Загадочная история марсианского метана

В июне с марсохода Curiosity была получена информация о рекордно мощном выбросе метана, однако орбитальными аппаратами Европейского космического агенства: ни Mars Express, ни орбитальным аппаратом для изучения малых газовых составляющих атмосферы TGO миссии «ЭкзоМарс-2016» — следов метана не зафиксировано, несмотря на пролёт над той же точкой приблизительно в то же время.

Повышенный интерес учёных к метану объясняется тем, что на Земле большая его часть вырабатывается живыми существами. Известно, что период распада метана под действием солнечной радиации составляет несколько сотен лет - следовательно, факт его обнаружения на Марсе указывает на то, что выброс в атмосферу произошёл недавно – даже если газ как таковой образовался миллиарды лет назад.

Попытки разгадать тайну метана на Марсе, предпринимаемые в последние годы, имеют запутанную историю, которая включает как неожиданные подтверждения, так и опровержения его присутствия. В начале этого года появилось сообщение о том, что европейский орбитальный аппарат Mars Express обнаружил сигнатуру, соответствующую одной из находок Curiosity в кратере Гейла.

Отмеченное Curiosity 19 июня 2019 года повышение концентрации метана до беспрецедентно высокого уровня 21 миллиардных долей лишь отдаляет учёных от разгадки тайны, поскольку измерения не подтверждены результатами предварительного анализа данных «Марс Экспресс», полученных в тех же условиях (для сравнения - концентрация метана в земной атмосфере составляет порядка 1800 миллиардных долей, что означает, что на каждый миллиард молекул в заданном объёме приходится 1800 молекул метана).

Измерения были выполнены аппаратом Mars Express в марсианское дневное время спустя порядка пяти часов после измерений Curiosity, проведённых в ночное время; кроме того, данные, полученные Mars Express днём ранее, также не подтверждают присутствия сигнатур. В последующие дни результаты измерений Curiosity вернулись к фоновому уровню.

Методика измерений Mars Express позволяет получить расчётным путём данные вплоть до уровня поверхности с порогом чувствительности 2 частицы на миллиард.

Европейско-российский орбитальный аппарат для изучения малых газовых составляющих атмосферы TGO, оснащённый наиболее чувствительным датчиком газовых примесей марсианской атмосферы, также не обнаружил следов метана при пролёте над близлежащими районами в течение нескольких дней до и после получения указанных результатов Curiosity.

В принципе TGO способен выполнять измерения на уровне триллионных долей на расстоянии до 3 км в направлении поверхности, однако фактические параметры измерений зависят от запылённости атмосферы. При проведении измерений на малых широтах 21 июня 2019 г. запылённость атмосферы была высокой, в результате чего измерения были ограничены высотой 20-15 км. над поверхностью с верхним пределом чувствительности 0.07 миллиардных частиц (то есть 70 частиц уже на триллион).

TGO не обнаружил ни малейшего следа метана, что усложняет загадку, учёные же заняты сопоставлением полученных разными приборами результатов.

«Сравнение результатов позволяет предположить, что последний зафиксированный Curiosity скачок уровня метана был очень кратковременным — менее одного марсианского дня — и, вероятно, локальным», — полагает Марко Джуранна, научный руководитель эксперимента PFS (Планетный Фурье­-Спектрометр) на борту Mars Express, используемого для обнаружения метана.

«Измерения Curiosity проводились ночью, и если выброс метана произошёл в это время, газ, вероятно, оставался у поверхности до восхода Солнца, после чего быстро рассеялся. Соответственно, вероятность его обнаружения приборами Mars Express или TGO была бы практически нулевой.

«С другой стороны, совместно зафиксированный выброс в 2013 году был, вероятно, более длительным или имел более мощный источник, — который, мы полагаем, находился вне кратера Гейла, — поэтому он мог быть обнаружен в том числе и нашим прибором на Mars Express.

Команды учёных продолжают исследовать влияние циркуляции атмосферы в течение суток, а также роль местоположения Curiosity внутри ударного кратера. Кроме того, они изучают пути распада метана и возможность его повторного поглощения поверхностными породами, препятствующего более широкой циркуляции в атмосфере.

«Сопоставление результатов наблюдений с поверхности и орбиты, а также будущие скоординированные наблюдения помогут нам понять поведение метана в атмосфере с учётом отрицательных результатов, подобных полученным приборами TGO, помогающих определить верхние пределы чувствительности, ограничения и придающих значимый контекст», — добавляет Хокан Сведхем, научный руководитель миссии TGO.

Данные Curiosity были получены путём анализа образцов при помощи марсианского настраиваемого лазерного спектрометра (TLS), измерения Mars Express выполнены при помощи спектрометра PFS, измерения TGO выполнены при помощи комплекса аппаратуры ACS для исследования химического состава атмосферы.

Источник: exomars.cosmos.ru