這張照片由美國宇航局好奇號火星探測器拍攝，圖中是火星蓋爾隕石坑的維拉魯賓脊。(圖片來源：NASA/噴氣推進實驗室-加州理工學院/MSSS)

　　火星甲烷之謎即將浮出水面。

　　自從2012年在紅色星球的蓋爾隕石坑內著陸以來，美國宇航局的“好奇號”探測器已經多次探測到甲烷——從基礎含量低于0.5/十億分之一(ppb)不明原因地激增到20ppb。

　　這些由“好奇號”在火星(SAM)化學實驗室的樣品分析中的可調激光光譜儀(TLS)儀器所測量的結果引發了天體生物學家濃厚的興趣，因為甲烷是一種象征生命跡象的氣體。畢竟，地球空氣中的絕大多數甲烷都是微生物產生的。

火星上的尋找生命之旅：照片時間軸

　　可是，這種氣體也可以通過非生物的方式產生——例如，通過熱水與某些類型的巖石的相互作用—— 因此，科學家們仍然不確定火星上的甲烷的來源。在他們對TLS數據的解釋中，還有一個額外的復雜性。并且在他們對TLS數據的解釋中也存在著額外的復雜性。

　　復雜之處在于歐洲航天局的微量氣體軌道器(TGO（歐洲-俄羅斯系外火星探測計劃的一部分）)沒有探測到大氣中不斷增多的甲烷。正如它的名字所示，TGO的設計是為了探測低豐度氣體，其中主要是甲烷。

　　“當微量氣體軌道飛行器在2016年出現時，我十分期待軌道飛行器團隊會報告說，火星上到處都有少量的甲烷，”在南加州的美國宇航局噴氣推進實驗室工作的TLS的首席科學家克里斯·韋伯斯特在一份聲明中說到。“但當歐洲團隊宣布沒有測量到到甲烷時，我完全驚呆了。”

　　2019年，由好奇號團隊成員——多倫多約克大學行星科學家約翰·E·摩爾領導的研究人員提出了一個可能的解釋。

　　由于TLS是一種耗電的儀器，“好奇號”在夜間探測器的大多數其他設備都處于休眠狀態時探測甲烷。. 但是TGO需要陽光來探測甲烷，因此它會在白天進行嗅探。摩爾和他的同事在2019年的研究中指出，也許這種差異是關鍵變量：也許甲烷在晚上從蓋爾隕石坑的地面滲出，達到“好奇號”能探測到的水平，但在白天被大氣混合稀釋，以至于TGO無法探測到。

　　好奇號小組想要檢驗這一猜想，于是在去年的一天里，他們第一次用TLS進行了高精度的日間測量。研究人員將這些觀察結果和夜間讀數比較，發現摩爾斯的猜想是正確的。“約翰預測甲烷在白天會下降到零，而我們的兩次日間測量也證實了，”位于馬里蘭州格林貝爾特的美國宇航局戈達德太空飛行中心的首席研究員保羅·馬哈菲在同一份聲明中說。”所以這是得到這種巨大差異的一個緣由。”

　　馬哈菲和他的團隊，包括摩爾斯，在一項新的研究中報告了他們的結果，該研究本周發表在《天文學與天體物理學》雜志上。

　　當然，還有更多的火星甲烷謎團亟待揭曉。首先就是起源的問題。 似乎有些東西可能正在比科學家所預測的更快地消滅火星大氣層中的甲烷。（平均而言，太陽輻射可以每三百年使火星大氣中的一個甲烷分子分裂。）

　　研究人員表明，如果甲烷從火星整個地表滲出，而不僅僅是從蓋爾隕石坑，即使經由大氣的稀釋，氣體仍會積累到TGO能探測到的水平。韋伯斯特說：“我們需要確定是否有一種比正常情況更快的破壞機制，以便解釋來自探測器和軌道飛行器的數據差異。”

　　相關知識

　　火星（拉丁語：Mars；天文符號：♂），古稱熒惑，是離太陽第四近的行星，也是太陽系中僅次于水星的第二小的行星，為太陽系里四顆類地行星之一。西方稱火星為瑪爾斯，是羅馬神話中的戰神，所以在英語中，火星是羅馬戰神的意思，通常被稱為“紅色星球”；古漢語中則因為它熒熒如火，位置、亮度時常變動讓人無法捉摸而稱之為熒惑?；鹦鞘翘栂档陌舜笮行侵械诙〉男行牵滟|量、體積僅比水星略大?；鹦堑闹睆郊s為地球的一半，自轉軸傾角、自轉周期則與地球相當，但繞太陽公轉周期是接近地球的兩倍[3]。在地球上，火星肉眼可見，亮度可達-2.91，只比金星、月球和太陽暗，但在大部分時間里比木星暗?；鹦蔷嚯x地球最近在5400萬公里（最遠達4億公里，探測器需飛行約7個月抵達火星）。

　　BY: Mike Wall

　　FY: Astronomical volunteer team

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