آیا متان مریخ از بین رفته است؟

رمز و راز متان مریخ گیج کننده است. چرا TGO هنوز متان پیدا نکرده است، در حالی که در سایر مأموریت‌ها و مشاهدات قبلی وجود دارد؟ تنها مشاهدات بیشتر به پاسخ به این سوال کمک می‌کند. برای تأیید این امر که متان از خود مریخ حاصل می‌شود – احتمالا به صورت زیرزمینی – شواهدی وجود دارد که مریخ هنوز زنده است (یا از لحاظ زمین‌شناسی یا زیست‌شناختی یا هر دو).

نتایج اولیه از مأموریت مدارگرد ردیاب گاز اگزومارس در مریخ منتشر شد و – تعجب‌آور این بود که – هیچ متانی در اتمسفر آن وجود نداشت. متان در مریخ چندین بار پیش از آن مشاهده شده است، کجاست؟

تصویر هنری از مدارگرد ردیاب گاز اگزومارس (TGO) تا کنون، این مدارگرد متانی در فضای مریخ پیدا نکرده است، که برای دانشمندان گیج کننده است. تصویر از TG MediaLab/ESA.

یکی از اسرار مریخ کشف متان در اتمسفرش است. این امر هیجان انگیز است، زیرا متان بر روی زمین از دو منبع اولیه – زیست‌شناسی و زمین‌شناسی پدید می‌آید. متان مریخ توسط تلسکوپهای روی زمین، فضاپیماهای مدارگرد و مریخ‌نوردها شناسایی شده است. به خوبی ثابت شده است که متان وجود دارد؛ سوال بزرگ این است که از کجا آمده است؟ اما در حال حاضر یک شکاف جدید در داده وجود دارد. مشاهدات اخیر توسط مدارگرد ردیاب گاز اگزومارس، آژانس فضایی اروپا، حضور متان را نشان نداده است، هرچند که ابزارهای آن به مقادیر بسیار کمی نسبت به هر وسیله‌ای که قبلا استفاده شده است، حساس هستند. نتایج جدید در روز 12 دسامبر 2018 در ساینس منتشر شد. آنها همچنین این تحقیق را در نشست اتحادیه ژئوفیزیک آمریکا در واشنگتن دی سی به رسمیت شناخته شدند.

این یافته‌ها باعث یک سوال غیرمنتظره شده است – آیا متان مریخ از بین رفته است؟

 TGO یکی از دو جزء ماموریت اگزومارس است (دیگری یک ماژول فرود بود که روی سطح مریخ فرود آمد. TGO در اوایل سال جاری به دنبال یافتن اتم‌های متان بود. پس از آن که فضاپیما به مدار 250 مایلی (400 کیلومتری) بالاتر از سطح مریخ در آوریل 2018 رسید، دو طیف سنج کلیدی استفاده  شد – یک ابزار بلژیکی به نام NOMAD و یک ابزار روسی به نامACS. آنها بهتر از سایر ابزارهای مورد استفاده تا کنون قادر به تشخیص متان در مقادیر بسیار کم هستند. دانشمندان مطمئن بودند که مقداری متان خواهند یافت، اما زمانی که آنها داده‌های ارسال شده را تجزیه و تحلیل کردند، آنها هیچ چیز را نمی‌دیدند.

 این نتایج اولیه هیچ متانی به سطح بسیار دقیق 50 قسمت در هر تریلیون نشان نمی‌دهد.

نمودار نشان‌دهنده منابع ممکن متان (آزاد شده در اتمسفر) و از بین رفته در اتسمفر. تصویر از NASA/JPL-Caltech/SAM-GSFC/University of Michigan.

Ann Carine Vandaele، محقق اصلی NOMAD و دانشمند سیاره‌ای در موسسه آرژانتین سلطنتی بلژیک در فضایی Aeronomy در بروکسل گفت که هنوز هم تمایزی با داده‌ها وجود دارد، و افزود:

اما ما قبلا می‌دانستیم که نمی‌توانیم متان را مشاهده کنیم.

پس چه اتفاقی می‌افتد؟ نتایج به نظر می‌رسد قطعا ناامید کننده باشد، اما چند چیز وجود دارد که باید به خاطر داشته باشید.

مریخ‌نورد کنجکاوی مقدار کمی از متان را در موارد متعدد شناسایی کرده است. علاوه بر این، این داده‌ها نشان می‌دهد که متان در آن منطقه بسته به چرخه فصلی متان دارد، تابستان گذشته و در فصل زمستان کاهش می‌یابد. کنجکاوی یک سنسور متان را از هفت قسمت در میلیارد (ppb) تشخیص داد که چند ماه طول کشید تا آن را بیابد. در سال 2004، مدارگرد مریخ اکسپرس متانی به مقدار 10 ppb را مشاهده کرد.

همانطور که کریس وبستر، دانشمند سیاره‌ای در آزمایشگاه پیشرانش جت که مؤلف ابزار سنجش متان در کنجکاوی است، خاطر نشان کرد، تیمش شش ماه برای شناسایی اولین سنسور متان و سال‌ها برای پیدا کردن چرخه متان فصلی صرف کرده است. او خوش‌بین است و می‌گوید:

من اطمینان دارم که در طول زمان بین دو مجموعه داده همگامی وجود خواهد داشت.

کنجکاوی در تپه‌های شنی چندین بار تا حال حاضر – مقادیر کمی متان را که به صورت فصلی متغیر هستند شناسایی کرده است. تصویر از  NASA / JPL-Caltech / MSSS.

نمودار نشان دهنده چرخه فصلی متان توسط کنجکاوی در دهانه گیل مشخص شده است. تصویر از NASA / JPL-Caltech.

کنجکاوی در واقع تغییرات فصلی زیادی را در مقدار متان مشاهده کرد. همانطور که توسط وبستر ذکر شده است:

چیزی که در اینجا بسیار تکان دهنده است این تفاوت‌های بزرگ است. ما تلاش می‌کنیم تصور کنیم چگونه می‌توانیم این تنوع فصلی را ایجاد کنیم.

پایین‌ترین سطح پس زمینه متان که کنجکاوی پیدا کرد، 0.4 ppb بود. بالاترین سطح متان که تا کنون شناسایی شده توسط مایک موما، دانشمند سیاره‌ای در مرکز پرواز فضایی گودارد و همکارانش در سال 2009 بود. آنها با استفاده از تلسکوپ مادون قرمز تلسکوپ ناسا و تلسکوپ‌های دوقلو در W.M. رصدخانه کک در هاوایی به این نتایج دست یافتند.

یکی دیگر از نتایج مثبت ممکن، در این مورد وجود دارد. به نظر می‌رسد عدم وجود متان در حال حاضر به این معنی است که نشان می‌دهد که متان از فضا به این سیاره نیامده است، مثلا از  دنباله‌دار که این یکی از منابع احتمالی متان بود که در اوایل در نظر گرفته شده بود.

این نیز با یافته‌های کنجکاوی مطابقت دارد که متان فصلی است و احتمالا ناشی از منابع زیرزمینی است. به گفته وبستر:

متان از بالا نمی‌آید این یک نتیجه بزرگ است.

سطح متان در نیمکره شمالی مریخ که توسط طیف‌سنج‌ها بر روی تلسکوپ هاوایی در سال 2012 دیده شد. تصویر از  ناسا.

دانشمندان همچنین معتقدند که متان می‌تواند از کربن آلی تشکیل شده باشد که با گرد و غبار وارد اتمسفر شود، که با تابش خورشید واکنش نشان می‌دهد. پس کجاست؟

مظنون به این است که دره گیل احتمالا تنها یکی از مکان‌های بسیاری است که متان در آن به سطح می‌رسد. اما حتی اگر هزاران مورد دیگر نیز وجود داشته باشد، کل مقدار تولید متان هنوز هم کم است. به گفته سوشیل آتریا، دانشمند سیاره‌ای در دانشگاه میشیگان و عضو گروه علمی کنجکاوی:

من واقعا محاسبه کردم. به نظر می‌رسد درصد متان بسیار، بسیار کم و غیر قابل شناسایی باشد.

ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

Has Mars’ methane gone missing?

By Paul Scott Anderson in SPACE | January 2, 2019

https://earthsky.org/space/esa-exomars-trace-gas-orbiter-missing-methane