NASAn Curiosity Rover on löytänyt metaanin Marsin Galen kraaterista, mikä on yllättävä löytö, koska planeetalla ei ole merkkejä elämästä. Tutkijat tutkivat näiden päästöjen geologisia lähteitä ja kausittaisia malleja, jolloin metaanitasot osoittavat epätavallisia vaihteluita ja katoavat päivän aikana. (Taiteilijan konsepti.) Luotto: SciTechDaily.com
Tuore paperi voi auttaa selittämään, miksi kannettava kemian laboratorio on päällä NASACuriosity-mönkijä on haistellut jatkuvasti kaasun jälkiä lähellä Gale-kraatterin pintaa.
NASAn Curiosity Mars Roverin yllättävin paljastus – että metaania tihkuu Gale-kraatterin pinnalta – saa tutkijat raapimaan päätään.
Elävät olennot tuottavat suurimman osan maapallon metaanista. Mutta tutkijat eivät ole löytäneet vakuuttavia merkkejä nykyisestä tai muinaisesta elämästä Marsja siksi en odottanut löytävänsä sieltä metaania. Silti Curiosityn kannettava kemian laboratorio, joka tunnetaan nimellä SAM tai Sample Analysis at Mars, on jatkuvasti haistellut kaasun jälkiä lähellä Gale-kraatterin pintaa, joka on ainoa paikka Marsin pinnalla, jossa metaania on toistaiseksi havaittu. . Sen todennäköinen lähde, tutkijat olettavat, ovat geologiset mekanismit, joihin liittyy vettä ja kiviä syvällä maan alla.
Quisquiron suolatasannot Etelä-Amerikan Altiplanon alueella ovat suolaisia järviä täynnä, ja ne edustavat sellaista maisemaa, jonka tutkijat uskovat saaneen olla Marsin Gale-kraaterissa, jota NASAn Curiosity Rover tutkii. Luotto: Maksym Bocharov
Jos tämä olisi koko tarina, asiat olisivat helppoa. SAM on kuitenkin havainnut, että metaani käyttäytyy odottamattomilla tavoilla Gale-kraaterissa. Se ilmestyy yöllä ja katoaa päivällä. Se vaihtelee kausittain, joskus nousta 40 kertaa normaalia korkeammalle tasolle. Yllättäen metaani ei myöskään kerry ilmakehään: ESA:n ( Euroopan avaruusjärjestö) ExoMars Trace Gas Orbiter, joka lähetettiin Marsiin erityisesti tutkimaan ilmakehän kaasua, ei ole löytänyt metaania.
Miksi jotkut tieteelliset laitteet havaitsevat metaanin Punaisella planeetalla, kun taas toiset eivät?
“Se on tarina, jossa on paljon juonenkäänteitä”, sanoi Ashwin Vasavada, Curiosityn projektitutkija NASAn Jet Propulsion Laboratorysta Etelä-Kaliforniassa, joka johtaa Curiosityn tehtävää.
Metaani pitää Marsin tutkijat kiireisinä laboratoriotyössä ja tietokonemallinnusprojekteissa, joiden tarkoituksena on selittää, miksi kaasu käyttäytyy oudosti ja havaitaan vain Galen kraatterissa. NASAn tutkimusryhmä jakoi äskettäin mielenkiintoisen ehdotuksen.
Tämä on näyte väärennetystä marsin regoliitista, joka on murskatusta kivestä ja pölystä tehtyä “maata”. Se on yksi viidestä näytteestä, joihin tutkijat infusoivat erilaisia pitoisuuksia perkloraattiksi kutsuttua suolaa, joka on yleinen Marsissa. He altistivat jokaisen näytteen Marsin kaltaisille olosuhteille NASAn Goddardin avaruuslentokeskuksen Marsin simulaatiokammiossa Greenbeltissä, Marylandissa. Yllä olevan näytteen hauraat kokkareet osoittavat, että suolatiiviste ei muodostunut tähän näytteeseen, koska suolapitoisuus oli liian alhainen. Kiitokset: NASA/Alexander Pavlov
Raportointi maaliskuun numerossa i Journal of Geophysical Research: Planeetat, ryhmä ehdotti, että metaani – vaikka sitä syntyykin – voitaisiin sulkea jähmettyneen suolan alle, joka voisi muodostua Marsin regoliittiin, joka on murskatusta kivestä ja pölystä valmistettua “maata”. Kun lämpötila nousee lämpiminä vuodenaikoina tai vuorokaudenaikoina heikentäen tiivistettä, metaania voi vuotaa ulos.
NASAn Goddard Space Flight Centerin Greenbeltissä, Marylandissa työskentelevän planetaarisen tutkijan johtaman Alexander Pavlovin johtamat tutkijat ehdottavat, että kaasu voi myös purskahtaa puhalluksina, kun tiivisteet halkeilevat esimerkiksi yli ajavan pienen katumaasturin koon paineessa. se. . Ryhmän hypoteesi voi auttaa selittämään, miksi metaania havaitaan vain Galen kraatterissa, Pavlov sanoi, koska se on yksi kahdesta paikasta Marsissa, jossa robotti on vaeltanut ja porautunut pintaan. (Toinen on Jezero Crater, jossa NASAn Perseverance-mönkijä toimii, vaikka sillä ei ole metaanin havaitsevaa laitetta.)
Tämä kuva on toisesta näytteestä väärennetystä Marsin “maaperästä” sen jälkeen, kun se oli poistettu Marsin simulaatiokammiosta. Pinta on tiivistetty kiinteällä suolakuorella. Alexander Pavlov ja hänen tiiminsä havaitsivat, että näytteen jälkeen muodostunut sinetti vietti 3–13 päivää Marsin kaltaisissa olosuhteissa ja vain, jos sen perkloraattisuolapitoisuus oli 5–10 prosenttia. Väri on vaaleampi keskellä, jossa näyte naarmuuntui metallitikulla. Vaalea väri osoittaa pintakerroksen alla olevaa kuivempaa maaperää, joka imeytyi ilmasta kosteutta heti, kun näyte poistettiin simulaatiokammiosta ja muuttui ruskeaksi. Kiitokset: NASA/Alexander Pavlov
Pavlov jäljittää tämän hypoteesin alkuperän aiheeseen liittymättömään kokeeseen, jota hän johti vuonna 2017 ja jossa kasvatettiin mikro-organismeja simuloidussa Marsin ikiroudassa (jäätynyt maaperä), johon oli lisätty suolaa, kuten suuri osa Marsin ikiroutasta on.
Pavlov ja hänen kollegansa testasivat, voisivatko halofiileinä tunnetut bakteerit, jotka elävät suolaisen veden järvissä ja muissa suolaisissa ympäristöissä maapallolla, menestyä vastaavissa olosuhteissa Marsissa.
Mikrobiviljelytulokset osoittautuivat epäjohdonmukaisiksi, hän sanoi, mutta tutkijat huomasivat jotain odottamatonta: Maan yläkerros muodosti suolakuoren suolaisen jään sublimoituessa, muuttuen kiinteästä aineesta kaasuksi ja jättäen suolan taakse.
Ikirouta Marsissa ja Maan päällä
“Emme ajatelleet sitä juurikaan tällä hetkellä”, Pavlov sanoi, mutta hän muisti maankuoren vuonna 2019, kun SAMin viritettävä laserspektrometri havaitsi metaaninpurkauksen kukaan ei osannut selittää.
“Silloin se napsahti mielessäni”, Pavlov sanoi. Ja silloin hän ja ryhmä alkoi testata olosuhteita, jotka voisivat muodostaa ja rikkoa kovettuneet suolatiivisteet.
Curiosity pyrki vastaamaan kysymykseen: Oliko Marsilla koskaan oikeat ympäristöolosuhteet tukemaan pieniä elämänmuotoja, joita kutsutaan mikrobeiksi? Tehtävänsä alussa Curiosityn tieteelliset työkalut löysivät kemiallisia ja mineraalisia todisteita Marsin aiemmin asumiskelpoisista ympäristöistä. Se jatkaa rock-ennätyksen tutkimista ajalta, jolloin Mars olisi voinut olla mikrobielämän koti. Kiitos: NASA
Pavlovin tiimi testasi viittä näytettä ikiroutasta, joihin oli infusoitu vaihtelevia pitoisuuksia perkloraatti-nimistä suolaa, joka on yleinen Marsissa. (Galen kraaterissa ei todennäköisesti ole nykyään ikiroutaa, mutta hylkeet olisivat voineet muodostua kauan sitten, kun Gale oli kylmempää ja jääkylmempi.) Tutkijat altistivat jokaisen näytteen erilaisille lämpötiloille ja ilmanpaineille NASA Goddardin Marsin simulaatiokammiossa.
Ajoittain Pavlovin tiimi ruiskutti neonia, metaanianalogia, maanäytteen alle ja mittasi kaasun paineen sen ala- ja yläpuolella. Korkeammat paineet testin aikana merkitsivät, että kaasu jäi loukkuun. Lopulta sinetti muodostui Marsin kaltaisissa olosuhteissa 3–13 päivässä vain näytteissä, joiden perkloraattipitoisuus oli 5–10 prosenttia.
Se on paljon korkeampi suolapitoisuus kuin Curiosity on mitannut Galen kraatterissa. Mutta siellä oleva regolitti sisältää runsaasti toisen tyyppisiä suolamineraaleja, joita kutsutaan sulfaatiksi, joita Pavlovin tiimi testaa seuraavaksi nähdäkseen, voivatko ne muodostaa myös sinettejä.
Curiosity-mönkijä on saapunut alueelle, jonka uskotaan muodostuneen Marsin ilmaston kuivuessa.
Marsin metaanin muodostumis- ja tuhoutumisprosesseja koskevan ymmärryksemme parantaminen on tärkeä suositus 2022 NASA Planetary Mission Senior Review, ja Pavlovin kaltainen teoreettinen työ on välttämätön tälle yritykselle. Tiedemiehet sanovat kuitenkin, että he tarvitsevat myös johdonmukaisempia metaanimittauksia.
SAM haistelee metaania vain useita kertoja vuodessa, koska sillä on muuten kiireinen tehtävänsä porata näytteitä pinnasta ja analysoida niiden kemiallista koostumusta.
“Metaanikokeet ovat resurssivaltaisia, joten meidän on oltava erittäin strategisia, kun päätämme tehdä niitä”, sanoi Goddardin Charles Malespin, SAMin päätutkija.
Mutta esimerkiksi metaanitason nousun testaaminen vaatisi uuden sukupolven pintainstrumentteja, jotka mittaavat metaania jatkuvasti monista paikoista eri puolilla Marsia, tutkijat sanovat.
“Osa metaanityöstä on jätettävä tuleville pinta-avaruusaluksille, jotka keskittyvät enemmän vastaamaan näihin erityisiin kysymyksiin”, Vasavada sanoi.
Viite: “Suolaisen maan tiivisteiden muodostuminen ja stabiilisuus Marsin kaltaisissa olosuhteissa. Vaikutukset metaanivaihteluihin Marsissa”, Alexander A. Pavlov, James Johnson, Raul Garcia-Sanchez, Ariel Siguelnitzky, Chris Johnson, Jeffrey Davis, Scott Guzewich ja Prabhakar Misra, 9. maaliskuuta 2024, Journal of Geophysical Research: Planeetat.
DOI: 10.1029/2023JE007841
Uteliaisuuden rakensi JPL, jota hallinnoi Caltech Pasadenassa, Kaliforniassa. JPL johtaa tehtävää NASAn Washingtonissa sijaitsevan Science Mission Directorate -osaston puolesta.
