Schimbările peste noapte în atmosfera lui Marte ar putea rezolva un mister al metanului

Metanul eliberat în craterul Gale rămâne în craterul Gale. O schimbare peste noapte a atmosferei marțiane ar putea ține gazul aproape de sol până dimineața, explicând de ce roverul Curiosity a prins un miros de metan în timp ce un orbiter deasupra capului nu a găsit niciunul.

Teoria oferă „o modalitate ca cele două măsurători să trăiască în armonie una cu cealaltă”, spune omul de știință planetar John Moores de la Universitatea York din Toronto. El și colegii săi au prezentat detaliile teoriei online pe 20 august Scrisori de cercetare geofizică.

Din 2003, mai multe nave spațiale au detectat cantități diferite de metan pe Marte (SN: 15.01.09). Roverul Curiosity al NASA, care a aterizat în craterul Gale în 2012, a descoperit că cantitățile de gaz cresc și scad într-un ciclu sezonier (SN: 6/7/18).

Metanul nu ar trebui să dureze mai mult de aproximativ 300 de ani în atmosfera marțiană înainte ca lumina soarelui să-l descompună. „A vedea un ciclu sezonier vă spune că ceva produce sau distruge în mod activ metan în prezent”, spune Moores. Microbii produc metan pe Pământ, așa că găsirea gazului pe Planeta Roșie a fost văzută ca un posibil semn de viață – deși nu este unul definitiv.

Metanul „poate fi produs prin procese abiotice”, spune Dorothy Oehler, geolog planetar și astrobiolog la Institutul de Științe Planetare, care are sediul în Houston. „Dar chiar dacă nu are legătură directă cu biologia, poate spori locuibilitatea pentru alte tipuri de microbi. Deci, este un lucru important de căutat”, spune Oehler, care nu a fost implicat în noul studiu.

Curiosity a măsurat concentrații medii de metan de 0,41 părți per miliard în interiorul craterului Gale, o depresiune de 154 de kilometri în apropierea ecuatorului lui Marte. Așa că a fost o surpriză când Trace Gas Orbiter al Agenției Spațiale Europene, parte a misiunii ExoMars care a sosit pe Marte în 2016 (SN: 18/10/16), a zburat deasupra craterului Gale și nu a găsit metan deloc. Ar putea exista în continuare concentrații minuscule de metan sub 0,05 părți per miliard în atmosferă pe care Trace Gas Orbiter nu le poate mirosi, a raportat echipa satelitului. Natură 10 aprilie.

Chiar și așa, „este greu să reconciliezi acele” descoperiri diferite, spune Moores. Dacă Marte curge suficient metan pe care Curiosity l-ar simți atât de mult, ar trebui să existe suficientă metan în atmosferă pentru ca orbiterul să o detecteze.

Însă echipa lui Moores a observat o coincidență: Curiosity a luat toate măsurătorile de metan noaptea, când roverul stă nemișcat și își încarcă bateriile. Noaptea ar putea marca, de asemenea, un moment în care gazele se amestecă diferit în atmosfera marțiană decât în ​​timpul zilei, a realizat echipa.

În timpul zilei, lumina soarelui încălzește aerul, creând curenți și convecție care amestecă diferite molecule. Deci, metanul din atmosfera zilei se poate amesteca și se poate dilua. Dar peste noapte, aerul se calmează și metanul s-ar putea acumula aproape de suprafață, unde Curiosity îl poate adulmeca. La răsăritul soarelui, metanul se dilua din nou.

Ideea este plauzibilă, iar argumentul din lucrare este convingător, spune omul de știință planetar Sébastien Viscardy de la Institutul Regal Belgian pentru Aeronomie Spațială din Bruxelles, membru al echipei Trace Gas Orbiter. Dar teoria nu explică totul, spune el.

În primul rând, Moores și colegii au calculat că, pentru a fi în concordanță cu ambele măsurători, doar 27.000 de kilometri pătrați de suprafața lui Marte ar trebui să emită metan la o rată constantă. Aceasta este o zonă echivalentă cu 1½ cratere Gale.

Și „este greu de imaginat că numai Gale emite metan”, spune Moores. „Fie Gale este chiar mai special decât ne imaginăm, fie este ceva ce ne lipsește din chimia atmosferei.”

Problema mai mare, spune Viscardy, este că diferitele concentrații de metan pe timp de noapte detectate nu explică vârfurile periodice ale metanului pe care Curiosity le-a observat de asemenea (SN: 28/04/15). Aceste vârfuri au arătat creșteri uriașe de metan care au loc la intervale aleatorii pe parcursul misiunii Curiosity. Cel mai recent vârf, din iunie 2019, a fost cel mai mare pana observat până acum, cu niveluri de metan de aproximativ 20 de părți pe miliard, de aproximativ 50 de ori peste media sezonieră. În câteva zile, totuși, nivelurile de metan detectate au revenit la normal.

Deci, schimbarea zilnică a amestecului atmosferic „rezolvă o problemă foarte mică, dar nu povestea globală a metanului”, spune Viscardy.