Image Image Image Image Image Image Image Image Image Image

Новости астрономии и астрофизики — The Universe Times | 20.08.2017

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.

Оставьте комментарий

Добавить комментарий

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