Hová tűnik a titokzatos marsi metán?

6726

A marsi metán a kutatók és nem kutatók fantáziáját egyaránt megmozgatta, a földi metán java részét ugyanis a legtöbb haszonállat emésztését segítő mikrobák állítják elő. A növények emésztési folyamata végén az állatok különböző módokon engedik ki a keletkező metángázt a levegőbe. Habár a Marson nincsenek se tehenek, se bárányok, vagy kecskék, a metán felfedezése mégis roppant izgalmas – talán azt sejtethetik, hogy mikrobák élnek, vagy éltek a bolygón. Az is előfordulhat viszont, hogy semmilyen biológiai forrása nincs, hanem különböző geológiai folyamatok hozzák létre.

Mielőtt azonban a metán forrását azonosítanánk, előbb meg kell birkózni egy másik égető kérdéssel: miért van az, hogy némelyik műszer észleli a metánt, míg mások nem? Például a NASA Curiosity rovere már többször is megfigyelte, az ESA ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) keringőegysége viszont sehol sem talált metánt a magasabb légkörben. Mikor a TGO 2016-ban működésbe lépett, arra számítottak, hogy mindenütt ki fog mutatni legalább egy kis mennyiségű metángázt.

A Curiosity TLS (Tunable Laser Spectrometer) spektrométerével átlagosan fél milliomodrész metánt mért a Gale-kráterben. Ez körülbelül olyan arány, mintha egy olimpiai úszómedence vizéhez egy csipet sót kevernénk. Ez a mennyiség azonban időnként akár 20 milliomodrészre is megnövekedhet, ezért is volt nagy meglepetés, mikor a TGO szonda nem mutatta ki a gázt.

Az európai keringőegység legfőbb célja kifejezetten a metán és más gázok kimérése a bolygó légkörében. Ugyanakkor, a Curiosity TLS műszere elképesztően pontos, többek között a Nemzetközi Űrállomáson is használni fogják esetleges tüzek legkorábbi detektálására, továbbá erőművekben, olajvezetékeknél, űrruhák oxigénszintjének mérésére és más hasonló feladatokra is bevetik.

A NASA Curiosity marsjárójának fényképe 2018. június 15-ről, küldetésének 2082-ik napján. (Forrás: NASA/JPL-Caltech/MSSS)

Felmerült, hogy a metángáz a Curiosity roverről származik, emiatt összefüggéseket kerestek a mérések és a marsjáró mozgatása, kőzetek összetörése, a kerék amortizálódása és számtalan funkció között. Minden egyes apró részletet megvizsgáltak, hogy megállapítsák a mérések pontosságát – azok pedig most már bizonyosan jók. Az erről készített tanulmányt az Astronomy & Astrophysics tudományos folyóiratban publikálták.

Mindeközben a Curiosity egy másik kutatója felvetette, hogy mi van akkor, ha a marsjárónak és a TGO-nak is igaza van? A Gale-kráterben előforduló szél mintázatait megfigyelve felvetették, hogy a metánmérésekben tapasztalt eltéréseket a rögzítés időpontja okozhatja. Mivel a TLS spektrométernek sok energiára van szüksége, főleg éjszaka működik, mikor a Curiosity más eszközei pihennek. A marsi légkör lenyugszik éjszakára, így a felszínből kiszivárgó metán felgyűlhet a marsjáró körül.

A TGO keringőegységnek viszont napfényre van szüksége ahhoz, hogy a felszín fölött körülbelül 5 km magasságban kiszúrja a metánt. A légkör viszont természetesen a napszak függvényében is változik. A Napból származó hő megkavarja, mivel a meleg levegő felszáll, a hideg pedig lesüllyed; így az éjszaka a felszín közelében összegyűlő metán aránya a légkörben elkeveredve annyira lecsökken, hogy már nem lesz kimérhető.

2017. március 19-i felvétel a Curiosity marsjáró kerekeinek állapotáról, aminek a metángáz méréseivel való korrelációját szintén sikerült kizárni. (Forrás: NASA/JPL-Caltech/MSSS)

Az elmélet ellenőrzéséhez elkészítették a Curiosity első nagy pontosságú nappali méréseit. A TLS egy teljes marsi napon át figyelte a metán mennyiségét, nappali és éjszakai méréseket is végezve. A kísérletek során a Curiosity SAM műszerével 2 órán keresztül szippantja be a marsi ,,levegőt”, folyamatosan kivonva belőle a légkör 95%-át alkotó szén-dioxidot. Az így visszamaradó, metánban gazdag mintát már lézere segítségével könnyedén vizsgálja a TLS spektrométer.

Az elmélet szerint a metán mennyiségének nappal gyakorlatilag nullára kell csökkenne, a Curiosity nappali mérései pedig ezt megerősítették, miközben az éjszakai eredmények tökéletesen passzolnak az eddigi mérésekbe. A kutatás így azt sugallja, hogy a metán koncentrációja a nap során megemelkedik, majd lecsökken a Gale-kráterben – arra viszont továbbra sincs magyarázat, hogy globális szinten hová lesz. A metán egy stabil molekula, aminek legalább 300 éven át meg kéne maradni a légkörben, mielőtt a Nap sugárzása lebontja. Ha a metán folyamatosan szivárog a Gale-kráterhez hasonló helyszínekről (ami feltételezhető, mivel a Gale-kráter geológiai szempontból nem tűnik egyedinek), akkor fel kellett volna már annyira halmozódnia a légkörben, hogy a TGO is ki tudja mérni. Valami tehát úgy tűnik, hogy 300 évnél gyorsabban tünteti el a metánt.

Ennek kiderítésére zajlanak a legújabb kísérletek, melyben roppant alacsony elektromos kisülésekkel tesztelik (amiket a marsi légköri por okozhat), hogy szét tudja-e bontani a metánt; esetleg a felszín közelében felgyűlő oxigén akadályozza-e meg, hogy eljusson a magasabb légköri rétegekbe. Ahhoz, hogy a marsjáró és a keringőegység méréseit teljesen meg tudjuk magyarázni, ki kell deríteni, mi bonthatja le a marsi metánt; így kerülünk egyre közelebb a titokzatos marsi metán kérdésének válaszához.

Forrás: NASA JPL

Hozzászólás

hozzászólás