Europas Mars Express-bane fanget dette bildet av en halvbelyst rød planet i desember 2012.
(Bilde: © ESA)
Vi kan være et skritt nærmere å knekke Mars-metanmysteriet.
NASAs Curiosity rover-oppdrag bestemte nylig at bakgrunnsnivåer av metan i Mars 'atmosfære sykle sesongmessig, som topper seg i den nordlige sommeren. Den seks hjulede roboten har også oppdaget to bølger til dags dato for gassen inne i Røde Planets 15 mil brede (154 kilometer) Gale Crater - en gang i juni 2013, og deretter igjen i slutten av 2013 til begynnelsen av 2014.
Disse funnene har fascinert astrobiologer, fordi metan er en mulig biosignatur. Selv om gassen kan produseres ved en rekke geologiske prosesser, pumpes det store flertallet av metan i jordens luft ut av mikrober og andre levende vesener.
Noen svar kan snart være i horisonten, fordi den deteksjonen fra juni 2013 nettopp er blitt fyrt opp. Europas Mars Express-bane noterte piggen også fra romfartøyets abbor høyt over den røde planeten, melder en ny studie.
"Mens tidligere observasjoner, inkludert nysgjerrighet, er blitt diskutert, øker denne første uavhengige bekreftelsen av en metanpike tilliten til påvisningene," sa studielederforfatter Marco Giuranna fra Istituto Nazionale di Astrofisica i Roma.
Og det er ikke alt. Giuranna og teamet hans sporet også den sannsynlige kilden til plommen fra juni 2013 til en geologisk sammensatt region omtrent 500 mil øst for Gale Crater.
Whiffs of Gale Crater luft
Forskerne brukte data samlet av Mars Express 'Planetary Fourier Spectrometer instrument (PFS), som også snuste ut spor etter Red Planet metan tilbake i 2004. (Romfartøyet har gått i bane rundt Mars siden desember 2003.)
Giuranna, PFSs hovedetterforsker, hadde forberedt seg på synergi med Curiosity-teamet. Rett etter roverens augustdown 2012 i Gale, bestemte han seg for å overvåke luften over krateret på lang sikt, sa Giuranna.
Det er vanskelig å måle Red Planet metan fra Mars-bane av mange forskjellige grunner, inkludert gassens lave overflod og svake absorpsjon. (Det er ingen piknik som måler Mars metan fra Jorden, heller, fordi den mye mer rikholdige metanen i vår planetens atmosfære kan komplisere observasjoner og tolkninger. Disse faktorene er med på å forklare debatten Giuranna refererte til ovenfor.)
Giuranna og kollegene hans utviklet en ny tilnærming til PFS-datavalg, behandling og analyse. For den nye studien anvendte de denne tilnærmingen til målinger gjort over Gale Crater i løpet av de første 20 månedene av Curiositys oppdrag på Mars.
De fant ett treff: en topp på rundt 15,5 deler per billion (ppb) metan etter volum 16. juni 2013. Det var bare en Martian-dag etter at Curiosity oppdaget en topp på nesten 6 ppb.
"Vi var veldig heldige, da dette ikke er et resultat av koordinerte observasjoner," sa Giuranna til Space.com via e-post. "Bare tilfeldig!"
Forresten, bakgrunnen metan nivåer i Gale Crater 's luft, målt ved Curiosity, varierer fra omtrent 0,24 ppb til 0,65 ppb.
Spore kilden
Studieteamet var også hjemme på metanplyms mulige kilde-region ved å bruke to uavhengige tilnærminger.
Forskerne delte området rundt Gale-krateret i en rekke firkanter, som hver målte seg omtrent 250 mil på en side. De brukte da datasimuleringer for å lage 1 million metanfrigjøringsscenarier for hvert kvadrat, for å vurdere sannsynligheten for hver enkelt som en kilde for Gale-gassen. Forskerne studerte også geologien på hvert torg, og lette etter funksjoner som kan være forbundet med metanutslipp, for eksempel feillinjer og feilkryss.
"Bemerkelsesverdig nok så vi at den atmosfæriske simuleringen og den geologiske vurderingen, utført uavhengig av hverandre, antydet den samme opprinnelsesregionen av metan, som ligger omtrent 500 km øst for Gale," sa Giuranna. "Dette er veldig spennende og stort sett uventet."
Den potensielle kilderegionen kan inneholde metan fanget under isen, la han til.
"At metan kunne frigjøres episodisk langs feil som bryter gjennom permafrosten på grunn av delvis smelting av is, oppbygging av gasstrykk indusert av gassakkumulering under migrasjon, eller påkjenninger på grunn av planetariske justeringer eller lokal meteorittpåvirkning," skrev forskerne i den nye studien , som ble publisert online i dag (1. april) i tidsskriftet Nature Geoscience.
Fortsatt mye jobb å gjøre
Papiret tar ikke opp det metanes endelige opprinnelse - enten det ble kvernet ut av Martian-mikrober eller reaksjoner som involverer varmt vann og visse bergarter. Og forskere vet ikke om den påviste metanen ble produsert nylig eller lenge siden; det kunne tross alt vært fanget under isen for eoner.
Men den nye studien kunne hjelpe forskere til å komme til bunns i slike spørsmål etter hvert. For eksempel vil Mars Express se nærmere på den potensielle kilden i detalj i fremtiden, sa Giuranna. Og annet romfartøy, som metan-sniffing Trace Gas Orbiter (TGO) - en del av den europeisk-russiske ExoMars-programmet - kan gjøre det også.
Giurannas team er faktisk involvert i TGO-oppdrag, som ankom Mars i oktober 2016. Og koordinerte TGO-Mars Express-målinger er i verkene. PFS-teamet har også som mål å bruke sine nye analyseteknikker på instrumentets hele datasett, sa Giuranna.
"Oppfølging er veldig viktig for å forstå metan på Mars bedre," sa han. "Vi samler puslespill og trenger flere brikker for å forstå bedre hva som skjer."
- Mars 'atmosfære: Sammensetning, klima og vær
- 7 største Mysteries of Mars
- Gamle Mars kunne ha støttet livet (bilder)
Mike Walls bok om leting etter fremmedliv, "Der ute"(Grand Central Publishing, 2018; illustrert av Karl Tate), er ute nå. Følg ham på Twitter @michaeldwall. Følg oss på Twitter @Spacedotcom eller Facebook.
