火星的甲烷究竟來自何處,跟蹤監測,揭開火星生命之謎

2020-12-05 天文在線

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火星甲烷之謎的一小部分或許已經被解開。

圖解：這張圖顯示了甲烷可能以何種方式進入火星大氣（源）並從大氣（匯）中消失。圖片來源：美國國家航空航天局/美國加州理工學院噴氣推進實驗室/密西根大學

美國國家宇航局「好奇號」探測車在過去幾年裡發現了火星大氣中甲烷的多次激增——今年的一次是在暑期，當時火星蓋爾隕石坑內的甲烷含量飆升至每單位體積十億分之二十一.

這遠遠高於隕石坑地面的甲烷含量，好奇號已經測定隕石坑地面的甲烷含量在十億分之0.24至0.65（體積分數）之間周期性變動。

科學家們不知道是什麼產生了這種甲烷，也不知道它的確切來源。但是他們很想找到答案，因為這種氣體可能是生命的跡象。例如，地球上百分之九十的甲烷都是由微生物或其他生物產生的。

該項研究或許可以幫助研究人員縮小搜索範圍。科學家通過分析地球上的火星隕石、原生玄武巖和沉積巖來估算紅色行星巖石的甲烷含量，這些巖石相當於火星上的同類巖石。

隨後，研究團隊計算了風力侵蝕能夠釋放多少甲烷，這是目前火星上主要的侵蝕形式。（這顆紅色星球已經超過30億年沒有形態穩定的地表水了）。

研究人員確定，要想風蝕作用在火星空氣中產生可檢測水平的甲烷，被侵蝕的巖石必須與地球上最富含烴的頁巖含有同樣多的甲烷。研究小組成員說，這是一種非常不可能的情況。

「這個發現的重要之處在於，它強化了甲烷一定還有不同的來源的觀點」，因果紐卡斯爾大學的地球化學家聯合作者Jon Telling 在一份聲明中說，「至於這個來源是生物的還是非生物的，我們仍然無從知曉」

事實上，甲烷也可以通過非生物的方式產生——例如，通過熱水和特定類型的巖石的反應。另外，目前還不能確定好奇號（以及證實了探測車發現的一個甲烷峰值的歐洲火星軌道飛行器）探測到的甲烷是現代的還是古代的。無論它最初是如何產生的，這些氣體在冒出地表之前可能已經被困在地下數十億年。

「火星上甲烷激增的原因仍然是一個懸而未決的問題」，研究的主要作者，紐卡斯爾大學自然與環境科學學院的博士後研究員在同一份聲明中表示。

「我們的論文僅僅是一個更大的故事的一小部分」，她補充說，「最終，我們試圖發現的是，在我們之外的行星上是否有生命存在的可能性，要麼是現在存在的，要麼過去存在過，如今以化石或化學特徵保留下來的生命的痕跡。

相關天文知識延伸閱讀

火星，是離太陽第四近的行星，為太陽系中四顆類地行星之一。西方稱火星為瑪爾斯，是羅馬神話中的戰神；古漢語中則因為它熒熒如火，位置、亮度時常變動讓人無法捉摸而稱之為熒惑。火星是太陽系的八大行星中第二小的行星，其質量、體積僅比水星略大。火星的直徑約為地球的一半，自轉軸傾角、自轉周期則與地球相當，但繞太陽公轉周期是地球的兩倍。在地球上，火星肉眼可見，亮度可達-2.91，只比金星、月球和太陽暗，但在大部分時間裡比木星暗。

圖解：由太空所見的火星稀薄且充滿塵埃的紅色大氣層。左下方是阿爾及爾平原。

甲烷，是結構最簡單的烷類，由一個碳原子以及四個氫原子組成。它是最簡單的烴類也是天然氣的主要成分。甲烷在地球上有很高的相對豐度，使之成為很有發展潛力的一種燃料，但在標準狀態下收集以及存儲氣態的甲烷是一個十分有挑戰性的課題。

圖解：甲烷的立體骨架式和一些測量結果

參考資料

1.Wikipedia百科全書

2.天文學名詞

3. 闕丘-spaceanswers

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