火星甲烷神秘“消失”

TGO于2016年抵达火星。资料来源:德国媒体实验室/欧空局

火星上的甲烷已经消失了。十多年前，科学家们首次在这颗红色星球的大气中发现了这种气体的痕迹，这是地球上生命的一个关键指标。然而，现在研究人员报告说，一颗欧洲卫星没有在火星上发现一缕甲烷。如果这一发现成立，它将进一步使科学家的梦想复杂化——他们推测火星微生物可能正在地下喷出这种气体。[科学相关文章]

火星快车轨道器在2004年首次探测到火星大气中的甲烷。但是一些科学家说轨道飞行器上检测甲烷的仪器不够灵敏，不足以产生可靠的结果。这些甲烷气体的浓度为10ppb(十亿分之一)。十年后，美国宇航局的好奇号探测车在其盖尔环形山基地附近发现了一个7ppb的甲烷峰值，持续了几个月。几年后，好奇号的科学家发现了甲烷的微小季节性循环，在北半球夏末达到了0.7ppb的峰值。

为了解开这个谜团，2016年抵达火星的欧洲航天局示踪气体轨道器(TGO)今年开始扫描大气中的甲烷。TGO号上的两个分光计——比利时的NOMAD和俄国的ACS——被设计用来检测极低浓度的甲烷，研究人员相信他们有这种能力。

一组科学家在12月12日于华盛顿特区举行的美国地球物理联合会半年一度的会议上报告说，这两种用于分析太阳背面光线下火星大气水平切片的仪器工作良好。布鲁塞尔皇家空间大气物理研究所的行星科学家、NOMAD的首席研究员安·叶小乖·范代尔在一次演讲中说，仍有一些噪音需要清除。“但我们已经知道，我们没有看到任何甲烷。”

研究小组的初步结果显示，甲烷的含量仍然没有低至每分钟50万亿份(ppt)，他们的观测几乎一直延伸到火星表面。

克里斯·韦伯斯特是加利福尼亚帕萨迪纳喷气推进实验室的行星科学家，负责火星好奇号上甲烷探测器的操作，他说结果令人惊讶。他预计TGO会收到至少0.2ppb的甲烷信号。但是韦伯斯特仍然很乐观——他的团队用了六个月的时间来探测甲烷峰值，用了几年的时间来确认甲烷循环的季节背景。"我相信随着时间的推移，这两个数据集将保持一致."

好奇号的研究小组怀疑甲烷循环来自火星下的微渗漏。这些微渗漏不是来自地球之外，而是来自生物或地质过程。现在TGO的工作可以证实这一点，因为它似乎没有发现甲烷气体从大气中落下。"甲烷不是来自上面."韦伯斯特说，“这是一个重要的结果。”

加拿大多伦多约克大学的行星科学家约翰·穆雷斯认为这同样令人困惑。例如，科学家们怀疑每年有数百吨有机碳从太阳系的尘埃中涌入火星大气层，这些尘埃与太阳辐射发生反应，最终形成甲烷。他说，“这些碳都去哪里了？”

安阿伯密歇根大学的行星科学家兼好奇号科学小组成员苏希尔·阿特里亚指出，盖尔环形山不太可能是火星上唯一能看到这种泄漏的地方。但是即使有5000次类似的泄漏，混合到火星大气中的甲烷信号最终也将是罕见的。“我确实做了一个计算，”阿特里亚说。"它的平均值会很低，仪器无法检测到它。"

目前，关于火星甲烷的神秘正在加深。TGO将继续运行到2022年，足以观测至少两个火星年。与此同时，其数据将变得更加准确，检测限也将下降。或许到那时，科学家们将会知道他们关于甲烷从微生物中喷涌出来的梦想是否已经破灭。

TGO是火星快车项目的一部分，这是欧空局和俄罗斯航天局之间的一个合作项目。该卫星于2016年3月发射，同年10月到达火星轨道。这是第一艘专门设计用于研究火星气体的宇宙飞船，火星气体占地球寒冷干燥大气的不到1%，其中包括甲烷、水蒸气和臭氧。

火星是太阳系中从内向外数的第四颗行星。它属于一颗类地行星，直径约为地球直径的一半。从轴向倾斜角度来看，它有一个相似的旋转周期，一周旋转一次需要两倍的时间。它呈橙色是因为地球表面覆盖着赤铁矿(氧化铁)。火星被认为是太阳系中最有可能有外星生命的行星。(赵茜·Xi)

中国科学新闻(2018-12-18第二版国际版)