Метан в атмосфере Марса всё-таки существует, но появляется он лишь летом и только над некоторыми районами. Чтобы произвести нужное количество, необходимы тысячи тонн бактерий, миллионы коров или соответствующие геологические процессы. Куда исчезает метан из атмосферы – не меньшая загадка, чем его происхождение.
Когда в 2003 году когда-то отечественный, а теперь американский астроном Владимир Краснопольский обнаружил в атмосфере Марса следы метана, ему мало кто поверил. И даром, что вскоре эти результаты, основанные на анализе полученных наземными телескопами инфракрасных спектров планеты, подтвердили две независимые группы, одна – также с помощью наземных наблюдений, другая – по данным европейской орбитальной станции Mars Express.
Поверить было очень трудно, потому что метан – тот самый газ, который горит в конфорках газовых плит и течёт по украинской трубе из России в Европу – оказавшись на свету, быстро разрушается солнечными лучами. Среднее время жизни молекулы метана в марсианской атмосфере – около 300 лет, срок ничтожный по астрономическим масштабам.
А значит, небольшую, но вполне заметную концентрацию газа – примерно 10 частей на миллиард(10 ppb) – должен был постоянно поддерживать какой-то источник метана.
По сути, вариантов происхождения метана всего два – геологический и биологический. Геологических механизмов, которые могли бы работать на Марсе, тоже два – вулканизм и реакции некоторых минералов, в первую очередь оливина, с водой, в результате которой образуется минерал серпентин и выделяется метан. Но в таком случае вулканы помимо метана должны были высвобождать и другие газы вроде SO2, которых ни Краснопольский, ни кто-либо ещё в нужных количествах никогда не видел. А надёжных данных о существовании воды на Марсе пять лет назад ещё не было.
Так что предпочтительным казался другой источник, биологический – деятельность марсианских бактерий-метаногенов. Это уже настоящая сенсация, а сенсаций сдержанные от природы учёные не любят. Отсюда и скепсис.
Краснопольский и его коллеги даже прикинули, сколько нужно микробов для поддержания выделения метана на измеренном уровне. Если метана в атмосфере 10 ppb, а разлагается он за 300 лет, в атмосферу с поверхности планеты должны были выделяться примерно 2 тонны газа в сутки. Если бактерии, которые его производят где-то под слоем марсианской вечной мерзлоты, похожи на земных метаногенов, живущих в глубоких шахтах, то их должно было быть примерно 20 тонн. Не то чтобы много, но это уже настоящая внеземная жизнь.
Конечно, для наглядности лучше привести другое сравнение. Немаловажным – в том числе и для вопросов глобального потепления – источником метана на Земле является домашний скот. В первую очередь коровы, каждая из которых ежедневно выпускает около 100 грамм горючего газа(который на самом деле производят бактерии в её кишечнике, но не те, что живут в глубоких шахтах). Так что для поддержания марсианской концентрации метана потребовалось бы внушительное стадо в 20 тысяч крупных рогатых голов.
В одном из ближайших номеров Science будет опубликована работа Майкла Маммы из Годдардского центра NASA и его коллег, которая заставляет существенно пересмотреть эту оценку. Слухи об этом исследовании появились в публичном пространстве несколько месяцев назад, а посетителям астрономических конференций эти работы были известны и раньше. И теперь, наконец, публикация.
Чтобы обеспечить необходимое воспроизводство метана в марсианской атмосфере, нужны не 20 тысяч, а около миллиона коров. И теперь мы знаем,«где они пасутся».
Учёные проанализировали результаты спектральных наблюдений Марса в инфракрасном диапазоне, проведённых с помощью 10-метрового телескопа имени Кека и меньшего по размерам, но зато приспособленного под инфракрасные наблюдения 3,5-метрового телескопа IRTF. Оба они установлены на Гавайях.
Мамма и его коллеги уверенно подтвердили наличие в атмосфере Марса следов поглощения света метаном, обнаружив все положенные ему спектральные линии с высоким отношением сигнал/шум. Кроме этого, в отличие от предшественников, учёные из NASA получили не оценку среднего содержания метана в атмосфере, а увидели, как он распределён над поверхностью планеты.
В 2003 году в северном полушарии Марса учёные нашли три расположенные друг рядом с другом зоны на поверхности планеты, из которых сочится метан.
Общая масса газа над одной из них составила 20 тысяч тонн, а скорость выделения газа оценивается минимум в 0,6, а то и в несколько грамм в секунду. Для такого производства нужны уже тысячи тонн бактерий-метаногенов – или миллионы коров.
Все три источника находились в северном полушарии, где в то время было лето: вблизи расщелины Nili Fossae, на границе крупного тёмного образования Большой Сырт и в гористом районе Terra Sabae. Под тремя метановыми выбросами находятся порядка 10 миллионов квадратных километров поверхности Марса, однако каков размер самих источников, сказать сложно – вырываясь на поверхность, газ расплывается по округе.
В наблюдениях 2006 года, которые относятся к межсезонью, ничего подобного не нашлось. Отсюда учёные заключают, что каков бы ни был механизм генерации самого газа, его выброс на поверхность может быть связан с оттаиванием вечной мерзлоты или мелких трещин в ней, через которые газ выходит наружу. Кроме того, тепло может помочь и самому производству газа – как в жизнедеятельности микробов, так и в реакции серпентизации марсианского оливина.
Куда делся газ к 2006 году – неизвестно.
Даже если размазать имевшиеся в 2003 году запасы газа ровным слоем по всей атмосфере и учесть его разрушение солнечными лучами, в 2006 году средний уровень газа не должен был быть меньше 5–10 ppb, а в реальности его наблюдалось 2–3 части на миллиард. Возможно, в разрушение метана вносят вклад перхлорат и пероксиды, найденные на Марсе в последние годы, – в атмосферу он может подниматься с мельчайшими пылинками. Учёные работают над этой проблемой.
Однако для большинства из нас основной загадкой всё-таки остаётся происхождение. Биология или геология?
Способ различить«биологический» и«минеральный» метан существует. Для этого потребуется изучить относительное содержание разных изотопов углерода в метане и в других газах, выделяющихся из марсианского грунта.
Правда, пока для применения изотопного метода не хватает точности наблюдений. Даже марсоходы нового поколения – американский Mars Science Laboratory и европейский ExoMars, запуск которых запланирован на 2013 и 2016 годы, – смогут детектировать метан лишь на уровне 0,1 ppb, а с различением изотопов – чуть хуже. Такой точности, скорее всего, будет недостаточно, чтобы отличить биогенный газ от абиогенного.
Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Чтобы писать комментарии Вам необходимо зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.
» Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации. Зарегистрируйтесь на портале чтобы оставлять комментарии
Материалы предназначены только для ознакомления и обсуждения. Все права на публикации принадлежат их авторам и первоисточникам. Администрация сайта может не разделять мнения авторов и не несет ответственность за авторские материалы и перепечатку с других сайтов. Ресурс может содержать материалы 16+
