Alexander Vitkovski (alev_biz) wrote,
Alexander Vitkovski
alev_biz

Марсианский метан

Загадочные изменения концентрации метана в атмосфере Марса требуют новых объяснений.

марсианский метан

Атмосфера Марса на 95,3% состоит из углекислого газа (СО2), но в ней присутствуют и другие элементы, например, азот и аргон. Кроме того, на планете есть метан.

Марсианскому метану уделяют особое внимание, потому что его присутствие может указывать на существование живых организмов. На Земле большая часть метана вырабатывается микробами, в том числе теми, которые живут в пищеварительном тракте у некоторых животных, например, коров (именно поэтому один из существенных факторов увеличения концентрации метана в атмосфере Земли – это животноводство).

Впрочем, таинственную марсианскую говядину здесь подозревать не приходится – надо помнить, что из-за очень слабого магнитного поля солнечный ветер «сдувает» атмосферу Марса со скоростью порядка 100–500 тонн в день, в зависимости от солнечной активности и расстояния до Солнца. Тем не менее, происхождение метана на красной планете интересно само по себе.



марсианский метан
Некоторые из возможных путей образования метана на Марсе

Знаменитый ровер NASA Curiosity, который «примарсился» в 2012 году, уже собрал 30 проб ночного марсианского воздуха. Ровер оборудован инструментом для измерения содержания метана: это небольшая полость с зеркальными стенками, внутри которой установлены лазер и детектор (см. иллюстрации). Поглощение лазерного света на длинах волн, соответствующих метану, позволяет определить концентрацию его в атмосфере планеты. Фоновое содержание метана на Марсе составляет около 0,4 миллиардных долей, тогда как фоновая концентрация метана на Земле сейчас равна примерно 1800 миллиардных долей.

Большая часть земного метана появилась в результате жизнедеятельности микробов. Теоретически на Марсе могли бы жить аналогичные микробы – если не сейчас, то в далёком прошлом, и оставить скопления газа в недрах планеты. Но метан мог появиться и в ходе совсем других процессов, которые не имеют ничего общего с живыми организмами. Например, это могли быть гидротермальные реакции породы, богатой оливином (магнезиально-железистый силикат состава (Mg,Fe)2[SiO4], который часто встречается в магматических породах, астероидах, метеоритах и космической пыли) или облучение углерод-содержащих метеороидов и космической пыли ультрафиолетом.

Впрочем, помимо вопроса, откуда он взялся, есть и другие загадки, связанные с марсианским метаном. Оказалось, что его концентрация периодически изменяется, достигая регулярных максимумов около 0,7 миллиардных долей, которые приходятся на конец северного марсианского лета (ровер Curiosity находится в северном полушарии планеты). Причина этих колебаний пока остаётся загадкой, но у исследователей есть несколько идей насчёт того, откуда же берётся метан на Марсе, и почему его содержание изменяется со временами года.

В принципе сезонные колебания метана в атмосфере – ожидаемое явление. Во-первых, во время южной зимы часть углекислого газа намерзает на огромную полюсную шапку, за счёт чего меняется общий состав атмосферы, и пропорция метана, который не замерзает, увеличивается. К концу северного лета воздух, богатый метаном, поднимается до того места, где расположен Curiosity. Другим источником сезонных колебаний могут быть пыльные бури и изменение уровня ультрафиолетового излучения.

Но оба эти механизма не могут объяснить достаточно большой разброс значений, поэтому скорее всего на концентрацию метана влияют и другие процессы, которые зависят от времён года на планете. Например, газ может испаряться через поры нагретой солнцем породы или даже иметь отношение к живым организмам, которые теоретически могли бы жить на Марсе, и чья жизнедеятельность тогда должна была бы зависеть от времён года.



марсианский метан
Устройство для измерения концентрации метана, которым оборудован ровер Curiosity

Но на этом загадки, связанные с метаном в атмосфере Марса, не заканчиваются. Время от времени концентрация метана резко подскакивает на порядок или два выше фонового значения. В 2009 году с помощью телескопа на Гавайях удалось увидеть скачок до 45 миллиардных долей, а Curiosity зафиксировал несколько скачков до 7 миллиардных долей.

Возможно, это внезапный выход метана из глубокого подземного источника, а возможно – результат града из мелких метеоритов, когда Марс проходит сквозь орбиту кометы и цепляет космическую пыль и мусор, богатые углеродом. Такая пыль должна испаряться в атмосфере Марса на высоте нескольких десятков километров, где более сильный ультрафиолетовый свет должен увеличить скорость и эффективность реакции, образующей метан, по сравнению с поверхностью планеты.

Все скачки концентрации метана в атмосфере Марса, которые нам удалось наблюдать за последние 20 лет, произошли в течение двух недель после регистрации метеоритных дождей на планете. Тем не менее, это может быть просто совпадением. Для сравнения количество вещества, принесённое на планету во время метеоритного дождя в 2014 году, когда Марс чуть не столкнулся с кометой C/2013 A1 (Макнота), составила около 16 тонн, тогда как ежедневно на планету падает около 3 тонн космической пыли. Чтобы объяснить соответствующий пик концентрации метана, количество вещества должно быть на несколько тысяч тонн больше.

К счастью, гипотезу, связанную с метеоритным дождём, скоро можно будет проверить. 24 января комета С/2007 Н2 пройдёт очень близко от Марса, около десятой части расстояния между Землёй и Луной. Гавайский телескоп, а так же космический аппарат MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN — «Эволюция атмосферы и летучих веществ на Марсе») и Curiosity будут наблюдать за изменением концентрации метана в марсовой атмосфере.

Кто знает, какие ещё сюрпризы готовит наш красный сосед и его атмосфера, пока её совсем не сдуло!

Автор: Аня Грушина

Ссылка на источник

Tags: бактерии, исследования, космос, химия
Subscribe

Posts from This Journal “космос” Tag

promo nemihail 10:00, yesterday 163
Buy for 30 tokens
Бедных действительно становится все меньше, сегодня людей живущих за чертой бедности 19 миллионов, это те, чьи доходы ниже прожиточного минимума. А ещё зимой этого года их было почти 21 миллион. Подозреваю, что сейчас у многих начнет бомбить от этой информации, однако нужно понимать, что в любом…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments