火星上存在生命?火星上发现甲烷意味着什么?

火星上的所有发现中,探测到大气中的甲烷可能是最引人注目的。这是一个可能具有历史意义的神秘发现。在地球上,甲烷是众所周知的生命新陈代谢的副产品。在火星上,那是否意味着有外星生命呢?

美国宇航局(NASA)的“好奇号”火星探测器有能力精确测量火星空气的成分。这辆重达一吨的轮式火星车目前正沿着夏普山(Mount Sharp)的斜坡行驶,夏普山是火星盖尔陨石坑(Gale Crater)中部一座近5000米高的山峰,它的表面揭示了火星上亿万年的地质历史,供这台尖端机器人研究。

然而,这一最新发现并不存在于岩石和尘埃中,而是存在于大气中。“好奇号”嗅出了空气中破纪录的甲烷“峰值”。“好奇号”利用可调谐激光光谱仪上的样品分析,探测到一个浓度为21 ppbv的甲烷短暂爆发峰值。探测到的甲烷浓度可能听起来很微小,但在火星上,这是一件大事。

好奇号的项目科学家阿什温·瓦萨瓦达(Ashwin Vasavada)在美国宇航局喷气推进实验室(Jet Propulsion Laboratory)的一份声明中说:“火星中甲烷的探索还在继续。”“我们比以往任何时候都更有动力继续进行研究,我们将集中精力,以弄清楚甲烷在火星大气中的奥秘。”

但最新的探测结果却让人沮丧,因为科学家们在破纪录的探测后仅仅几天就进行了重复分析,发现甲烷浓度已经下降到只1ppbv,这是“好奇号”经常测量的平均水平。

那么,火星上的甲烷是怎么回事呢?

地球上有一个庞大而复杂的生态系统,拥有数万亿种生命形式,甲烷的浓度得到了充分的研究,而且由于人类活动,甲烷浓度正在上升,最近达到了全球甲烷浓度1866 ppbv,这是80万年以来的最高水平。这关系到我们星球的未来,因为甲烷是一种强有力的温室气体。尽管相比之下,火星上的21 ppbv的测量值可能听起来微不足道,但这些物质的积累,不管时间有多短,都可能是生命的指示器。

在科学家们宣称火星甲烷是“微小火星人的证据”之前,他们必须弄清楚它是隐藏在地下的分解甲烷的微生物还是其他什么东西。而且,尽管“好奇号”可以探测到非常低浓度的甲烷,但它无法解释甲烷的产生原因。

美国宇航局戈达德航天中心的首席研究员保罗·马哈菲(Paul Mahaffy)在一份声明中说:“根据我们目前的测量,我们无法判断甲烷来源是生物还是地质原因,甚至无法判断是来自远古还是现代。”

微生物或地质?

产甲烷菌是地球上一组被充分研究过的单细胞微生物,它们可以在缺氧环境中茁壮成长。它们生活在潮湿的地方(如沼泽),居住在动物的消化道中,当它们代谢二氧化碳和氢分子以获取能量时产生甲烷。然而,也有非生物的、地球化学的生产机制。例如,如果水与岩石中的矿物质发生反应,就可能发生蛇纹石化,甲烷是副产品。

地球上产生的甲烷大部分来自有机过程,但火星呢?简单地说,我们不知道。可能是地表水与“好奇号”地下的岩石发生了缓慢的反应,产生的甲烷泄露到了地表。另一方面,火星上可能存在大量类似产甲烷菌的微生物,推动着生物甲烷的产生,这些甲烷会突然泄漏到火星表面,这或许可以解释好奇号进行测量时甲烷浓度的急剧上升。

有一件事是肯定的,当暴露在紫外线下时,甲烷是一种高度不稳定的分子。如果没有一个活跃的生产机制,甲烷将不存在于火星大气中,因为太阳会将其清除。因此,科学家们确信,某种物质正在活跃地生产甲烷,无论是通过地质作用还是生物作用。

关于火星甲烷的问题很多,答案却很少

尽管每个火星甲烷的故事都会成为令人兴奋的“火星上有生命”的头条,但相对来说,这已经是很久以前的新闻了。2004年,欧洲航天局的火星快车轨道飞行器首次探测到甲烷气体。2011年,地球红外观测发现了火星上有少量甲烷气体,这一初步探测得到了证实。“好奇号”登陆火星几年后,事情变得非常有趣。自2012年登陆以来,探测器只检测到少量的甲烷,但在2014年,它检测到甲烷浓度显著上升。到2018年,美国国家航空航天局(NASA)曾报告称,甲烷的背景浓度会随着季节的变化而增加或减少。目前,科学家们还不确定是什么原因导致了这些甲烷排放的偶发激增,不过还没有排除“好奇号”仪器中的陆地甲烷污染的可能。

结果是,我们还需要做更多的工作,才能确切地了解火星上的甲烷从何而来。在2016年底抵达火星轨道的欧洲微量气体轨道飞行器(TGO)的帮助下,科学家们希望将轨道测量与地面探测结合起来,建立一个更好的甲烷排放图像。然而,在写这篇文章的时候,TGO还没有探测到甲烷,这种没有探测到的情况只会给火星上令人惊奇的甲烷故事带来更多的问题而不是答案。

作者:是柚子呀,如若转载,请注明出处:https://eozlab.com/zirankexue/tianwen/409.html