科学家们通过改进对火星大气中甲烷的估算，向揭示火星上甲烷的神秘来源迈出了重要一步。从火星上一个巨大火山口喷出的甲烷，可能是火星表面下生命或其他非生物活动的迹象。盖尔陨石坑直径154公里，大约有38亿年历史，一些科学家认为它包含一个古老的湖床。科学家利用卫星、ExoMars跟踪气体轨道器和好奇号探测车的数据，提高了对甲烷的估计，好奇号探测车收集岩石、土壤和空气样本，用于机载分析。
领导这项新研究的加拿大约克大学访问学者约翰·摩尔斯博士表示：科学家们已经对火星上甲烷的来源进行了十多年推测。这项新研究重新定义了对火星大气中甲烷浓度随时间变化的理解，这有助于解开更大的谜团，即甲烷的来源可能是什么？联合研究员ANU教授Penny King表示：对于火星上发现的甲烷，有几种同样可信的解释。澳大利亚国立大学地球科学研究学院的金教授表示：地球上的一些微生物可以在没有氧气的情况下生存，深入地下，并将甲烷作为排泄物的一部分释放出来。
火星上的甲烷还有其他可能的来源，比如水-岩石反应或含有甲烷的分解物质。去年，科学家们了解到甲烷浓度随着季节的变化而变化，其年循环是可重复的，这项最新的研究表明，甲烷浓度每天都在变化。第一次计算出火星盖尔陨石坑甲烷渗漏率的一个数字，这个数字相当于火星上平均每天2.8千克的甲烷渗漏量。研究小组能够协调ExoMars微量气体轨道器(Trace Gas Orbiter)和好奇号探测车(Curiosity Rover)的数据，这两个探测车对甲烷的探测大相径庭，似乎相互矛盾。
研究能够解决这些差异，方法是展示白天大气中甲烷的浓度要低得多，而到了晚上，随着传热减少，靠近地表面的甲烷浓度要高得多。这项研究由美国宇航局火星科学实验室和加拿大航天局资助，其研究发表在《地球物理研究快报》上。5公里以上火星甲烷体积上限(pptv)为50万亿分之一(pptv)，大大低于好奇号(Curiosity)探测车夜间测量的410 pptv平均值，这对盖尔陨石坑白天的甲烷通量构成了强大的限制。
研究表明，这些测量结果在很大程度上可以通过抑制地表附近的夜间混合而得到调和，即地表以下释放的甲烷在黎明时分混合到低于检测限度之前，会在地表几米内积聚起来。该场景的一个模型首次精确计算大风时的微渗透通量，与1.5 x 10‐10 kg m‐2 sol震源深度一致。在这种情况下，只有2.7 x 104平方公里的火星表面可能会释放甲烷，除非存在快速破坏机制。
博科园｜研究/来自：澳大利亚国立大学
参考期刊《地球物理研究快报》
DOI: 10.1029/2019GL083800
博科园｜科学、科技、科研、科普
