Ученые смогли объяснить, как ровер нашел метан на Марсе, а орбитальный аппарат — нет. Но происхождение этого газа все равно непонятно
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.
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.
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.
Telegram 
Дзен 
VK В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Последние несколько лет по всему миру выходит множество работ о том, что микрочастицы искусственных полимеров накапливаются в тканях человека и могут быть небезопасны. Мы решили обратиться к академику Алексею Хохлову, чтобы дать трибуну противоположной точке зрения. Выбор между ними предлагаем сделать читателю.
Ученые РГУ нефти и газа (НИУ) имени И. М. Губкина предложили подход к отбору малодебетных нефтегазовых месторождений, которые составляют около 88% нераспределенного фонда нефтяных участков. Модель расчета поможет вовлечь в экономический оборот от 400 до 600 миллионов тонн ранее нерентабельных запасов.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Последние несколько лет по всему миру выходит множество работ о том, что микрочастицы искусственных полимеров накапливаются в тканях человека и могут быть небезопасны. Мы решили обратиться к академику Алексею Хохлову, чтобы дать трибуну противоположной точке зрения. Выбор между ними предлагаем сделать читателю.
Астрофизики Южного федерального университета предложили объяснение одной из самых интригующих загадок современной физики — годичных колебаний сигнала в детекторе DAMA/LIBRA, который вот уже почти тридцать лет регистрирует странные сигналы в подземной лаборатории Гран-Сассо в Италии, интерпретируемые как взаимодействие частиц темной материи с обычным веществом.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
Релиз довольно неожиданно перенес время образования протонов и нейтронов в более раннее прошлое Вселенной. К сожалению, из его текста осталось неясным научное обоснование таких фундаментальных изменений в космологии. Также он резко передвинул в прошлое и момент возникновения реликтового излучения.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии