Wenn Sie kein Chemiker, Astrobiologe oder Wissenschaftler jeglicher Art sind, und das schließt die meisten von uns ein, dann scheint ein winziger, fast unmerklicher Hauch von Methan in der Marsatmosphäre keine große Sache zu sein. Aber es ist, sanfte Menschen. Es ist.
Warum?
Weil es ein Signal sein könnte, dass ein Lebensprozess am Werk ist. Und selbst wir Nichtwissenschaftler haben uns irgendwann gefragt, ob das einzige Leben im Sonnensystem oder vielleicht im gesamten Universum hier auf der Erde beschränkt ist.
Lassen Sie uns darauf eingehen.
Vor einiger Zeit, genauer gesagt in den Jahren 2013 und 2014, entdeckte der MSL Curiosity Rover der NASA Methanspitzen in der Atmosphäre des Gale Crater. Und viel früher, im Jahr 2004, entdeckte der Mars Express Orbiter (MEO) auch Methan in der Marsatmosphäre. Methan ist wichtig, weil es ein Indikator für einen Lebensprozess sein kann. (Methan kann auch durch nicht-biologische Prozesse hergestellt werden.)
Methan bleibt nicht lange bestehen. Einmal in die Atmosphäre freigesetzt, kann es durch natürliche atmosphärische Prozesse schnell zerstört werden. Jedes Methan, das in der Marsatmosphäre nachgewiesen wurde, bedeutet, dass es kürzlich freigesetzt worden sein muss, obwohl es vor Millionen oder sogar Milliarden von Jahren produziert worden sein könnte und in unterirdischen Felsformationen gefangen lag.
Auf der Erde wird das meiste Methan von Lebewesen produziert; Zum Beispiel Mikroorganismen in Sedimentschichten oder im Darm von Wiederkäuern. Ein Teil davon wird durch abiotische oder nicht lebende Prozesse hergestellt, aber Methan auf dem Mars zu finden, ist zumindest potenziell immer noch eine große Sache.
Jetzt hat die Europäische Weltraumorganisation, die den Mars Express Orbiter betreibt, die Daten vom 15. Juni 2013 überprüft, als Curiosity eine Methanspitze entdeckte und etwas gefunden hat. Das Planetary Fourier Spectrometer (PFS) an Bord der MEO detektierte Methan nur einen Tag später an derselben Stelle wie Curiosity.
Dies ist das erste Mal, dass eine Curiosity-Methanspitze durch andere unabhängige Beobachtungen gestützt wurde. Diese Ergebnisse werden in einem neuen Artikel vorgestellt, der am 1. April in Nature Geoscience veröffentlicht wurde.
Die Ergebnisse von MEO sind Teil einer neuen Methode zur Analyse von Daten aus dem Spektrometer. Die Technik sammelt über einen kurzen Zeitraum mehrere hundert Messungen über einen Bereich. Das Team hinter den Ergebnissen entwickelte auch eine neue Methode zur Analyse der Daten.
“Im Allgemeinen konnten wir kein Methan nachweisen, abgesehen von einem eindeutigen Nachweis von etwa 15 Volumenteilen pro Milliarde Methan in der Atmosphäre, der sich einen Tag nach der Meldung von Curiosity über einen Anstieg von etwa sechs Teilen pro Milliarde herausstellte“, Sagt Marco Giuranna vom Nationalen Institut für Astrophysik - Institut für Weltraumastrophysik und Planetologie in Rom, Italien, Hauptforscher für das PFS-Experiment und Hauptautor des Papiers, in dem die Ergebnisse berichtet werden Naturgeowissenschaften.
15 Teile pro Milliarde sind keine große Menge. Aber es ist immer noch wichtig.
“Obwohl Teile pro Milliarde im Allgemeinen eine relativ kleine Menge bedeuten, ist dies für den Mars bemerkenswert - unsere Messung entspricht einem Durchschnitt von etwa 46 Tonnen Methan, der auf einer Fläche von 49 000 Quadratkilometern vorhanden war, die von unserer Umlaufbahn aus beobachtet wurden", Sagte Giuranna in einer Pressemitteilung.
Es gibt eine weitere Korrelation, die diese Bestätigung unterstützt. Zehn weitere Beobachtungen mit dem Mars Express-Orbiter-Spektrometer zeigten kein Methan, was einem Zeitraum entsprach, in dem Curiosity ebenfalls niedrige Messungen zeigte.
Woher kam es also? Der vorherrschende Wind am Standort von Curiosity im Gale Crater kam zunächst aus dem Norden. Wissenschaftler glaubten, dass das Methan aus dem Inneren des Kraters selbst kam und vom Wind zur Neugier getragen wurde. Das scheint nicht so wahrscheinlich zu sein.
“Unsere neuen Mars Express-Daten, die einen Tag nach der Aufzeichnung von Curiosity aufgenommen wurden, ändern die Interpretation der Herkunft des Methans, insbesondere wenn globale atmosphärische Zirkulationsmuster zusammen mit der lokalen Geologie berücksichtigt werden", Sagte Giuranna. „Aufgrund der geologischen Beweise und der von uns gemessenen Methanmenge halten wir es für unwahrscheinlich, dass sich die Quelle im Krater befindet.”
Wenn sie in dieser Studie über die Quelle sprechen, sprechen sie nicht darüber, ob es sich um eine abiotische (nicht lebende) oder eine biologische Quelle handelt. Sie sprechen nur über den Ort der Methanfreisetzung.
In der obigen Grafik haben Wissenschaftler des Royal Belgian Institute for Space Aeronomy in Brüssel, die an der Studie beteiligt sind, das Gebiet um den Gale Crater in ein Raster unterteilt. Für jedes Quadrat verwendeten sie Computersimulationen, um eine Million Emissionsszenarien zu generieren.
In den Simulationen wurden das gemessene Methan, die atmosphärischen Zirkulationsmuster und die Methanfreisetzungseigenschaften verwendet, die auf dem als „Gassickern“ bezeichneten Phänomen basieren. Gassickern ist, wenn eingeschlossenes Methan aus unterirdischen Formationen freigesetzt wird, normalerweise aufgrund tektonischer Aktivität. Die Prozentsätze spiegeln die Wahrscheinlichkeit wider, dass das Methan aus jedem Gitterquadrat stammt.
“Wir haben tektonische Fehler identifiziert, die sich unter eine Region erstrecken könnten, die flaches Eis enthalten soll. Da Permafrost eine ausgezeichnete Abdichtung für Methan ist, ist es möglich, dass das Eis hier unterirdisches Methan einfängt und es episodisch entlang der Fehler freisetzt, die dieses Eis durchbrechen“, Sagt Co-Autor Giuseppe Etiope vom Nationalen Institut für Geophysik und Vulkanologie in Rom. „Bemerkenswerterweise haben wir gesehen, dass die atmosphärische Simulation und die geologische Bewertung, die unabhängig voneinander durchgeführt wurden, dieselbe Herkunftsregion des Methans nahe legen.”
Methan auf dem Mars ist immer noch ein Rätsel. Aber die Teile fangen an zusammen zu passen. Jetzt, da sich ein anderes Raumschiff, der Trace Gas Orbiter (TGO), auf dem Mars befindet, können wir erwarten, dass mehr von dem Rätsel ausgefüllt werden.
TGO ist eine gemeinsame Mission der Europäischen Weltraumorganisation und Roscosmos. Es wird die bislang detaillierteste Analyse der Marsatmosphäre durchführen. Es kam auf dem Mars an und begann 2016 zu arbeiten, suchte aber erst kürzlich nach Methan.
Die Methanquelle auf dem Mars muss warten. Wir wissen nur noch nicht, wie es hergestellt wurde und ob lebende Organismen dafür verantwortlich sind oder nicht.
Quellen:
- Forschungsstudie: Unabhängige Bestätigung einer Methanspitze auf dem Mars und einer Quellregion östlich des Gale Crater
- Pressemitteilung: Mars Express entspricht der durch Neugier gemessenen Methanspitze
- Space Magazine: Der Curiosity Rover der NASA entdeckt Methan, organische Stoffe auf dem Mars
