火星甲烷之谜正在加深

火星上的甲烷已经消失了。十多年前，科学家们首次在这颗红色星球的大气中发现了这种气体的痕迹，这是地球生命的一个关键指标。然而，现在研究人员报告说，一颗欧洲卫星没有在火星上发现一缕甲烷。如果这一发现成立，将使科学家的梦想进一步复杂化。他们曾经推测火星微生物可能正在地下喷发这种气体。

火星快车轨道器于2004年首次探测到火星大气中存在甲烷。但是一些科学家说，轨道飞行器上探测甲烷的仪器不够灵敏，无法得到可靠的结果。这些甲烷气体的浓度为10ppb(十亿分之一)。10年后，美国宇航局的“好奇”号火星车在盖尔环形山基地附近发现了7ppb甲烷峰值，持续了几个月。几年后，好奇的科学家发现了甲烷的微小季节性循环，这种气体的含量在北半球夏末达到了0.7ppb的峰值。

为了解开这个谜团，2016年抵达火星的欧洲航天局的示踪气体轨道飞行器(TGO)今年开始扫描大气中的甲烷。TGO的两台光谱仪——、比利时的NOMAD和俄罗斯的ACS——被设计用来探测极低浓度的甲烷，研究人员确信它们有这种能力。

一组科学家在12月12日于华盛顿特区举行的美国地球物理联盟半年一度的会议上报告说，这两种用于分析被太阳背光照亮的火星大气水平切片的仪器都工作良好。比利时布鲁塞尔皇家空间大气物理研究所的行星科学家、NOMAD首席研究员安叶小乖范代尔在对话中表示，仍有一些噪音需要清理。“但我们已经知道，我们看不到任何甲烷。”

研究小组的初步结果显示，甲烷仍未被发现，其含量低至每分钟50万亿分之一(ppt)，他们的观测几乎一直持续到火星表面。

加州帕萨迪纳喷气推进实验室的行星科学家克里斯韦伯斯特负责好奇火星甲烷探测器的运行，他说，结果令人惊讶。他预计TGO至少会收到0.2ppb的甲烷信号。但韦伯斯特仍然乐观。——他的团队用了6个月的时间才探测到甲烷的峰值，用了几年的时间才确认了甲烷循环的季节背景。“相信随着时间的推移，这两个数据集会保持一致。”

好奇的研究团队怀疑甲烷循环来自火星地下的微渗漏，这不是来自行星外部，而是来自生物或地质过程。现在TGO的工作可以证实这一点，因为它似乎没有发现任何甲烷气体从大气中落下。“甲烷不是来自上面。”韦伯斯特说：“这是一个重大的结果。”

加拿大约克大学的行星科学家约翰穆雷斯认为这同样令人困惑。例如，科学家怀疑每年有数百吨有机碳从太阳系尘埃涌入火星大气，然后与太阳辐射发生反应，最终形成甲烷。他说，“这些碳都去哪儿了？”

安阿伯密歇根大学的行星科学家、“好奇”科学团队成员苏希尔阿特雷亚(Sushil Atreya)指出，盖尔陨石坑不太可能是火星上唯一能看到这种泄漏的地方。但是即使有5000个类似的泄漏，混合到火星大气中的甲烷信号最终也会非常小。“我确实做了一个计算，”阿特瑞亚说。"它的平均值会很低，仪器检测不到."

目前，关于火星甲烷的谜团正在加深。TGO号将继续运行到2022年，足够观察至少两年火星。同时，它的数据会变得更加准确，检测限也会下降。也许到那时，科学家们会知道他们的梦想是否已经破灭，即随着火星上的生命喷涌甲烷，微生物也会存在。

TGO是火星快车项目的一部分，这是欧空局和俄罗斯航天局之间的一个合作项目。该轨道飞行器于2016年3月发射，并于当年10月抵达火星轨道。这是第一个专门设计用于研究火星气体的航天器，火星气体占地球寒冷干燥大气的比例不到1%，包括甲烷、水蒸气和臭氧。

从内到外，火星是太阳系的第四颗行星。它是一颗直径约为地球一半的地球行星。由于轴向倾斜，旋转周期相似，旋转一次需要两倍的时间。它橙红色的外观是由于地球表面被赤铁矿(氧化铁)覆盖，火星被认为是太阳系中最有可能出现地外生命的行星。

标签：