的证据。研究人员在6月8日的《科学》杂志上报告说,北半球夏末秋初浓度较高,而冬季和春季浓度较低。

此外,“好奇号”还发现了保存在泥岩中的火星上前所未见的有机分子。虽然甲烷和有机物都不是生命的迹象,但是天体生物学的影响是“潜在的巨大的”,马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心的行星科学家Michael Mumma说,他没有参与这项研究。

2004年,Mumma和他的同事报告了第一次观察到的大量甲烷喷入火星大气的现象(SN: 2/14/09,第10页)。这些由地球上的望远镜探测到的烟羽,甲烷浓度高达十亿分之四十五。

这一发现令人兴奋,因为甲烷在火星大气中维持不了多久,就会被太阳的紫外线摧毁。在天文学家的观察下,一定有什么东西在产生或释放气体。在地球上,大部分的甲烷是由生物产生的,所以这些羽状物质给火星带来了支持生命的希望。

2012年好奇心降落在这颗红色星球的时候,然而,探测器最初发现没有甲烷(SN: 10/19/13, p . 7)。“很多人感到失望和沮丧,”克里斯托弗·韦伯斯特说,行星科学家在帕萨迪纳市的美国宇航局喷气推进实验室,加州和新的甲烷研究的合著者。但在2014年,经过更多的搜索,“好奇号”团队发现了甲烷的踪迹,尽管远远低于先前的结果(SN: 1/10/15, p. 11)。

经过2年的火星观测(5年地球观测),研究小组报告称,火星大气中甲烷的年平均浓度为0.41磅。但甲烷含量似乎随季节而变化,从冬季的0.24磅到夏季的0.65磅不等。研究人员还观察到相对较大的甲烷峰值,大约每磅7磅,显然是随机发生的。

韦伯斯特说,地下水库的缓慢渗漏可以解释季节性循环和尖峰现象。地表岩石在冬天可以留住甲烷,在夏天的阳光照射下释放出来。偶尔,岩石中的某些物质会断裂,释放出更大的喷射。地球上也有类似的情况。

科学家们还不能确定是什么首先产生了储存的甲烷。“甲烷在火星上的存在和行为仍然令人困惑,”韦伯斯特说。“虽然我们认为它可能是(通过地质过程)从生物学角度产生的,但我们不能排除生物或微生物来源的可能性。”

Mumma说,尽管好奇号看到的尖峰中甲烷的浓度较低,但如果好奇号位于烟柱的边缘,那么好奇号所看到的甲烷浓度仍然与从地球上看到的巨大羽状物一致。但他不确定季节性周期是否是数据的唯一解释。他认为,一个平坦的、恒定的甲烷水平也可能符合测量误差。

韦伯斯特不同意。“即使在外行人看来,”他说的结果,”有一个清晰的、可重复的夏季....上升季节性循环是真实存在的。

在另一篇新论文中,NASA Goddard的天体生物学家Jennifer特征布罗德和他的同事们分析了从35亿年前的泥岩中采集的样本,这些泥岩曾经是一个古老湖泊的一部分,他们发现了化学证据,证明在湖床中保存了大量的有机分子。

2014年,“好奇号”在盖尔陨石坑的一个地方发现了岩石中的有机分子。这一新发现是在火山口中心的一座山的底部钻出的样本中发现的,显示出比以前看到的更大更复杂的有机分子的迹象,其中一些类似于地球上发现的煤和黑色页岩。

特拉克布罗德说:“很多人都不认为我们会用好奇号探测器上的钻头发现有机物,因为它只下降了5厘米。”火星表面受到可以分解有机分子的辐射轰击。有机物在地表存活的事实意味着更深的挖掘可能会产出更多。

欧洲航天局的ExoMars火星车定于2020年发射,将在火星表面钻两米。特拉克布罗德说:“这打开了一种前景,即[探测器]可能会找到保存更好的有机材料,可能会找到生命的生物特征。”

不过好奇号还没有钻完。月球车的钻头在2016年坏了。但工程师们成功地破解了钻头,并于5月20日挖出了样本。

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