火星上的甲烷之谜可能很快就会得到解答

美国国家航空航天局(NASA)的“好奇号”(Curiosity)探测车可能朝着破解至少部分火星甲烷之谜迈出了一大步。

好奇号的测量结果显示，火星上直径96英里(154公里)的盖尔陨石坑内的甲烷含量呈季节性循环，好奇号还探测到了几次气体的大爆发，这可能是火星生命的迹象(尽管还远未确定)。但有趣的事情来了：从上面的观点是非常不同的，欧洲_俄罗斯的微量气体轨道飞行器(TGO)被设计用来嗅出低丰度气体，如甲烷，发现火星空气中几乎没有这种物质。

例如，TGO在2018年4月至8月的全面科学运行的头四个月里，记录的上限是0.012 ppm (ppb)甲烷。这比“好奇号”在同一时期测量到的“盖尔号”内部的甲烷含量低了35倍。TGO和2003年12月开始环绕火星运行的欧洲探测器火星快车(Mars Express)都没有发现“好奇号”探测到的最新的甲烷峰值。在今年6月19日发生的那次事件中，探测器所在位置的甲烷浓度上升到了惊人的21分之一——这是好奇号有记录以来的最高水平。(不过，“火星快车”在2013年6月独立观测到了“好奇号”发现的第一次甲烷激增。)

上周，在美国地球物理联盟(AGU)年度秋季会议的一次媒体圆桌会议上，“好奇号”任务首席研究员阿什温·瓦萨瓦达说，地面测量数据和轨道数据之间的差异让“好奇号”团队“像其他人一样感到困惑”。

位于加利福尼亚州帕萨迪纳市的美国宇航局喷气推进实验室的瓦萨瓦达说，也许火星大气中的某些物质很快就会破坏甲烷，把“好奇号”上面的大部分气体都冲走，因此几乎没有什么可供“TGO”或“火星快车”探测。但这不是唯一可能的解释。

他在圆桌会议结束后告诉记者：“也许是由于太阳能加热造成的大气每天的膨胀和收缩造成的。”

瓦萨瓦达说，“好奇号”之前的甲烷测量数据是在夜间采集的，“好奇号”使用的是火星仪器(SAM)的样本分析，这并不奇怪，考虑到火星车在白天是多么忙，研究岩石的微小细节和/或开车穿越崎岖的红色星球景观，但这意味着“好奇号”只在大气密度相对较大、甲烷浓度较高的情况下才会嗅出气味。

白天，随着大气的膨胀，甲烷变得更加混合和扩散——也许扩散到足以解释，至少部分解释，为什么轨道飞行器的观测结果如此不同。

好奇号团队正在验证这个想法，在刚刚过去的这个周末，“漫游者”计划进行首次详细的日间甲烷测量。

“这个罕见的实验是获得一些令人兴奋的科学观察结果的机会，但我们需要在实验之后的时间来分析数据，我们不希望马上有任何发现，”科学小组成员、加拿大新不伦瑞克大学的行星地质学家凯瑟琳·奥康奈尔在周五(12月13日)的任务更新中写道。

不管结果是什么，都不能解决火星甲烷之谜，因为它是一个多层次的谜，例如，科学家不知道这种气体是如何产生的，地球大气中的大部分甲烷是由生物排放的，但这些物质也可以通过非生物的方式产生——具体来说，就是通过热水和岩石的反应。

即使火星上的甲烷是生物产生的，也不能保证它是活跃生命的迹象，任务小组成员说，这些气体可能是数十亿年前在地下产生的，现在正在慢慢渗出。

“好奇号”团队最近还宣布了另一种可能具有生物特征的气体的有趣结果，探测器的测量结果显示，在春季和夏季，火星上的氧含量比预计的要高得多，而在盖尔陨石坑冬季，氧含量则比预计的要低。

“一直以来，甲烷和氧气都是一个谜，”Vasavada在AGU圆桌会议上说。“它告诉我们，大气中有我们不了解的东西，甲烷和氧气是如何产生的，又是如何被破坏的——都不符合我们目前的大气化学模型。”

好奇号耗资25亿美元的主要任务是评估盖尔环形山的可居住性，探测器已经实现了这一目标，发现盖尔在远古时期就有一个长期存在的湖泊和河流系统。

自2014年9月以来，“好奇号”一直在攀登位于盖尔中心的海拔3.4英里(5.5公里)的夏普山(Mount Sharp)，寻找有关很久以前火星从一个相对温暖湿润的星球转变为如今寒冷干燥的星球的线索。

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