دانشمندان در لبه رمز و راز توضیح متان مریخ هستند!!
این عکس در تاریخ 19 مارس 2017 توسط دوربین Mars Hand Lens Imager روی بازوی مریخنورد کنجکاوی ناسا گرفته شده است. این تصویر به اعضای تیم ماموریت کمک کرد تا وضعیت شش چرخ کنجکاوی را بررسی کنند. اعتبار: NASA / JPL-Caltech / MSSS
چرا برخی از ابزارهای علمی گاز موجود در سیاره سرخ را تشخیص میدهند در حالی که برخی دیگر این کار را نمیکنند؟
گزارشهای کشف متان در مریخ دانشمندان و غیردانشمندان را مجذوب خود کرده است. در زمین، مقدار قابل توجهی متان توسط میکروبهایی تولید میشود که به دامها کمک میکند تا گیاهان را هضم کنند. این فرآیند هضم با بازدم دام یا دفع گاز در هوا پایان مییابد.
در حالی که در مریخ گاو، گوسفند و بز وجود ندارد، یافتن متان در آنجا هیجانانگیز است زیرا ممکن است بیانگر این باشد که میکروبها در سیاره سرخ زندگی میکردند یا میکنند. متان هیچ ارتباطی با میکروبها یا هر منبع زیستی دیگری ندارد. فرآیندهای زمینشناسی که شامل تعالمل سنگ، آب و گرما هستند نیز میتوانند آن را تولید کنند.
قبل از شناسایی منابع متان در مریخ، دانشمندان باید سوالی را حل کنند که به آن برخوردهاند: چرا برخی از ابزارها گاز را تشخیص میدهند در حالی که برخی دیگر این گاز را تشخیص نمیدهند؟ مریخنورد کنجکاوی ناسا، به عنوان مثال، بارها و بارها متان را درست در بالای سطح دهانه گیل کشف کرده است. اما مدارگرد گاز ردیابی ESA (آژانس فضایی اروپا) اگزومارس هیچ متانی را بالاتر از جو مریخ کشف نکرده است.
کریس وبستر، سرپرست دستگاه طیفسنج لیزری قابل تنظیم (TLS) در تجزیه و تحلیل در آزمایشگاه شیمی مریخ (SAM) روی مریخ نورد کنجکاوی گفت: “وقتی مدارگرد ردیابی گاز در سال 2016 وارد مریخ شد، من کاملا انتظار داشتم که تیم مدارگرد گزارش دهد که مقدار کمی متان در همه جای آن وجود دارد.”
وبستر که در آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا در کالیفرنیای جنوبی مستقر است گفت: “اما وقتی تیم اروپایی اعلام کرد که هیچ متانی نمیبیند، من قطعاً شوکه شدم.”
مدارگرد اروپا به عنوان استاندارد اندازهگیری متان و سایر گازها در کل کره زمین طراحی شده است. در عین حال، TLS کنجکاوی بسیار دقیق است ، برای تشخیص هشدار سریع آتش در ایستگاه فضایی بینالمللی و ردیابی سطح اکسیژن در لباس فضانوردان استفاده میشود. همچنین این ابزار برای استفاده در نیروگاهها، خطوط لوله انتقال نفت و هواپیماهای جنگنده که خلبانان میتوانند سطح اکسیژن و دیاکسیدکربن را در ماسک صورت خود کنترل کنند، مجوز گرفته است.
با این وجود، یافتههای مدارگرد اروپایی وبستر و تیم SAM را به فعالیت واداشته و بلافاصله برای بررسی دقیق اندازهگیری TLS در مریخ تصمیم گرفتند.
مریخنورد کنجکاوی ناسا این ابرهای متحرک را در 7 می 2019، 2400مین روز مریخی یا مأموریت را سپری کرد. کنجکاوی برای گرفتن عکس از دوربینهای ناوبری سیاه و سفید خود استفاده کرده است. اعتبار: NASA / JPL-Caltech
برخی از کارشناسان اظهار داشتند که مریخنورد خود در حال آزاد کردن گاز است
وبستر و تیم وی نتایج خود را امروز در مجله Astronomy & Astrophysics گزارش دادند.
در حالی که تیم SAM برای تأیید تشخیص متان کار میکرد، یکی دیگر از اعضای تیم علمی کنجکاوی، دانشمند سیارهای جان ای مورس از دانشگاه یورک در تورنتو، پیشبینی جذاب در سال 2019 را منتشر کرد. ““اگر کنجکاوی و مدارگرد ردیاب گازی هر دو حق باشند، چه؟”
مورس، و همچنین سایر اعضای تیم کنجکاوی در حال مطالعه الگوهای باد در دهانه گیل، این فرضیه را مطرح کردند که اختلاف بین اندازهگیری های متان به زمان روز اندازهگیری آنها کاهش مییابد. از آنجا که به انرژی زیادی احتیاج دارد، TLS بیشتر در شب کار میکند و هیچ ابزار دیگری کار نمیکند. مورس خاطرنشان كرد: جو مریخ در شب آرام است، بنابراین متان كه از زمین تراوش میكند در نزدیكی سطحی جمع میشود كه كنجكاوی میتواند آن را تشخیص دهد.
از طرف دیگر، مدارگرد شناسایی گاز برای مشخص کردن متان در حدود 3 مایل یا 5 کیلومتری سطح، به نور خورشید نیاز دارد. مورس گفت: “هر جو نزدیک سطح یک سیاره در طول روز یک چرخه را طی میکند.” با افزایش هوای گرم و از بین رفتن هوای خنک، گرما از خورشید باعث ریزش جو میشود. بنابراین، متانی که در شب در نزدیکی سطح محدود میشود، در روز با جو وسیعتری مخلوط میشود، که آن را به سطوح غیرقابل شناسایی رقیق میکند. مورس گفت: “بنابراین من فهمیدم كه هیچ ابزاری، به خصوص یك مدارگرد، چیزی را نمیبیند.”
بلافاصله، تیم کنجکاوی تصمیم گرفتند پیشبینی مورس را با جمعآوری اولین اندازهگیریهای روز با دقت بالا آزمایش کنند. TLS متان را در طی یک روز مریخی به طور متوالی اندازهگیری میکند، یک اندازهگیری شبانه را با دو اندازه گیری در روز انجام میدهد. این یک نمونه متمرکز از متان باقی مانده است که TLS به راحتی میتواند با عبور یک پرتوی لیزر مادونقرمز از آن چند بار اندازهگیری کند، نمونهای که برای استفاده از یک طول موج دقیق نور جذب شده توسط متان تنظیم شده است.
پاول مهافی، محقق اصلی SAM، که در مرکز پرواز فضایی گودارد ناسا در گرینبلت، مریلند مستقر است، گفت: “جان پیشبینی کرد که متان باید در طول روز به طور موثر به صفر برسد و دو اندازهگیری روز ما این را تأیید کرد.” اندازهگیری شبانه TLS کاملاً در حد متوسطی است که تیم قبلاً تجربه کرده بود. مهافی گفت: “بنابراین این امر یکی از روشهای فهمیدن این اختلاف بزرگ است.”
در حالی که این مطالعه نشان میدهد غلظت متان در طول روز در سطح دهانه گیل بالا و پایین میرود، دانشمندان هنوز نتوانستهاند معمای جهانی متان را در مریخ حل کنند. متان یک مولکول پایدار است که انتظار میرود حدود 300 سال در مریخ دوام داشته باشد تا اینکه در اثر تابش خورشید از هم بپاشد. اگر به طور مداوم از همه دهانههای مشابه متان در حال تراوش است، احتمالاً دانشمندان گمان میكنند كه به نظر نمیرسد كه گیل از نظر زمینشناسی بینظیر باشد، باید مقدار كافی از آن در جو جمع شده باشد تا مدارگرد شناسایی گاز بتواند آن را تشخیص دهد. دانشمندان گمان میکنند که چیزی در کمتر از 300 سال باعث تخریب متان میشود.
آزمایشاتی در حال انجام است که آیا تخلیه الکتریکی بسیار کم سطح ناشی از گرد و غبار در جو مریخ میتواند باعث از بین رفتن متان شود یا اینکه اکسیژن فراوان در سطح مریخ قبل از رسیدن به اتمسفر فوقانی، متان را سریعا از بین میبرد.
وبستر گفت: “ما باید تعیین کنیم که آیا مکانیزم تخریب سریعتر از حالت عادی وجود دارد تا مجموعه دادهها از مریخنورد و مدارگرد سازگار شود.”
ترجمه: سارا سیدحاتمی
منبع:
First you see it, then you don’t: scientists closer to explaining Mars methane mystery
by Lonnie Shekhtman, Jet Propulsion Laboratory
https://phys.org/news/2021-06-dont-scientists-closer-mars-methane.html