Марсоход "Кьюриосити" (Curiosity) обнаружил на Красной планете метан. Но орбитальный аппарат TGO, специально предназначенный для поиска редких газов, не нашёл этого вещества. Как же случилось, что метан куда-то исчез? Могут ли две миссии одновременно "говорить правду"? Астрономы предложили простой и изящный ответ на этот вопрос.
Подробности изложены в научной статье, опубликованной в журнале Geophysical Research Letters международной группой астрономов.
Метан в атмосфере Марса очень интересует учёных. По расчётам, он должен разрушаться излучением Солнца примерно за 300 земных лет. К тому же его концентрация ещё и подвержена сезонным колебаниям.
То и другое означает, что органический газ не присутствует в атмосфере планеты с древнейших времён. Существует его источник, действующий прямо сейчас.
Возможно, это вещество выделяется бактериями, как это происходит на Земле? Или вулканами (а ведь Марс считается геологически мёртвым телом)? Или речь идёт о постепенном таянии древних метановых льдов, и тогда получается, что в прошлом Красная планета была весьма богата органикой? Любой ответ был бы сенсацией.
Марсоход обнаружил в кратере Гейл концентрацию метана в марсианской атмосфере в 410 частей на триллион. В то же время TGO заметил бы метан, даже если бы его содержание составляло 50 частей на триллион, но так и не зарегистрировал этого вещества. Как такое могло случиться?
Авторы нового исследования обратили внимание на простое обстоятельство. "Кьюриосити" все измерения уровня метана в атмосфере производил ночью. В тёмное время суток марсоход стоит на месте и заряжает аккумуляторы (напомним, что источник питания Curiosity основан на распаде радиоактивных элементов). Это подходящий момент для атмосферных измерений.
В то же время TGO все измерения производил в светлое время суток. И неудивительно: этот орбитальный аппарат определяет состав атмосферы по характеристикам просвечивающих её солнечных лучей.
Может быть, концентрация метана зависит от времени суток? Именно это и предположили специалисты.
Исследователи построили математическую модель циркуляции марсианского "воздуха". По их расчётам, источник метана (чем бы он ни был) в кратере Гейл может работать круглосуточно и выдавать 0,15 миллионной доли грамма метана с квадратного метра за один марсианский день (сол).
Ночью, когда атмосфера спокойна, этот газ скапливается у поверхности и достигает концентрации, измеренной ровером. Когда же восходит солнце, поверхность нагревается. Появляются восходящие потоки относительно тёплого "воздуха" и компенсирующие их нисходящие потоки. В результате метан эффективно перемешивается с окружающим углекислым газом (составляющим, напомним, более 95% атмосферы Марса). Так концентрация столь интересующего астрономов вещества падает до необнаружимых величин.
Однако у этой изящной модели есть недостаток, и авторы, как и положено в науке, сами на него указывают.
Гипотеза исследователей предполагает, что на всей Красной планете есть редчайшие "оазисы" выделения метана. Их суммарная площадь лишь в 1,5 раза больше, чем у одного только кратера Гейл. Иначе газа всё равно накапливалось бы достаточно много для обнаружения с орбиты. Альтернатива состоит в том, что на всём остальном Марсе метан выделяется куда менее интенсивно, чем в точке измерений "Кьюриосити".
"Либо Гейл даже более необычен, чем мы себе представляем, либо нам чего-то не хватает в [понимании] химии атмосферы", – резюмирует в материале ScienceNews первый автор исследования Джон Мурс (John Moores) из Университета Йорка в Канаде.
К слову, ранее "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) писали о ежедневных метеосводках с Марса и о том, что древний Марс был более влажным, чем Земля.
