Image Image Image Image Image Image Image Image Image Image

Новости астрономии и астрофизики — The Universe Times | 17.02.2018

Scroll to top

Top

Нет комментариев

Марсоход Curiosity обнаружил на Марсе метан

Марсоход Curiosity обнаружил на Марсе метан
shortstoryf

Специалисты NASA сообщили, что марсоход Curiosity обнаружил химический элемент метан в окружающей его атмосфере, а также другие органические молекулы в образцах пудры из твердой породы, взятых в местах бурения.

«На самом деле мы зафиксировали временное увеличение метана, резкое, а затем его концентрация падает. Это нам говорит о том, что где-то рядом должен существовать компактный его источник. Вообще мы определили множество возможных источников метана, как биологических, так и не биологических, например при взаимодействии воды и камней», — Сушил Атрея из Мичиганского университета.

В своих исследованиях ровер воспользовался одним из своих бортовых инструментов — SAM (Sample Analysis at Mars) — который по сути является целой лабораторией, который за 20 месяцев работы Curiosity на Марсе дюжину раз пытался «вдохнуть» атмосферные газы и обнаружить метан. Так, в течение двух месяцев, в конце 2013 и в начале 2014, были проведены четыре измерения состава атмосферы и была выявлена концентрация метана в семь частей на миллиард. До и после этого, при других исследованиях, концентрация метана была равна только одной десятой от самой большой.

Curiosity также обнаружил различные органические химические элементы в образцах порошка из пробуренных отверстий участка Cumberland. На сегодняшний день это первое действительно подтвержденное обнаружение органических элементов на поверхности Марса. Эти элементы могли как образоваться на самой планете, так и быть занесенными из космоса метеоритами. Органические молекулы, которые обычно содержат углерод и водород, в химии являются стандартными блоками для живых организмов но эти соединения могут существовать и без наличия жизни. Результаты анализа Curiosity этих образцов атмосферы и порошка не дают ответ на вопрос о том, жили ли когда-нибудь на Марсе микробы, но проливают свет на химически активный Марс и говорят о том, что в древности на планете могли быть благоприятные условия для их появления.

«Мы продолжим свою работу и попытаемся правильно понять, что означают эти результаты. Уже сейчас мы можем больше узнать об активности химических реакций, вызвавших такие колебания в концентрациях метана в атмосфере. Но сможем ли мы обнаружить эти образцы твердой породы, которые хранят в себе этот секрет?», — Джон Гротцингер, научный руководитель Curiosity в Калифорнийском технологическом институте.

  • Второе отверстие Curiosity

    Отверстие в образце Cumberland, в котором Curioisty обнаружил точно подтверждение наличия органических молекул. Бурение было проведено 19 мая 2013 года. Источник: NASA/JPL-Caltech/MSSS

  • Tunable Laser Spectrometer

    Измеряя поглощение света в определенных длинах волны, TLS измеряет концентрации метана, углекислого газа и водного пара в Марсианской атмосфере. Он включает в себя ячейку Эррио, в которой лазерный луч на специально настроенной длине волны отражается между зеркалами, чтобы пройти туда и обратно через образец газа. Всего лазер проходит через образец 81 раз, что соответствует расстоянию в 16.8 метров. Такое количество повторений необходимо для точного определения степени поглощения света в таком маленьком приборе. Источник: NASA/JPL-Caltech

  • Исследования метана

    Эта диаграмма показывает значительное увеличение концентрации метана вокруг ровера Curiosity. Анализ был выполнен различными приборами, в том числе и TLS на комплексе SAM. Показан промежуток времени с августа 2012 года по сентябрь 2014, которые маркированы на горизонтальной оси числом марсианский дней ровера с момента его приземления. Измерения TLS обозначены небольшими черными квадратами, каждый с вертикальным баром, обозначающий возможную ошибку измерений в тот день. График показывает 20-месячные наблюдения. Концентрация метана в образцах марсианской атмосферы повысилась до нескольких частей на миллиард за очень короткий отрезок времени. Источник: NASA/JPL-Caltech

  • Круговорот метана

    На этой иллюстрации показаны возможные способы, которыми метан мог бы попасть в атмосферу Марса или быть удаленным из нее. Curiosity обнаружил колебания в концентрации этого химического элемента, подразумевая, что этот круговорот метана продолжается до сих пор. Молекула метана состоит из одного атома углерода и четырех атомов водорода. Метан может быть произведен микробами, но и процессами, без участия живых организмов, таких как реакция между водой и пироксеном. Ультрафиолетовое излучение может вызвать реакции, которые образуют метан из других органических химикатов, произведенных биологическими или небиологическими процессами, такими как пыль кометы, падающая на Марс. Метан мог содержаться под поверхность Марса, в структурированных решетках гидратов метана, называемых клатратами. Таким образом, метан в сегодняшней атмосфере Марса мог быть образован в прошлом. Ветры, дующие на поверхности планеты могут быстро перенести метан из любого индивидуального источника, уменьшая его концентрацию. Удаляется из атмосферы посредством фотохимического эффекта. Источник: NASA/JPL-Caltech/SAM-GSFC/Univ. of Michigan

На самом деле исследователи провели за работой много месяцев, чтобы определить, были ли эти химические элементы действительно марсианскими. Лаборатория SAM ранее уже обнаруживала в нескольких образцах какое-то количество органических углеродистых соединений, которые, как оказалось в последствии, были доставлены на Марс вместе с ровером с Земли. Однако, проведенное многоплановое исследование показало, что метан и другие соединения действительно марсианские. Точная идентификация органических соединений, находящихся в твердой породе, осложнена присутствием перхлората в почве и камнях. Дело в том, что когда образцы нагреваются в SAM, перхлораты изменяют структуру органических соединений, таким образом, их идентификация остается сомнительной.

«Это первое точное подтверждения присутствия органического углерода в породе на Марсе дает нам много надежд. Эти соединения важны для нас, поскольку могут много сказать нам о химических процессах, посредством которых они были сформированы. С другой стороны, они несут информацию о различиях между Марсом и Землей, а так же данные о том, была ли в кратере Гейла особая окружающая среда, более или менее благоприятная для накопления органических материалов. Проблема теперь состоит в том, чтобы обнаружить другие образцы на Горе Эолида, у которых могли бы быть другие, более выраженные запасы органических соединений», — Роджер Саммонс, ученый, участник исследований.

Исследователи также сообщили, что, согласно данным от Curiosity, Марс потерял большую часть своей воды прежде, чем сформировались ископаемые в Cumberland более трех миллиардов лет назад, и продолжил терять большие ее количества после. SAM проанализировал изотопы водорода в молекулах воды, которые содержались в образцах твердой породы в течение миллиардов лет и были освобождены, когда прибор разогрел их. Оценка отношения более тяжелого водородного изотопа, дейтерия, к самому распространенному изотопу водорода даст ученым возможность сравнить различные стадии истории планеты. Отношение дейтерия к водороду изменялось по мере эволюции Марса, поскольку более легкий водород улетает из верхних слоев атмосферы Марса быстрее, чем дейтерий. Чтобы вернуться назад в то время и оценить, как это отношение изменилось в течение долгого времени, исследователи как раз и изучают отношение дейтерий-водород в текущем состоянии и в молекулах воды, содержащихся в твердой породе, относящейся к разному времени жизни Марса. Марсианские метеориты, найденные на Земле, также предоставляют некоторую информацию, но и здесь есть погрешности. Никакие известны марсианские метеориты даже близко не стоят по возрасту с тем камнем, который Curiosity изучил на Марсе. Согласно данным ровера, его исследовательский образец сформировался приблизительно от 3.9 до 4.6 миллиардов лет назад.

Отношение D/H, которое Curiosity получил в образце Cumberland, составляет примерно половину отношения в водяном паре в сегодняшней марсианской атмосфере. Это говорит о том, что была большая потеря воды в то время, когда сформировался образец. Но если брать во внимание тот факт, что на Марсе могло быть такое же отношение D/H, как и на Земле, то нынешний коэффициент в три раза выше земного. Это означает, что большая часть оригинального водного состава Марса была потеряна прежде, чем сформировались изучаемые образцы.

По информации NASA.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Оставьте комментарий

Добавить комментарий

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам:

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Лицензия Creative Commons «The Universe Times» Google