Ночные изменения в атмосфере Марса могут разрешить загадку метана

NASA

Метан, который образуется в кратере Гейла, там и остается. Ночные изменения в атмосфере Марса могут удерживать газ близко к земле до утра, что объясняет, почему марсоход Curiosity уловил дуновение газа, а орбитальный аппарат не зафиксировал ничего.

По словам планетолога Джона Мурса из Йоркского университета в Торонто, эта теория делает сосуществование «двух противоположных гипотез гармоничным».

С 2003 года уже несколько космических аппаратов обнаружили различные количества метана на Марсе. Ровер Curiosity, который приземлился в кратере Гейла в 2012 году, смог установить, что различное количество газа поднимается и опускается согласно сезонному циклу.

В марсианской атмосфере метан может просуществовать не более 300 лет, прежде чем солнечный свет его разрушит. «Наблюдение за сезонными циклами говорит нам о том, что что-то активно производит или разрушает метан в настоящее время», - рассказал Мурс. На Земле метан производят микробы, поэтому обнаружение газа на Красной планете рассматривалось как возможный признак жизни - хотя и не достоверный.

Метан «может быть получен в результате абиотических процессов», - говорит Дороти Оелер, планетарный геолог и астробиолог из Института планетарных наук в Хьюстоне. «Но даже если в случае с Марсом нет никакой связи с биологией, газ может улучшить обитаемость других видов микроорганизмов. Поэтому важно найти источник», - добавила она.

В кратере Гейла, который находится недалеко от марсианского экватора, Curiosity зафиксировал средние концентрации метана в пределах 0,41 части на миллиард. Поэтому было неожиданностью, когда космический орбитальный аппарат ЕКА, являющийся частью миссии ExoMars, прибывшей на планету в 2016 году, пролетел над кратером, но метана не обнаружил вообще. Тогда ученые сообщили, что в атмосфере могут содержаться незначительные концентрации метана ниже 0,05 частей на миллиард, которые аппарат уловить не в состоянии.

Несмотря на это, «примирить» эти разные гипотезы довольно трудно. Если Марс выделяет достаточно метана, чтобы Curiosity мог его обнаружить, то в атмосфере его тоже должно быть достаточно, чтобы его нашел и орбитальный аппарат.

Но команда Мурса заметила совпадение: Curiosity провел все измерения метана ночью, пока стоял на месте и заряжал свои батареи. В результате ученые пришли к выводу, что в это время суток газы смешиваются в атмосфере Марса иначе, чем днем.

В течение дня солнечный свет нагревает воздух, создавая потоки и конвекцию, которые смешивают различные молекулы вместе. Таким образом, метан в дневной атмосфере может смешиваться и разбавляться. Но ночью воздух успокаивается, и метан может накапливаться у поверхности, где Curiosity его и нашел. На рассвете метан снова разжижается.

Тем не менее, несмотря на всю убедительность гипотезы, планетолог Себастьян Вискарди из Королевского бельгийского института космической аэрономии в Брюсселе считает, что она объясняет далеко не все.

Во-первых, Мурс и его коллеги подсчитали, что только 27 000 квадратных километров поверхности Марса должны выделять метан с постоянной скоростью. А эта область, эквивалентная полутора кратерам вроде кратера Гейла.

И «трудно представить, что только Гейл выделяет метан», - пояснил Мурс. «Либо он более особенный, чем мы себе представляли, либо мы что-то упускаем в химии атмосферы», - добавил он.

По словам Вискарди, более серьезная проблема состоит в том, что различные обнаруженные концентрации метана в ночное время не объясняют периодические всплески газа, которые также наблюдал Curiosity. Эти всплески показали огромное увеличение количества метана, которые происходили через случайные промежутки времени на протяжении всей миссии Curiosity. Самый последний всплеск, зафиксированный в июне 2019 года, был самым большим. Тогда уровень метана составлял около 20 частей на миллиард, что примерно в 50 раз превышает средний сезонный уровень. Однако в течение нескольких дней уровни вернулись к норме.

Таким образом, ежедневные изменения в атмосфере «решают очень маленькую проблему, но не разрешают всей загадки метана на Марсе», заключил Вискарди.

Материал подготовила Татьяна Артюхова

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ: