Ponowna analiza danych zarejestrowanych przez sondę Mars Express podczas pierwszych 20 miesięcy pracy łazika Curiosity wykazała zbieżne detekcje metanu w atmosferze. To pierwsze potwierdzenie pomiarów wykonanych z powierzchni przez orbitującą sondę.
Debata nad metanem w atmosferze Marsa trwa już od wielu lat. Przyczyniła się do tego m.in. europejska sonda Mars Express, która wykryła go tuż po przybyciu do planety w 2004 roku. Metan jest tak ważną cząsteczką, gdyż na Ziemi jest wytwarzany nie tylko przez naturalne procesy geologiczne, ale też żywe organizmy.
Cząsteczki metanu ulegają rozpadowi w wyniki procesów w atmosferze, dlatego każde jego wykrycie wskazuje, że został on uwolniony stosunkowo niedawno.
Najczęściej jednak gaz ten pozostawał nieuchwytny dla sond kosmicznych. Obserwacje naziemne także wskazywały niską zawartość lub brak tego gazu w marsjańskim powietrzu. Jednak pewna ilość zaobserwowanych wzrostów koncentracji metanu i odkrycie wyraźnych sezonowych zmian zawartości metanu w atmosferze przez łazik Curiosity motywuje naukowców do ustalenia jaka jest jego geneza na Marsie i w jaki sposób jest on tracony w obecnych czasach.
Schemat prezentujący w jaki sposób na Marsie mógłby być uwalniany metan do atmosfery i jak mógłby być z niej usuwany. Źródło: ESA.
Naukowcy przeanalizowali za pomocą poprawionych technik dane ze spektrometru PFS sondy Mars Express. Z pozyskanych informacji udało się ustalić, że 15 czerwca 2013 roku, kiedy łazik zarejestrował wyraźny sygnał wzrostu stężenia metanu, dzień później przelatująca nad nim sonda Mars Express również odebrała podobną sygnaturę. Dzień po tym kiedy aparatura pojazdu Curiosity wykryła około 6 cząsteczek metanu na miliard, europejska sonda wychwyciła 15 cząsteczek na miliard.
W pracy naukowej z obserwacji łazika Curiosity napisano, że metan ten najprawdopodobniej pochodził z terenu krateru na północ od łazika. Satelitarne dane Mars Express wskazują jednak na inne miejsce jego pochodzenia.
Dwa niezależne zespoły badawcze podjęły się zadania ustalenia prawdopodobnego miejsca uwolnienia metanu do atmosfery. W jednym z badań naukowcy wykonali komputerowe symulacje emisji z różnych miejsc w obszarach wokół krateru. Symulacje te uwzględniały zebrane przez sondę dane, przewidywane wzorce cyrkulacji atmosfery oraz fizykę zjawiska geologicznych wycieków metanu.
Drugie badanie miało na celu znalezienie miejsc gdzie wycieki metanowe mogły wystąpić. Geologowie uważnie przyglądali się morfologii terenu wokół krateru Gale, szukając takich cech terenu, które mogłyby wskazywać na występowanie zjawiska.
Geologowie zidentyfikowali uskoki tektoniczne, które mogłyby sięgać poniżej regionu, gdzie postuluje się obecność lodu podpowierzchniowego. Taka wieczna zmarzlina to dogodne miejsce do uwięzienia metanu. Być może właśnie taki lód podpowierzchniowy zatrzymuje metan, który w wyniku powstawania uskoków uwalniany jest do atmosfery w krótkich wyciekach.
Co znaczące, zarówno symulacje zachowania atmosfery w czasie wycieków oraz badania geologicznych cech powierzchni wskazały na ten sam region pochodzenia metanu.
Grafika prezentująca analizę obserwacji sondy Mars Express. Obszar wokół krateru Gale został podzielony siatką na kwadratowe sektory o długości 250 km. W każdym z nich zasymulowano milion potencjalnych wycieków metanu. Następnie opierając się na modelach cyrkulacji atmosfery policzony jakie jest prawdopodobieństwo, by osberwacja wykonana przez sondę Mars Express w 2013 roku dotyczyła wycieku w danym sektorze. Drugi zespół naukowców przeanalizował morfologię terenu, poszukując cech wskazujących na potencjalne miejsca wycieku. Oba badania wskazują na region Aeolis Mensae. Być może właśnie stamtąd pochodzi wyciek metanu, który przed powstaniem uskoku uwięziony był pod występującym tam przypuszczalnie płytkim lodem podpowierzchniowym. Źródło: ESA.
Naukowcy swoją pracą wspierają hipotezę przejściowych zdarzeń geologicznych, odpowiedzialnych za uwalnianie metanu. Autorzy wskazują jednak, że potrzebne jest też lepsze zrozumienie procesów odpowiedzialnych za ubytki metanu w atmosferze planety. Na pewno historyczne dane misji Mars Express będą dalej analizowane, a kolejnych ważnych obserwacji dostarczy Trace Gas Orbiter - najnowsza sonda marsjańska wysłana przez Europejską Agencję Kosmiczną i Roskosmos w ramach programu ExoMars.
Źródło: ESA
Więcej informacji:
- informacja prasowa europejskiej agencji kosmicznej
- Independent confirmation of a methane spike on Mars and a source region east of Gale Crater
Na zdjęciu: Wizja artystyczna sondy Mars Express nad Marsem. Źródło: ESA.
