火星现高浓度甲烷

来源:转载互联网 时间:2023-09-12 17:17:22

我们都知道甲烷是生命的标志,是与生命形成密切相关的物质,所以这次在火星上发现的甲烷含量足以震惊整个科学界。据美国宇航局6月23日发布的消息,好奇号探测器发现甲烷气体的位置在直径154公里的盖尔陨石坑(Gail crater),甲烷浓度为21ppbv。这一含量远远高于盖尔陨石坑甲烷的背景值。根据好奇号的数据,盖尔陨石坑的甲烷含量应该在0.24ppbv到0.65ppbv之间,然而这种突然上升到21ppbv的情况非常奇怪。然而,它也表明附近有释放大量甲烷的生物。这一新发现确实令人震惊和激动。

在这里,科学家有两种推测。一是甲烷是由微生物和其他生物产生和释放的。另一种推测是通过非生物手段产生的,如岩浆作用和蛇纹化石。当然,这些也是从我们星球上甲烷产生的来源推断出来的,火星是否与地球相似还需要进一步研究。

美国宇航局戈达德太空飞行中心的科学家保罗·马哈菲发现,根据目前的测量结果来看,我们仍然无法确定甲烷的真正来源。甚至我们也无法确定甲烷是现在还是古代产生的。

从好奇号探索火星后发回的这些数据和图片中,我们可以看到甲烷的浓度已经从最初的0.24ppbv上升到0.65ppbv,再上升到6-7 ppbv,然后再上升到21ppbv。相比之下,这次甲烷激增与前两次没有太大不同。如果0.24ppbv飙升到6ppbv,变化了25倍,那么从6ppbv到21ppbv的增幅只有3倍多,所以这次甲烷值如此之高,原因可能与前两次相同。

在火星的大气层存在甲烷,能说明什么问题呢?

甲烷排放是地球上生命的一个标志。甲烷是一种有机化合物,分子数为CH₄,分子量为16.043。甲烷是最简单的有机物,也是含碳最少(和含氢最多)的碳氢化合物。平均而言,一个动物个体每天排放250-300升甲烷。人们每天都会排放甲烷。植物和落叶会产生甲烷,其数量随着温度和阳光的增加而增加。

以美国为例,那里有8800万头牛,牛放屁、打嗝和排便产生的甲烷远远多于来自垃圾填埋场、天然气泄漏甚至是压裂的甲烷。地球大气层中氮气和甲烷的持续存在是生物不断释放的结果。由于氧气和闪电的存在,氮气变成了可以溶于水的硝酸,并随着雨滴落到地面上,而甲烷变成了二氧化碳和水。因此,如果地球上没有持续的生物释放,氮气和甲烷最终会从大气中消失。

但美国在火星上发现了甲烷,美国宇航局的好奇号漫游车在火星北半球夏季检测到大气中甲烷气体的峰值,自2021年起登陆火星,并于2012年8月6日成功登陆火星表面,即火星上盖尔陨石坑内的夏普山。好奇号后来无意中检测到北半球春季大气中的甲烷出现了神秘的峰值。这让美国宇航局的科学家们感到惊讶,他们随后使用好奇号的火星样本分析仪(SAM)对火星大气中的甲烷进行了十多次探测。科学家们发现,甲烷水平随着季节的变化而上升和下降,在北半球的夏季达到高峰。每年大约有200吨的甲烷气体在火星大气中循环,而地球大气中每年有10亿吨的甲烷在循环。

甲烷水平的短暂上升,迅速上升后又回落,意味着附近一定有一个来源。因此,科学家们利用好奇号在一块名为坎伯兰的岩石上钻孔,并在岩粉中检测到其他火星有机化合物,这是首次明确检测到火星表面的有机物质。这些火星有机物可能是在火星上形成的,也可能是由陨石带到那里的。

好奇号在火星发现甲烷,晚上出现早上消失,是否与生命活动有关?

在2019年的时候,当好奇号火星车经过一块富含矿物质盐的沉积层时,在60个工作日内,利用其上面携带的激光光谱仪器,就多次探查到某一个特定的区域,多次出现甲烷含量飙升的现象。

起初好奇号背后的科研团队,并不相信火星上会出现这种甲烷突然飙升的现象,以为是科学仪器出现问题,或者是某种巧合,他们控制好奇号火星车,4次前往那片区域进行探测,都得到了相同的结果。

这就不能说是仪器出现问题,或者是偶然出现的现象了,在火星的那片区域,一定有导致甲烷含量突然升高的源头存在,不断往外释放出甲烷。

在采集到足够的数据,并且多次试验结果都相同结果的情况下,科研团队随后把在火星上的这一重大发现,发表在以严谨著称的《自然》杂志上。

好奇号的这一发现,打破了人们以往对火星的认知,那就是火星也许并不像科学界此前猜测的那般荒凉。

为何在火星上发现甲烷,会在科学界引发掀然大波呢?

对于火星上是否存在生命?始终是一个谜题,在科学界一直抱着谨慎的态度,在没有充分的证据面前,他们始终持保留态度。

但是在民间,对于火星生命的话题,却是经久不衰,也为此争论不休。

但是近些年来,随着对火星探测的力度的加大,有关火星有,或者曾经有过生命的证据,也也来越多地呈现在大众的面前。

而随着好奇号在火星上发现甲烷气体,让火星上存在生命的可能性又增加了一分。

因为甲烷属于有机物,其化学式为CH4,在地球上,甲烷都是有机物分解产生的,大众熟悉的沼气,就是有机物腐烂的过程中产生的,其主要的成分就是甲烷。有很多动物在活动的时候,也会向外排泄甲烷气体,其中的典型代表就是牛了。

那么反过来,如果一个星球富含甲烷,那么在特定条件下,就会在周围环境中合成有机物,为诞生生命创造必要的条件。

所以说,在火星上发现甲烷气体,才让很多科学工作者欣喜若狂,因为甲烷与生命息息相关,它不仅可以诞生生命,也可以由生命释放出来。

随着好奇号在火星发现甲烷,地球上的各个国家也针对火星甲烷,加大的探测力度,但是有一个奇怪的现象。

只有好奇号火星车发现了甲烷,而欧洲航天局的火星探测器(TGO),虽然携带最灵敏的甲烷探测器,但是却没有像好奇号一样测的某一区域甲烷含量暴增的情况,这又是为何呢?

TGO微量气体探测器,是欧洲航天局最新一代火星探测器的一部分,它于2015年11月发射升空,整个探测器被称为“ ExoMars 2016”,由两部分组成,一个着陆器被称为Schiaparelli,另外一个就是轨道探测器TGO。

2016年10月19日,着陆器和轨道器分离,随后着陆器降落火星表面,但是在降落的过程中,着陆器与地球信号中断,失去了联系,意味着登陆失败。

而TGO微量气体探测器,一直滞留在火星轨道上,其目的就是检测火星的大气微弱变化,已经寻找可能存在的生命。

在好奇者号发现火星存在甲烷含量异常的情况下,TGO也加大了对发现区域甲烷的测量力度,但是在两年的时间里,都是好奇者号探测出异常,而TGO却并未检测到这种现象。

有一点可以确认的是,两个探测器的敏感度都非常高,即使10亿分之0.5的甲烷浓度都可以被检测出来,不可能甲烷出现异常增长的情况,只有好奇者号能检测到,而TGO却不能。

在随后的两年多的时间里,经过分析发现,好奇者号一般都是白天行动,蓄能,而夜间开始检测火星的大气,而TGO一般是正向火星,一般都是白天检测火星大气成分。

由于火星日夜温差较大,在夜间的时候,由于温度较低,火星的地底下由于一些原因,释放出甲烷气体出来,而到白天的时候,由于温度较大,释放在大气中的甲烷气体,与火星大气发生反应浓度降低。

也就是说火星上的甲烷气体是夜间出现,而到了白天消失,而如果火星上的甲烷真的是生命体排放出来的,那么很可能是在夜间温度较低的时候活动,而到白天温度较高的时候休息。

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