В NASA рассказали о причинах загадочных выбросов метана на Марсе
Время от времени у самой марсианской поверхности ровер Curiosity регистрирует скачки концентрации метана — газа, который на Земле обычно производят живые организмы. При этом со спутников в атмосфере в целом его найти не удается. Этот парадокс породил среди ученых многолетние споры о том, есть ли метан на Марсе и если да, то как ему удается вести себя так парадоксально. Объяснить это попыталась команда планетологов из NASA.
На Земле единственный биологический источник метана — метаногенные археи, которые образуют этот газ в бескислородных условиях как побочный продукт метаболизма. Метан появляется и иным путем, в условиях высоких температур и давлений — скажем, при извержении вулканов.
Когда ученые впервые обнаружили метан на Марсе в 1999 году с помощью наземного телескопа Canada-France-Hawaii Telescope, они зашли в тупик. С одной стороны, на Красной планете не нашли убедительных доказательств существования жизни или ее наличия в далеком прошлом. С другой — на Марсе не выявили признаков вулканической активности: вулканы перестали извергаться там давно. То есть никто не ожидал обнаружить этот газ на Красной планете. Тем не менее его нашли, и пока никто не знает, как он там оказался.
Еще больше путаницы с метаном на Марсе внес ровер Curiosity. Исследовательские приборы, установленные на борту «марсианской научной лаборатории на колесах», постоянно регистрируют следы этого газа вблизи поверхности кратера Гейла — единственного места на Марсе, где до сих пор был обнаружен метан.
Ученые предполагали, что источник этого газа — геологические механизмы, которые задействуют воду и горные породы глубоко под марсианской поверхностью. В таком случае выбросы должны быть постоянными. Но Curiosity опроверг это предположение. Марсоход показал, что метан ведет себя неожиданным образом: появляется ночью и исчезает днем. Кроме того, концентрация метана над кратером Гейла меняется в зависимости от времени года, а иногда достигает уровня, в 40 раз превышающего обычный.
Еще одна странность: метан не накапливается в атмосфере. Орбитальный аппарат Европейского космического агентства ExoMars Trace Gas Orbiter, отправленный на Красную планету в 2016 году специально для изучения газа в атмосфере, не выявил там его следов.
Почему одни научные приборы регистрируют метан на Красной планете, то есть на небольшой высоте от поверхности, а другие — нет? Почему этот газ ведет себя странным образом и его фиксируют только в одном месте — над кратером Гейла, но не в атмосфере?
В 2021 году на первый вопрос попыталась ответить команда Curiosity. Тогда ученые предположили, что ровер смог найти метан, а орбитальный зонд — нет, из-за различий в методике обнаружения этого газа. Причина может быть в научных инструментах, точнее, в их разном устройстве. Также это может быть связано с тем, что марсоход ищет метан на Марсе ночью, а орбитальный зонд — днем. NS уже рассказывал об этом эксперименте, подробнее с ним можно ознакомиться в нашей статье.
Со вторым вопросом попробовали разобраться планетологи из NASA под руководством Александра Павлова. Свои выводы исследователи представили в статье, опубликованной в журнале Geophysical Research: Planets.
Ученые предположили, что метан — независимо от того, как он появляется — может накапливаться под твердой коркой соли, которая, в свою очередь, образуется в марсианском грунте на небольшой глубине. Соль переносится водой ближе к поверхности, а после замерзания воды близ холодной поверхности образует корку. Когда летом температура повышается, корка трескается и метан просачивается наружу. Кроме того, газ может вырываться из марсианских недр, когда на эту корку оказывается давление и она разламывается: например, давление может создавать тяжелый проезжающий марсоход. Последнее предположение объясняет, почему метан зафиксировали только в кратере Гейла.
На такие мысли ученых натолкнули результаты экспериментов, которые они ранее проводили в камере с имитацией марсианских условий. Планетологи исследовали пять образцов грунта, пропитанных перхлоратом разной концентрации. Перхлорат — соль, которая повсеместно встречается в марсианском грунте. Каждый образец подвергся воздействию различных температур и давлению в камере.
Периодически команда Павлова вводила в образцы неон, аналог метана, и измеряла давление газа под и над ними. Более высокое давление под образцами означало, что газ «захвачен» грунтом. Затем, в течение от трех до 13 дней, в грунте появлялась соленая корка, под которой начинал накапливаться газ, но только в образцах с концентрацией перхлората от пяти до 10 процентов.
Такая концентрация перхлората намного выше, чем зафиксированная Curiosity в реальном марсианском грунте в кратере Гейл. Но грунт там богат другим типом соли — сульфатами, которые команда Павлова хочет взять для нового эксперимента, чтобы выяснить, могут ли сульфаты образовывать корку с метаном.
Подытожим. Эксперимент в камере с имитацией марсианских условий показал, что перхлораты переносятся ближе к поверхности с помощью воды, а затем затвердевают, образуя твердую корку. Метан и другие летучие вещества могут накапливаться под ней, но под давлением (например, в результате бурения или движения марсохода) эта корка трескается, и из недр вырывается газ.
Отметим, что предположение группы Павлова закрывает только часть вопросов. Дело в том, что ночью марсоход всегда неподвижен, так как это телеуправляемая машина, а не автономный робот. Соответственно, он не может своими колесами нарушить целостность корки. К тому же ночью температура на Марсе падает на десятки градусов. В логике предположений Павлова это должно снижать вероятность просачивания метана на поверхность планеты. Однако он ведет себя строго наоборот: просачивается на поверхность ночью, а днем почему-то исчезает, несмотря на резкий и быстрый рост температур.
В связи с этим трудно исключать и альтернативное объяснение — быстрые вариации в уровне метана. Известно, что на поверхности Марса в теплые сезоны становится больше кислорода (синхронно с появлением метана). Иными словами, повышение температуры может запускать какие-то механизмы, способные одновременно высвобождать и метан, и кислород. Это достаточно нетривиально, потому что в земных условиях наработка кислорода обычно происходит в местах, где метан в дефиците.
Однако в 2010 году ученые обнаружили, что часть потребляющих метан микроорганизмов в земных условиях вырабатывает собственный кислород. Если на Марсе та же ситуация, то появление биогенного метана на поверхности (при «размораживании» приповерхностной корки) может активно идти ночью, а днем метанопотребляющие микробы просто разлагают этот метан, образуя кислород.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые использовали квантовые процессоры для расчета поведения атомов внутри жидкой соли, из которой образуется топливо для термоядерного синтеза. Модель с высокой точностью рассчитала химические связи внутри заряженной жидкости. Это поможет инженерам быстрее подобрать состав компонентов для будущих электростанций.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Американское военное ведомство опубликовало четвертую часть материалов о неопознанных летающих объектах. Собственно новых файлов не так много: как и в прошлые разы, значительная часть опубликованного была известна ранее. Однако есть детали, которые действительно интересны и указывают на объекты, чья природа не может быть легко объяснена в рамках известного землянам на сегодняшний день.
Ученые Сеченовского Университета выявили генетические особенности, связанные с развитием разных клинических форм ювенильной склеродермии — редкого аутоиммунного заболевания, которое приводит к поражению кожи, сосудов и соединительной ткани. Исследование показало, что полиморфизм ряда генов,участвующих в патогенезе склеродермии предрасполагает к развитию разных клинических форм болезни. В перспективе эти данные могут позволить точнее прогнозировать течение заболевания и подбирать терапию индивидуально.
Инфекции, такие как коронавирус, наносят серьезный удар организму, из-за чего даже после выздоровления он продолжительное время остается уязвимым. Сегодня для оценки иммунитета врачи смотрят в первую очередь на уровень антител в крови, однако такой подход не отражает реального состояния здоровья человека. Это не позволяет врачам точно прогнозировать, как будет протекать болезнь и насколько быстро пациент выздоровеет. Ученые Пермского Политеха и ПГАТУ впервые выяснили, как именно восстановление иммунитета зависит от пола человека и кто наиболее подвержен осложнениям после коронавирусной инфекции. Результаты исследования помогут правильно учитывать гендерные особенности пациента при лечении и реабилитации, что повысит точность прогнозов и эффективность терапии.
Перепад температуры способен породить спиновый ток — причем безо всякого электрического тока, проводов и контактов. Ученые из Международного центра теоретической физики им. А. А. Абрикосова МФТИ Евгений Седов и Алексей Кавокин теоретически показали, что газ экситонных поляритонов превращает тепловой градиент в целое семейство спиновых и поляризационных токов. Их работа описывает оптические аналоги хорошо известных термоэлектрических эффектов и формулирует правила, по которым с помощью тепла можно управлять поляризацией света.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
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