Ученые смогли объяснить, как ровер нашел метан на Марсе, а орбитальный аппарат — нет. Но происхождение этого газа все равно непонятно — Naked Science
6 июля
Василий Парфенов
11

Ученые смогли объяснить, как ровер нашел метан на Марсе, а орбитальный аппарат — нет. Но происхождение этого газа все равно непонятно

3.5

Метан — одна из биосигнатур, то есть признаков наличия жизни на планете. Его обнаружение на Марсе будоражит умы ученых по всему миру уже несколько лет. Но есть одна интересная загадка: прибор ровера Curiosity большие колебания концентрации этого газа фиксировал на поверхности Красной планеты уже не раз, а вот зонд Trace Gas Orbiter из космоса — нет. Международной команде специалистов удалось определить, в чем причина такого расхождения в показаниях между двумя миссиями.

Ученые смогли объяснить, как ровер нашел метан на Марсе, а орбитальный аппарат — не смог. Но происхождение этого газа все равно непонятно
Одно из сравнительно свежих «сэлфи» марсохода Curiosity. Составлено из нескольких десятков изображений, сделанных камерой MAHLI, которая расположена на манипуляторе ровера, в период с 3060-го сола миссии по 3070-й (16-26 марта 2021 года) / NASA, JPL

В марсианских условиях метан может существовать порядка 300 лет, дольше без пополнения из каких-либо источников его концентрация будет падать, пока он окончательно не распадется. Существуют геологические процессы, приводящие к выбросам CH4, но основной его производитель — живые организмы (хемосинтезирующие бактерии или археи). Иногда в атмосферу планеты метан попадает с материалом комет и астероидов, на которых он многие миллионы лет находился в замерзшем виде в составе летучих соединений.

Но вне зависимости от природы источника марсианский метан ведет себя максимально странно, и объяснения этому никак найти не получается. Фоновое его содержание в атмосфере Красной планеты — около 0,4 миллиардной доли (для сравнения, в земной атмосфере — 1,8 миллионной доли). Причем иногда его концентрация повышается до 0,7 миллиардной доли, обычно летом. Отметим сразу, это показания прибора Tunable Laser Spectrometer (TLS), входящего в набор инструментов Sample Analysis at Mars (SAM) марсохода Curiosity.

Ровер провел почти полсотни замеров за прошедшие без малого девять лет работы и регулярно подтверждал эти результаты. Причем к технологии, на которой основан TLS, претензий быть не может: ее неоднократно проверили в разных условиях и теперь используют в газоанализаторах на МКС, в скафандрах астронавтов и на ответственных производствах. Проблема в том, что европейский зонд Trace Gas Orbiter (один из элементов миссии «ЭкзоМарс-2016») никакого постоянного присутствия метана на Марсе не видит.

Нет, иногда он появляется: единичные резкие повышения содержания CH4 в марсианской атмосфере фиксировали множество раз. Например, 45 миллиардных долей в 2009 году с помощью наземной обсерватории. Но они коррелируют с пролетом комет мимо Красной планеты, так что объясняются падением пыли из их комы на Марс. А вот постоянное присутствие метана в небольшой концентрации «видит» только Curiosity. И ученые упорно пытаются отбрасывать самые разные причины такого поведения приборов.

Надежность датчика не вызывает сомнений по ранее обозначенным причинам. Он устроен довольно примитивно и его порог чувствительности ниже наблюдаемых значений. Рассматривалась даже версия, что метан каким-то образом выбрасывает сам ровер. Ее проверили и благополучно исключили — корреляций показаний TLS с движением марсохода и его взаимодействием с окружающими породами нет (высказывалось предположение, что деятельность робота высвобождает газ из грунта).

В 2019 году интересную мысль «вбросил» один из членов научной команды Curiosity Джон Мурс (John E. Moores), профессор Йоркского университета в Торонто (Канада). Он сказал: «А что, если и Curiosity, и Trace Gas Orbiter оба правы?» Иными словами, а чем отличаются методики измерения концентрации газов этих двух аппаратов? Понятное дело, их инструменты устроены по-разному, но есть еще один момент. Ровер ищет метан на Марсе ночью, а орбитальный зонд — днем.

Ученые смогли объяснить, как ровер нашел метан на Марсе, а орбитальный аппарат — не смог. Но происхождение этого газа все равно непонятно
Художественное представление зонда Trace Gas Orbiter на орбите вокруг Марса / ©ESA, D. Ducros

Дело в том, что прибор SAM-TLS на Curiosity потребляет много энергии, поэтому его используют, если остальные инструменты освобождают мощность. То есть в темное время суток, когда ничего не видно — манипулятором образцы не потрогать, камеры использовать бесполезно, ездить опасно. А анализатор газов просто находится в корпусе и закачивает в рабочий объем марсианскую атмосферу.

В отличие от ровера, у которого на борту РИТЭГ и он может работать ночью, Trace Gas Orbiter полагается на солнечные панели. Более того, он анализирует состав марсианского воздуха по проходящему через него свету Солнца. Так что научную деятельность может вести только днем, а точнее — изучая дневную сторону планеты. Чтобы проверить эту гипотезу, потребовалось совсем немного — запустить TLS не только ночью. Что и проделала команда Curiosity в конце прошлого года.

Результаты эксперимента опубликованы в журнале Astronomy & Astrophysics. Ровер провел несколько замеров по следующему принципу: один ночью, два — днем. Всего атмосфера анализировалась по такой схеме четыре раза местным летом. Оказалось, в светлое время сола (марсианские сутки) концентрация метана действительно составляет менее 0,22 части на миллиард (фактически за пределами чувствительности прибора), а ночью — 0,42-0,62 части на миллиард. То есть Trace Gas Orbiter не мог ничего обнаружить, а Curiosity не ошибся.

Происхождение CH4 на Марсе это открытие не объясняет, зато помогает лучше понять динамику газа в местной атмосфере. Специалисты NASA, которые анализировали результаты вышеописанного эксперимента, предположили несколько механизмов, объясняющих суточные колебания концентрации метана. Согласно наиболее вероятной версии, он просачивается из коры планеты в воздух и при более низкой ее температуре его содержание достаточно высоко для регистрации приборами. Однако днем атмосфера активнее и быстро уносит легкий газ от поверхности, рассеивая его до концентраций ниже порога чувствительности датчиков на ровере и орбитальном аппарате.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 17:42
Мария Азарова

Генеральный конструктор «Энергии» и руководитель полета российского сегмента МКС Владимир Соловьев назвал причину незапланированного включения двигателей нового модуля «Наука», из-за которого станцию развернуло на 45 градусов.

9 часов назад
Василий Парфенов

Изучение загадочной короны черной дыры, образованной рентгеновским излучением, преподнесло интересное открытие. Космические телескопы XMM-Newton и NuSTAR смогли «увидеть» свет, отраженный веществом сразу позади невероятно массивного объекта. И хотя это очередной раз подтверждает общую теорию относительности, про основной объект исследований ученые почти не получили новых данных.

Вчера, 18:00
Сколтех

Исследователи Сколтеха и их коллеги изучили самый продолжительный на сегодня случай заболевания Covid-19 у пациентки с ослабленным иммунитетом, которая болела 318 дней. Исследование позволило выявить мутации, которые помогают коронавирусу SARS-CoV-2 избегать клеточного иммунитета.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

27 июля
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

25 июля
Мария Азарова

Ученые подтвердили связь между коронавирусной инфекцией и снижением когнитивных способностей на основе анализа данных более чем 81 тысячи человек.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[miniorange_social_login]

Комментарии

11 Комментариев

4 недели назад
-
0
+
Да понятно же как: просто орбитальный аппарат летает вокруг Марса, а ровер ездит по острову Девон в Канаде.
4 недели назад
-
1
+
Может на Марсе как на планете Арракис есть гигантские черви?
4 недели назад
-
0
+
А что если ночью на поверхность выползают какие-нибудь "твари" и испускают метан?🐱‍👤
    4 недели назад
    -
    1
    +
    Пердят в смысле?
    +
      ещё комментарии
      4 недели назад
      -
      1
      +
      Может там глубоко под землей колонии марсианских голых землекопов. Жизнь если она там была могла уйти под землю.
        4 недели назад
        -
        1
        +
        Для таких мизерных концентраций метана достаточно либо древних залежей углеводородов глубоко под поверхностью (то есть жизнь была в прошлом), либо наличия хемосинтезирующих организмов в породе на глубине нескольких сотен метров. Им кроме углерода и водорода в любой форме (даже в сравнительно сложных соединениях) ничего не надо. То есть второй вариант -- жизнь есть сейчас.
      4 недели назад
      -
      1
      +
      Ничто человеческое инопланетянам не чуждо) «они такие же как мы, только голые»©️
Подтвердить?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: