إذا لم تكن كيميائيًا ، أو عالِمًا فلكيًا ، أو عالِمًا من أي نوع ، وهذا يشمل معظمنا ، فقد تبدو نفحة الميثان الصغيرة غير المحسوسة تقريبًا في الغلاف الجوي للمريخ أمرًا غير مهم. ولكنهم بشر لطيفون. أنه.
لماذا ا؟
لأنه قد يكون إشارة على أن بعض العمليات الحية في العمل. وحتى نحن غير العلماء تساءلنا في مرحلة ما إذا كانت الحياة الوحيدة في النظام الشمسي ، أو ربما في الكون بأكمله ، محصورة هنا على الأرض.
دعنا ندخل فيه.
منذ بعض الوقت ، في 2013 و 2014 على وجه الدقة ، اكتشفت روفر MSL Curiosity من وكالة ناسا ارتفاعات في الميثان في الغلاف الجوي في Gale Crater. وفي وقت سابق بكثير ، في عام 2004 ، اكتشف Mars Express Orbiter (MEO) أيضًا غاز الميثان في الغلاف الجوي للمريخ. الميثان مهم لأنه يمكن أن يكون مؤشراً على عملية حية. (يمكن إنتاج الميثان أيضًا بواسطة عمليات غير بيولوجية.)
لا يلتصق الميثان لفترة طويلة. بمجرد إطلاقه في الغلاف الجوي ، يمكن تدميره بسرعة من خلال عمليات الغلاف الجوي الطبيعية. لذا فإن أي ميثان يتم اكتشافه في الغلاف الجوي للمريخ يعني أنه يجب إطلاقه مؤخرًا ، على الرغم من أنه كان من الممكن أن ينتج ملايين ، حتى مليارات السنين ، ووضعه في تكوينات صخرية تحت الأرض.
على الأرض ، ينتج معظم الميثان من الكائنات الحية. الكائنات الحية الدقيقة في الطبقات الرسوبية ، أو في أحشاء المجترات ، على سبيل المثال. يتم إنتاج بعضها من خلال العمليات غير الحيوية أو غير الحية ، ولكن العثور على الميثان في المريخ لا يزال أمرًا مهمًا على الأقل.
الآن ، عادت وكالة الفضاء الأوروبية ، التي تشغل Mars Express Orbiter ، إلى البيانات منذ 15 حزيران (يونيو) 2013 ، عندما اكتشف Curiosity ارتفاعًا في الميثان ، ووجدوا شيئًا. اكتشف مطياف فورير الكوكبي (PFS) على متن MEO الميثان في نفس الموقع الذي اكتشفه Curiosity ، بعد يوم واحد فقط.
هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها دعم ارتفاع الميثان الغريب من خلال ملاحظات أخرى مستقلة. يتم عرض هذه النتائج في ورقة جديدة نُشرت في 1 أبريل في مجلة Nature Geoscience.
نتائج MEO هي جزء من طريقة جديدة لتحليل البيانات من مطيافها. تجمع التقنية عدة مئات من القياسات في منطقة واحدة على مدى فترة زمنية قصيرة. طور الفريق وراء النتائج أيضًا طريقة جديدة لتحليل البيانات.
“بشكل عام ، لم نكتشف أي غاز ميثان ، باستثناء اكتشاف واحد مؤكد لحوالي 15 جزءًا في المليار من حيث حجم غاز الميثان في الغلاف الجوي ، والذي اتضح بعد يوم واحد من إعلان كيريوسيتي عن ارتفاع حوالي ستة أجزاء لكل مليار، "يقول ماركو جيورانا من المعهد الوطني للفيزياء الفلكية - معهد الفيزياء الفلكية وعلم الكواكب في روما ، إيطاليا ، الباحث الرئيسي في تجربة PFS ، والمؤلف الرئيسي للورقة التي تبلغ النتائج في علوم الطبيعة.
15 جزءًا لكل مليار ليس كمية ضخمة. لكنها لا تزال مهمة.
“على الرغم من أن الأجزاء لكل مليار بشكل عام تعني كمية صغيرة نسبيًا ، إلا أنها رائعة جدًا بالنسبة للمريخ - يتوافق قياسنا مع متوسط حوالي 46 طنًا من الميثان الذي كان موجودًا في مساحة 49000 كيلومتر مربع لوحظ من مدارنا"قال Giuranna في بيان صحفي.
هناك علاقة أخرى تدعم هذا التأكيد. لم تظهر عشر ملاحظات أخرى بواسطة مطياف مدار مارس اكسبريس أي غاز الميثان ، وهو ما يتوافق مع فترة زمنية أظهر فيها الفضول قياسات منخفضة أيضًا.
فمن أين أتى؟ في البداية ، جاءت الرياح السائدة في موقع Curiosity في Gale Crater من الشمال. يعتقد العلماء أن الميثان جاء من داخل الحفرة نفسها ، يحملها إلى الفضول بفعل الرياح. الآن ، لا يبدو ذلك مرجحًا.
“بيانات Mars Express الجديدة ، التي تم التقاطها بعد يوم واحد من تسجيل Curiosity ، تغير تفسير المكان الذي نشأ منه الميثان ، خاصة عند النظر في أنماط دوران الغلاف الجوي العالمي مع الجيولوجيا المحليةقال "جيورانا. "استنادًا إلى الأدلة الجيولوجية وكمية الميثان التي قمنا بقياسها ، نعتقد أنه من غير المحتمل أن يكون المصدر موجودًا داخل الحفرة.”
عند الحديث عن المصدر في هذه الدراسة ، فهم لا يتحدثون عما إذا كان مصدرًا حيويًا (غير حي) أو بيولوجيًا. إنهم يتحدثون فقط عن موقع إطلاق الميثان.
في الرسم البياني أعلاه ، قام العلماء من المعهد الملكي البلجيكي لعلوم الفضاء في بروكسل ، الذين هم متعاونون في الدراسة ، بتقسيم المنطقة حول Gale Crater إلى شبكة. لكل مربع ، استخدموا محاكاة الكمبيوتر لإنشاء مليون سيناريوهات الانبعاثات.
استخدمت المحاكاة خصائص الميثان المقاسة وأنماط الدوران في الغلاف الجوي وخصائص إطلاق الميثان على أساس ظاهرة تسمى "تسرب الغاز". يحدث تسرب الغاز عندما يتم إطلاق غاز الميثان المحبوس من التكوينات تحت الأرض ، وعادةً بسبب النشاط التكتوني. تعكس النسب المئوية احتمالية نشأة الميثان في كل مربع شبكي.
“حددنا الأخطاء التكتونية التي قد تمتد إلى ما دون المنطقة المقترحة لاحتواء الجليد الضحل. نظرًا لأن التربة الصقيعية هي ختم ممتاز للميثان ، فمن الممكن أن الجليد هنا يمكن أن يحجز غاز الميثان تحت السطح ويطلقه بشكل عرضي على طول العيوب التي تخترق هذا الجليديقول المؤلف المشارك جيوسيبي إيتيوب من المعهد الوطني للجيوفيزياء والبراكين في روما. "ومن اللافت للنظر أننا رأينا أن محاكاة الغلاف الجوي والتقييم الجيولوجي ، التي تتم بشكل مستقل عن بعضها البعض ، تشير إلى نفس منطقة منشأ غاز الميثان.”
الميثان على كوكب المريخ لا يزال لغزا. لكن القطع بدأت تتناسب معًا. الآن بعد أن وصلت مركبة فضائية أخرى ، Trace Gas Orbiter (TGO) إلى كوكب المريخ ، يمكننا أن نتوقع ملء المزيد من اللغز.
TGO هي مهمة مشتركة بين وكالة الفضاء الأوروبية وروسكوزموس. سيجري التحليل الأكثر تفصيلاً حتى الآن لجو المريخ. وصلت إلى المريخ وبدأت العمل في عام 2016 ، لكنها لم تبدأ إلا في الآونة الأخيرة في البحث عن الميثان.
أما بالنسبة لمصدر الميثان على المريخ ، فيجب الانتظار. نحن لا نعرف حتى الآن كيف تم إنتاجه ، وما إذا كانت الكائنات الحية مسؤولة أم لا.
مصادر:
- دراسة بحثية: تأكيد مستقل لارتفاع غاز الميثان على سطح المريخ ومنطقة مصدر شرق Gale Crater
- بيان صحفي: Mars Express يتطابق مع ارتفاع الميثان الذي يقاسه الفضول
- مجلة الفضاء: Curiosity Rover التابعة لناسا تكشف عن الميثان والأورجانيكس على سطح المريخ
