為什么甲烷在火星上滲出?美國國家航空航天局科學(xué)家有新想法
時間:2025-11-23 21:15:39 來源:骨軟筋酥網(wǎng)
(神秘的甲烷家航地球uux.cn)據(jù)美國宇航局(Lonnie Shekhtman):美國國家航空航天局“好奇號”火星車最令人驚訝的發(fā)現(xiàn)——蓋爾隕石坑表面正在滲出甲烷——讓科學(xué)家們撓頭。
地球上大部分甲烷是火星由生物產(chǎn)生的。但科學(xué)家們還沒有在火星上發(fā)現(xiàn)令人信服的上滲西安蓮湖高級資源上門服務(wù)vx《356+2895》提供外圍女上門服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達(dá)現(xiàn)代或古代生命跡象,因此也沒想到會在那里發(fā)現(xiàn)甲烷。出美然而,國國“好奇號”上的空航科學(xué)便攜式化學(xué)實(shí)驗(yàn)室,即SAM,天局或火星樣本分析,新想一直在蓋爾隕石坑表面附近探測到氣體的甲烷家航痕跡,蓋爾隕石坑是火星迄今為止火星表面唯一探測到甲烷的地方。科學(xué)家們推測,上滲它可能的出美來源是涉及地下深處的水和巖石的地質(zhì)機(jī)制。
如果這就是國國西安蓮湖高級資源上門服務(wù)vx《356+2895》提供外圍女上門服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達(dá)故事的全部,事情就會很容易。空航科學(xué)然而,天局SAM發(fā)現(xiàn)甲烷在蓋爾隕石坑中以意想不到的方式表現(xiàn)。它在晚上出現(xiàn),在白天消失。它隨季節(jié)波動,有時會飆升至比平時高40倍的水平。令人驚訝的是,甲烷也沒有在大氣中積累:歐空局(歐洲航天局)專門派往火星研究大氣中氣體的ExoMars微量氣體軌道飛行器沒有檢測到甲烷。
“這是一個有很多情節(jié)轉(zhuǎn)折的故事,”位于南加州的美國國家航空航天局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的好奇號項(xiàng)目科學(xué)家阿什溫·瓦薩瓦達(dá)說,該實(shí)驗(yàn)室領(lǐng)導(dǎo)著好奇號的任務(wù)。
甲烷讓火星科學(xué)家忙于實(shí)驗(yàn)室工作和計(jì)算機(jī)建模項(xiàng)目,這些項(xiàng)目旨在解釋為什么這種氣體表現(xiàn)奇怪,并且只在蓋爾隕石坑中被檢測到。美國國家航空航天局的一個研究小組最近分享了一個有趣的建議。
該組織在3月份發(fā)表在《地球物理研究雜志:行星》上的一篇論文中提出,甲烷——無論是如何產(chǎn)生的——都可以被密封在火星風(fēng)化層中可能形成的固化鹽下,而風(fēng)化層是由破碎的巖石和灰塵制成的“土壤”。當(dāng)溫度在溫暖的季節(jié)或一天中的時間上升,削弱密封時,甲烷可能會滲出。
在馬里蘭州格林貝爾特NASA戈達(dá)德太空飛行中心的行星科學(xué)家Alexander Pavlov的領(lǐng)導(dǎo)下,研究人員提出,當(dāng)密封件在行駛在其上的小型SUV大小的火星車的壓力下破裂時,氣體也會噴出。巴甫洛夫說,該團(tuán)隊(duì)的假設(shè)可能有助于解釋為什么只有在蓋爾隕石坑中檢測到甲烷,因?yàn)樯w爾隕石坑是火星上機(jī)器人在表面漫游和鉆探的兩個地方之一。(另一個是杰澤羅隕石坑,美國國家航空航天局的毅力號火星車正在那里工作,盡管該火星車沒有甲烷探測儀器。)
巴甫洛夫?qū)⑦@一假設(shè)的起源追溯到他在2017年領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)無關(guān)實(shí)驗(yàn),該實(shí)驗(yàn)涉及在充滿鹽的模擬火星永久凍土(凍土)中生長微生物,就像大部分火星永久凍土一樣。
巴甫洛夫和他的同事測試了生活在地球上咸水湖和其他富鹽環(huán)境中的親鹵細(xì)菌是否能在火星上的類似條件下茁壯成長。
他說,微生物生長的結(jié)果被證明是不確定的,但研究人員注意到了一些意想不到的事情:當(dāng)咸冰升華時,表層土壤形成了鹽皮,從固體變成氣體,并留下了鹽。
火星和地球上的永久凍土
巴甫洛夫說:“我們當(dāng)時沒有多想。”但他記得2019年的地殼,當(dāng)時SAM的可調(diào)諧激光光譜儀檢測到了一次無人能解釋的甲烷爆發(fā)。
巴甫洛夫說:“就在那時,它在我的腦海中響起。”。就在那時,他和一個團(tuán)隊(duì)開始測試可能形成和破裂硬化鹽封的條件。
巴甫洛夫的團(tuán)隊(duì)測試了五個永久凍土樣本,這些樣本中注入了一種名為高氯酸鹽的鹽,這種鹽在火星上廣泛存在。(今天蓋爾隕石坑中可能沒有永久凍土,但這些海豹可能早在蓋爾更冷、更冰的時候就形成了。)科學(xué)家們將每個樣本暴露在NASA戈達(dá)德的火星模擬室內(nèi)不同的溫度和空氣壓力下。
巴甫洛夫的團(tuán)隊(duì)定期在土壤樣本下方注入甲烷類似物氖,并測量其下方和上方的氣體壓力。樣本下方的壓力越高,意味著氣體被捕獲。最終,在類似火星的條件下,只在高氯酸鹽濃度為5%至10%的樣本中,海豹在3至13天內(nèi)形成。

這張照片是從火星模擬艙中取出的另一個模擬火星“土壤”樣本。表面用一層堅(jiān)硬的鹽皮封住。Alexander Pavlov和他的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),只有當(dāng)樣本的高氯酸鹽濃度為5%至10%時,樣本在類似火星的條件下停留3至13天后,才會形成密封。樣品被金屬鎬刮傷的中央顏色較淺。淺色表示頂層下面的土壤更干燥,一旦樣品從模擬室中取出,土壤就會吸收空氣中的水分,變成棕色。圖像:uux.cn美國國家航空航天局/亞歷山大·帕夫洛夫
這比“好奇號”在蓋爾隕石坑測得的鹽濃度高得多。但那里的風(fēng)化層富含一種叫做硫酸鹽的不同類型的鹽類礦物,巴甫洛夫的團(tuán)隊(duì)接下來想測試這種礦物,看看它們是否也能形成海豹。
提高我們對火星上甲烷生成和破壞過程的理解是2022年美國國家航空航天局行星任務(wù)高級評審的一項(xiàng)關(guān)鍵建議,巴甫洛夫等理論工作對這項(xiàng)工作至關(guān)重要。然而,科學(xué)家們表示,他們還需要更一致的甲烷測量結(jié)果。
SAM一年只聞幾次甲烷,因?yàn)樗τ趶牡乇磴@探樣本并分析其化學(xué)成分。
“甲烷實(shí)驗(yàn)是資源密集型的,所以當(dāng)我們決定進(jìn)行這些實(shí)驗(yàn)時,我們必須非常有策略性,”Goddard的Charles Malespin說,他是SAM的首席研究員。
然而,科學(xué)家們表示,例如,要測試甲烷水平多久飆升一次,就需要新一代的表面儀器來連續(xù)測量火星上許多地方的甲烷。
瓦薩瓦達(dá)說:“甲烷的一些工作將不得不留給未來的地面航天器,他們將更加專注于回答這些具體問題。”。
地球上大部分甲烷是火星由生物產(chǎn)生的。但科學(xué)家們還沒有在火星上發(fā)現(xiàn)令人信服的上滲西安蓮湖高級資源上門服務(wù)vx《356+2895》提供外圍女上門服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達(dá)現(xiàn)代或古代生命跡象,因此也沒想到會在那里發(fā)現(xiàn)甲烷。出美然而,國國“好奇號”上的空航科學(xué)便攜式化學(xué)實(shí)驗(yàn)室,即SAM,天局或火星樣本分析,新想一直在蓋爾隕石坑表面附近探測到氣體的甲烷家航痕跡,蓋爾隕石坑是火星迄今為止火星表面唯一探測到甲烷的地方。科學(xué)家們推測,上滲它可能的出美來源是涉及地下深處的水和巖石的地質(zhì)機(jī)制。
如果這就是國國西安蓮湖高級資源上門服務(wù)vx《356+2895》提供外圍女上門服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達(dá)故事的全部,事情就會很容易。空航科學(xué)然而,天局SAM發(fā)現(xiàn)甲烷在蓋爾隕石坑中以意想不到的方式表現(xiàn)。它在晚上出現(xiàn),在白天消失。它隨季節(jié)波動,有時會飆升至比平時高40倍的水平。令人驚訝的是,甲烷也沒有在大氣中積累:歐空局(歐洲航天局)專門派往火星研究大氣中氣體的ExoMars微量氣體軌道飛行器沒有檢測到甲烷。
“這是一個有很多情節(jié)轉(zhuǎn)折的故事,”位于南加州的美國國家航空航天局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的好奇號項(xiàng)目科學(xué)家阿什溫·瓦薩瓦達(dá)說,該實(shí)驗(yàn)室領(lǐng)導(dǎo)著好奇號的任務(wù)。
甲烷讓火星科學(xué)家忙于實(shí)驗(yàn)室工作和計(jì)算機(jī)建模項(xiàng)目,這些項(xiàng)目旨在解釋為什么這種氣體表現(xiàn)奇怪,并且只在蓋爾隕石坑中被檢測到。美國國家航空航天局的一個研究小組最近分享了一個有趣的建議。
該組織在3月份發(fā)表在《地球物理研究雜志:行星》上的一篇論文中提出,甲烷——無論是如何產(chǎn)生的——都可以被密封在火星風(fēng)化層中可能形成的固化鹽下,而風(fēng)化層是由破碎的巖石和灰塵制成的“土壤”。當(dāng)溫度在溫暖的季節(jié)或一天中的時間上升,削弱密封時,甲烷可能會滲出。
在馬里蘭州格林貝爾特NASA戈達(dá)德太空飛行中心的行星科學(xué)家Alexander Pavlov的領(lǐng)導(dǎo)下,研究人員提出,當(dāng)密封件在行駛在其上的小型SUV大小的火星車的壓力下破裂時,氣體也會噴出。巴甫洛夫說,該團(tuán)隊(duì)的假設(shè)可能有助于解釋為什么只有在蓋爾隕石坑中檢測到甲烷,因?yàn)樯w爾隕石坑是火星上機(jī)器人在表面漫游和鉆探的兩個地方之一。(另一個是杰澤羅隕石坑,美國國家航空航天局的毅力號火星車正在那里工作,盡管該火星車沒有甲烷探測儀器。)
巴甫洛夫?qū)⑦@一假設(shè)的起源追溯到他在2017年領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)無關(guān)實(shí)驗(yàn),該實(shí)驗(yàn)涉及在充滿鹽的模擬火星永久凍土(凍土)中生長微生物,就像大部分火星永久凍土一樣。
巴甫洛夫和他的同事測試了生活在地球上咸水湖和其他富鹽環(huán)境中的親鹵細(xì)菌是否能在火星上的類似條件下茁壯成長。
他說,微生物生長的結(jié)果被證明是不確定的,但研究人員注意到了一些意想不到的事情:當(dāng)咸冰升華時,表層土壤形成了鹽皮,從固體變成氣體,并留下了鹽。
火星和地球上的永久凍土
巴甫洛夫說:“我們當(dāng)時沒有多想。”但他記得2019年的地殼,當(dāng)時SAM的可調(diào)諧激光光譜儀檢測到了一次無人能解釋的甲烷爆發(fā)。
巴甫洛夫說:“就在那時,它在我的腦海中響起。”。就在那時,他和一個團(tuán)隊(duì)開始測試可能形成和破裂硬化鹽封的條件。
巴甫洛夫的團(tuán)隊(duì)測試了五個永久凍土樣本,這些樣本中注入了一種名為高氯酸鹽的鹽,這種鹽在火星上廣泛存在。(今天蓋爾隕石坑中可能沒有永久凍土,但這些海豹可能早在蓋爾更冷、更冰的時候就形成了。)科學(xué)家們將每個樣本暴露在NASA戈達(dá)德的火星模擬室內(nèi)不同的溫度和空氣壓力下。
巴甫洛夫的團(tuán)隊(duì)定期在土壤樣本下方注入甲烷類似物氖,并測量其下方和上方的氣體壓力。樣本下方的壓力越高,意味著氣體被捕獲。最終,在類似火星的條件下,只在高氯酸鹽濃度為5%至10%的樣本中,海豹在3至13天內(nèi)形成。

這張照片是從火星模擬艙中取出的另一個模擬火星“土壤”樣本。表面用一層堅(jiān)硬的鹽皮封住。Alexander Pavlov和他的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),只有當(dāng)樣本的高氯酸鹽濃度為5%至10%時,樣本在類似火星的條件下停留3至13天后,才會形成密封。樣品被金屬鎬刮傷的中央顏色較淺。淺色表示頂層下面的土壤更干燥,一旦樣品從模擬室中取出,土壤就會吸收空氣中的水分,變成棕色。圖像:uux.cn美國國家航空航天局/亞歷山大·帕夫洛夫
這比“好奇號”在蓋爾隕石坑測得的鹽濃度高得多。但那里的風(fēng)化層富含一種叫做硫酸鹽的不同類型的鹽類礦物,巴甫洛夫的團(tuán)隊(duì)接下來想測試這種礦物,看看它們是否也能形成海豹。
提高我們對火星上甲烷生成和破壞過程的理解是2022年美國國家航空航天局行星任務(wù)高級評審的一項(xiàng)關(guān)鍵建議,巴甫洛夫等理論工作對這項(xiàng)工作至關(guān)重要。然而,科學(xué)家們表示,他們還需要更一致的甲烷測量結(jié)果。
SAM一年只聞幾次甲烷,因?yàn)樗τ趶牡乇磴@探樣本并分析其化學(xué)成分。
“甲烷實(shí)驗(yàn)是資源密集型的,所以當(dāng)我們決定進(jìn)行這些實(shí)驗(yàn)時,我們必須非常有策略性,”Goddard的Charles Malespin說,他是SAM的首席研究員。
然而,科學(xué)家們表示,例如,要測試甲烷水平多久飆升一次,就需要新一代的表面儀器來連續(xù)測量火星上許多地方的甲烷。
瓦薩瓦達(dá)說:“甲烷的一些工作將不得不留給未來的地面航天器,他們將更加專注于回答這些具體問題。”。
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