04.01.2018

В атмосфере Марса нашли сезонные колебания концентрации метана

Концентрация газа, который в земную атмосферу попадает в основном в результате жизнедеятельности живых существ, оказалась подвержена сезонным колебаниям на Марсе.

На Земле атмосферный метан бывает как биогенным, так и абиогенным. Первый обязан своим происхождением разложению живых тканей под действием пищеварительных ферментов животных или бактериям, второй выделяется при нагревании осадочных пород на большой глубине. Большая часть земного метана – продукт жизнедеятельности бактерий.

На Марсе метан тоже есть, как правило, в следовых количествах, но иногда в довольно существенных. В декабре на встрече Американского географического союза (AGU) в Новом Орлеане исследователи NASA выступили с докладом о сезонных колебаниях, которым подвержено количество метана в марсианской атмосфере. Согласно озвученным данным, концентрация метана в атмосфере Красной планеты достигает максимума к концу марсианского лета.

Крис Уэбстер (Chris Webster) из Лаборатории реактивного движения в Пасадене, Калифорния, руководитель группы, которая контролирует газоанализатор марсохода Curiosity, отметил: «Самое странное в наблюдаемых процессах – это огромная амплитуда колебаний концентрации метана». Сейчас ученые из группы Уэбстера пытаются найти причину сезонных колебаний.

С 2012 года Curiosity взял 30 проб разреженной марсианской атмосферы. Измерив спектры поглощения проб путем пропускания через них луча лазера в зеркальной камере, аппарат проанализировал их химический состав; кроме прочего, результаты анализа дали спектр поглощения метана. Обычно газа на Марсе очень мало: от 0,3–7 миллиардных долей (по данным Curiosity) до 45 (зарегистрированных с Земли) (ср. с земными 1800 миллиардными долями). Концентрация газа колеблется с периодом около двух марсианских лет.

Марсианский метан теоретически может быть наследием когда-то населявших планету бактерий, считают авторы исследования. Но гораздо более вероятно, что он выделяется в результате воздействия солнечного ультрафиолета на космическую пыль и вещество микрометеоритов, постоянно бомбардирующих Марс.

Сезонные изменения отчасти объясняет диоксид углерода, из которого в основном состоит атмосфера Марса. Зимой часть CO₂ замерзает и выпадает в виде кристалликов льда на поверхность планеты; в это время года на Марсе еще более разреженная атмосфера, чем обычно. Метан при температурах марсианской зимы не замерзает, поэтому его концентрация повышается. К концу лета в северном полушарии атмосферные потоки приносят насыщенный метаном воздух к горе Эолиде, в окрестностях которой работает Curiosity. Влиять на концентрацию метана в атмосфере Марса способны также сезонные пылевые бури и количество ультрафиолета. Но сезонные колебания концентрации метана втрое сильнее, чем показывают расчеты, учитывающие вышеупомянутые процессы.

Это противоречие заставляет ученых предположить, что большая часть метана попадает в атмосферу из микропор в породе, и скорость высвобождения зависит от температуры. Еще одним объяснением, о котором, по словам одного из участников исследовательской группы Майка Маммы (Mike Mumma), «никто не хочет говорить», может быть текущая биологическая активность на Марсе.

Некоторые планетологи объясняют «лишний» метан на Марсе кометами и метеоритами. Все зарегистрированные пики концентрации CH₄ появились в течение двух недель после крупных метеоритных бомбардировок, однако пока непонятно, есть ли между этими событиями причинно-следственная связь. Ответить на этот вопрос может помочь встреча Марса с кометой C/2007 H2 Skiff, которая произойдет 24 января этого года; операционное время телескопа на Гавайях уже забронировано для наблюдения за Марсом в течение двух недель после этого события, такие же планы у команды марсохода Curiosity, сообщает портал журнала Science. Дополнительные выводы предоставит в наступившем году орбитальный аппарат ЕКА Trace Gas Orbiter (TGO), который в апреле должен выйти на расчетную орбиту вокруг Марса и начать измерения состава атмосферы Красной планеты.

Ксения Малышева

Источники:

1. naked-science.ru