為什么甲烷在火星上滲出？美國(guó)國(guó)家航空航天局科學(xué)家有新想法
來(lái)源：桑間濮上網(wǎng)
時(shí)間：2025-11-25 01:35:17
（神秘的甲烷家航地球uux.cn）據(jù)美國(guó)宇航局（Lonnie Shekhtman）：美國(guó)國(guó)家航空航天局“好奇號(hào)”火星車(chē)最令人驚訝的發(fā)現(xiàn)——蓋爾隕石坑表面正在滲出甲烷——讓科學(xué)家們撓頭。
地球上大部分甲烷是火星由生物產(chǎn)生的。但科學(xué)家們還沒(méi)有在火星上發(fā)現(xiàn)令人信服的上滲合肥外圍聯(lián)系方式vx《1662-044-1662》提供外圍女上門(mén)服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達(dá)現(xiàn)代或古代生命跡象，因此也沒(méi)想到會(huì)在那里發(fā)現(xiàn)甲烷。出美然而，國(guó)國(guó)“好奇號(hào)”上的空航科學(xué)便攜式化學(xué)實(shí)驗(yàn)室，即SAM，天局或火星樣本分析，新想一直在蓋爾隕石坑表面附近探測(cè)到氣體的甲烷家航痕跡，蓋爾隕石坑是火星迄今為止火星表面唯一探測(cè)到甲烷的地方。科學(xué)家們推測(cè)，上滲它可能的出美來(lái)源是涉及地下深處的水和巖石的地質(zhì)機(jī)制。
如果這就是國(guó)國(guó)合肥外圍聯(lián)系方式vx《1662-044-1662》提供外圍女上門(mén)服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達(dá)故事的全部，事情就會(huì)很容易。空航科學(xué)然而，天局SAM發(fā)現(xiàn)甲烷在蓋爾隕石坑中以意想不到的方式表現(xiàn)。它在晚上出現(xiàn)，在白天消失。它隨季節(jié)波動(dòng)，有時(shí)會(huì)飆升至比平時(shí)高40倍的水平。令人驚訝的是，甲烷也沒(méi)有在大氣中積累：歐空局（歐洲航天局）專(zhuān)門(mén)派往火星研究大氣中氣體的ExoMars微量氣體軌道飛行器沒(méi)有檢測(cè)到甲烷。
“這是一個(gè)有很多情節(jié)轉(zhuǎn)折的故事，”位于南加州的美國(guó)國(guó)家航空航天局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的好奇號(hào)項(xiàng)目科學(xué)家阿什溫·瓦薩瓦達(dá)說(shuō)，該實(shí)驗(yàn)室領(lǐng)導(dǎo)著好奇號(hào)的任務(wù)。
甲烷讓火星科學(xué)家忙于實(shí)驗(yàn)室工作和計(jì)算機(jī)建模項(xiàng)目，這些項(xiàng)目旨在解釋為什么這種氣體表現(xiàn)奇怪，并且只在蓋爾隕石坑中被檢測(cè)到。美國(guó)國(guó)家航空航天局的一個(gè)研究小組最近分享了一個(gè)有趣的建議。
該組織在3月份發(fā)表在《地球物理研究雜志：行星》上的一篇論文中提出，甲烷——無(wú)論是如何產(chǎn)生的——都可以被密封在火星風(fēng)化層中可能形成的固化鹽下，而風(fēng)化層是由破碎的巖石和灰塵制成的“土壤”。當(dāng)溫度在溫暖的季節(jié)或一天中的時(shí)間上升，削弱密封時(shí)，甲烷可能會(huì)滲出。
在馬里蘭州格林貝爾特NASA戈達(dá)德太空飛行中心的行星科學(xué)家Alexander Pavlov的領(lǐng)導(dǎo)下，研究人員提出，當(dāng)密封件在行駛在其上的小型SUV大小的火星車(chē)的壓力下破裂時(shí)，氣體也會(huì)噴出。巴甫洛夫說(shuō)，該團(tuán)隊(duì)的假設(shè)可能有助于解釋為什么只有在蓋爾隕石坑中檢測(cè)到甲烷，因?yàn)樯w爾隕石坑是火星上機(jī)器人在表面漫游和鉆探的兩個(gè)地方之一。（另一個(gè)是杰澤羅隕石坑，美國(guó)國(guó)家航空航天局的毅力號(hào)火星車(chē)正在那里工作，盡管該火星車(chē)沒(méi)有甲烷探測(cè)儀器。）
巴甫洛夫?qū)⑦@一假設(shè)的起源追溯到他在2017年領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)無(wú)關(guān)實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)涉及在充滿(mǎn)鹽的模擬火星永久凍土（凍土）中生長(zhǎng)微生物，就像大部分火星永久凍土一樣。
巴甫洛夫和他的同事測(cè)試了生活在地球上咸水湖和其他富鹽環(huán)境中的親鹵細(xì)菌是否能在火星上的類(lèi)似條件下茁壯成長(zhǎng)。
他說(shuō)，微生物生長(zhǎng)的結(jié)果被證明是不確定的，但研究人員注意到了一些意想不到的事情：當(dāng)咸冰升華時(shí)，表層土壤形成了鹽皮，從固體變成氣體，并留下了鹽。
火星和地球上的永久凍土
巴甫洛夫說(shuō)：“我們當(dāng)時(shí)沒(méi)有多想。”但他記得2019年的地殼，當(dāng)時(shí)SAM的可調(diào)諧激光光譜儀檢測(cè)到了一次無(wú)人能解釋的甲烷爆發(fā)。
巴甫洛夫說(shuō)：“就在那時(shí)，它在我的腦海中響起。”。就在那時(shí)，他和一個(gè)團(tuán)隊(duì)開(kāi)始測(cè)試可能形成和破裂硬化鹽封的條件。
巴甫洛夫的團(tuán)隊(duì)測(cè)試了五個(gè)永久凍土樣本，這些樣本中注入了一種名為高氯酸鹽的鹽，這種鹽在火星上廣泛存在。（今天蓋爾隕石坑中可能沒(méi)有永久凍土，但這些海豹可能早在蓋爾更冷、更冰的時(shí)候就形成了。）科學(xué)家們將每個(gè)樣本暴露在NASA戈達(dá)德的火星模擬室內(nèi)不同的溫度和空氣壓力下。
巴甫洛夫的團(tuán)隊(duì)定期在土壤樣本下方注入甲烷類(lèi)似物氖，并測(cè)量其下方和上方的氣體壓力。樣本下方的壓力越高，意味著氣體被捕獲。最終，在類(lèi)似火星的條件下，只在高氯酸鹽濃度為5%至10%的樣本中，海豹在3至13天內(nèi)形成。
這張照片是從火星模擬艙中取出的另一個(gè)模擬火星“土壤”樣本。表面用一層堅(jiān)硬的鹽皮封住。Alexander Pavlov和他的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，只有當(dāng)樣本的高氯酸鹽濃度為5%至10%時(shí)，樣本在類(lèi)似火星的條件下停留3至13天后，才會(huì)形成密封。樣品被金屬鎬刮傷的中央顏色較淺。淺色表示頂層下面的土壤更干燥，一旦樣品從模擬室中取出，土壤就會(huì)吸收空氣中的水分，變成棕色。圖像：uux.cn美國(guó)國(guó)家航空航天局/亞歷山大·帕夫洛夫
這比“好奇號(hào)”在蓋爾隕石坑測(cè)得的鹽濃度高得多。但那里的風(fēng)化層富含一種叫做硫酸鹽的不同類(lèi)型的鹽類(lèi)礦物，巴甫洛夫的團(tuán)隊(duì)接下來(lái)想測(cè)試這種礦物，看看它們是否也能形成海豹。
提高我們對(duì)火星上甲烷生成和破壞過(guò)程的理解是2022年美國(guó)國(guó)家航空航天局行星任務(wù)高級(jí)評(píng)審的一項(xiàng)關(guān)鍵建議，巴甫洛夫等理論工作對(duì)這項(xiàng)工作至關(guān)重要。然而，科學(xué)家們表示，他們還需要更一致的甲烷測(cè)量結(jié)果。
SAM一年只聞幾次甲烷，因?yàn)樗τ趶牡乇磴@探樣本并分析其化學(xué)成分。
“甲烷實(shí)驗(yàn)是資源密集型的，所以當(dāng)我們決定進(jìn)行這些實(shí)驗(yàn)時(shí)，我們必須非常有策略性，”Goddard的Charles Malespin說(shuō)，他是SAM的首席研究員。
然而，科學(xué)家們表示，例如，要測(cè)試甲烷水平多久飆升一次，就需要新一代的表面儀器來(lái)連續(xù)測(cè)量火星上許多地方的甲烷。
瓦薩瓦達(dá)說(shuō)：“甲烷的一些工作將不得不留給未來(lái)的地面航天器，他們將更加專(zhuān)注于回答這些具體問(wèn)題。”。
地球上大部分甲烷是火星由生物產(chǎn)生的。但科學(xué)家們還沒(méi)有在火星上發(fā)現(xiàn)令人信服的上滲合肥外圍聯(lián)系方式vx《1662-044-1662》提供外圍女上門(mén)服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達(dá)現(xiàn)代或古代生命跡象，因此也沒(méi)想到會(huì)在那里發(fā)現(xiàn)甲烷。出美然而，國(guó)國(guó)“好奇號(hào)”上的空航科學(xué)便攜式化學(xué)實(shí)驗(yàn)室，即SAM，天局或火星樣本分析，新想一直在蓋爾隕石坑表面附近探測(cè)到氣體的甲烷家航痕跡，蓋爾隕石坑是火星迄今為止火星表面唯一探測(cè)到甲烷的地方。科學(xué)家們推測(cè)，上滲它可能的出美來(lái)源是涉及地下深處的水和巖石的地質(zhì)機(jī)制。
如果這就是國(guó)國(guó)合肥外圍聯(lián)系方式vx《1662-044-1662》提供外圍女上門(mén)服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達(dá)故事的全部，事情就會(huì)很容易。空航科學(xué)然而，天局SAM發(fā)現(xiàn)甲烷在蓋爾隕石坑中以意想不到的方式表現(xiàn)。它在晚上出現(xiàn)，在白天消失。它隨季節(jié)波動(dòng)，有時(shí)會(huì)飆升至比平時(shí)高40倍的水平。令人驚訝的是，甲烷也沒(méi)有在大氣中積累：歐空局（歐洲航天局）專(zhuān)門(mén)派往火星研究大氣中氣體的ExoMars微量氣體軌道飛行器沒(méi)有檢測(cè)到甲烷。
“這是一個(gè)有很多情節(jié)轉(zhuǎn)折的故事，”位于南加州的美國(guó)國(guó)家航空航天局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的好奇號(hào)項(xiàng)目科學(xué)家阿什溫·瓦薩瓦達(dá)說(shuō)，該實(shí)驗(yàn)室領(lǐng)導(dǎo)著好奇號(hào)的任務(wù)。
甲烷讓火星科學(xué)家忙于實(shí)驗(yàn)室工作和計(jì)算機(jī)建模項(xiàng)目，這些項(xiàng)目旨在解釋為什么這種氣體表現(xiàn)奇怪，并且只在蓋爾隕石坑中被檢測(cè)到。美國(guó)國(guó)家航空航天局的一個(gè)研究小組最近分享了一個(gè)有趣的建議。
該組織在3月份發(fā)表在《地球物理研究雜志：行星》上的一篇論文中提出，甲烷——無(wú)論是如何產(chǎn)生的——都可以被密封在火星風(fēng)化層中可能形成的固化鹽下，而風(fēng)化層是由破碎的巖石和灰塵制成的“土壤”。當(dāng)溫度在溫暖的季節(jié)或一天中的時(shí)間上升，削弱密封時(shí)，甲烷可能會(huì)滲出。
在馬里蘭州格林貝爾特NASA戈達(dá)德太空飛行中心的行星科學(xué)家Alexander Pavlov的領(lǐng)導(dǎo)下，研究人員提出，當(dāng)密封件在行駛在其上的小型SUV大小的火星車(chē)的壓力下破裂時(shí)，氣體也會(huì)噴出。巴甫洛夫說(shuō)，該團(tuán)隊(duì)的假設(shè)可能有助于解釋為什么只有在蓋爾隕石坑中檢測(cè)到甲烷，因?yàn)樯w爾隕石坑是火星上機(jī)器人在表面漫游和鉆探的兩個(gè)地方之一。（另一個(gè)是杰澤羅隕石坑，美國(guó)國(guó)家航空航天局的毅力號(hào)火星車(chē)正在那里工作，盡管該火星車(chē)沒(méi)有甲烷探測(cè)儀器。）
巴甫洛夫?qū)⑦@一假設(shè)的起源追溯到他在2017年領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)無(wú)關(guān)實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)涉及在充滿(mǎn)鹽的模擬火星永久凍土（凍土）中生長(zhǎng)微生物，就像大部分火星永久凍土一樣。
巴甫洛夫和他的同事測(cè)試了生活在地球上咸水湖和其他富鹽環(huán)境中的親鹵細(xì)菌是否能在火星上的類(lèi)似條件下茁壯成長(zhǎng)。
他說(shuō)，微生物生長(zhǎng)的結(jié)果被證明是不確定的，但研究人員注意到了一些意想不到的事情：當(dāng)咸冰升華時(shí)，表層土壤形成了鹽皮，從固體變成氣體，并留下了鹽。
火星和地球上的永久凍土
巴甫洛夫說(shuō)：“我們當(dāng)時(shí)沒(méi)有多想。”但他記得2019年的地殼，當(dāng)時(shí)SAM的可調(diào)諧激光光譜儀檢測(cè)到了一次無(wú)人能解釋的甲烷爆發(fā)。
巴甫洛夫說(shuō)：“就在那時(shí)，它在我的腦海中響起。”。就在那時(shí)，他和一個(gè)團(tuán)隊(duì)開(kāi)始測(cè)試可能形成和破裂硬化鹽封的條件。
巴甫洛夫的團(tuán)隊(duì)測(cè)試了五個(gè)永久凍土樣本，這些樣本中注入了一種名為高氯酸鹽的鹽，這種鹽在火星上廣泛存在。（今天蓋爾隕石坑中可能沒(méi)有永久凍土，但這些海豹可能早在蓋爾更冷、更冰的時(shí)候就形成了。）科學(xué)家們將每個(gè)樣本暴露在NASA戈達(dá)德的火星模擬室內(nèi)不同的溫度和空氣壓力下。
巴甫洛夫的團(tuán)隊(duì)定期在土壤樣本下方注入甲烷類(lèi)似物氖，并測(cè)量其下方和上方的氣體壓力。樣本下方的壓力越高，意味著氣體被捕獲。最終，在類(lèi)似火星的條件下，只在高氯酸鹽濃度為5%至10%的樣本中，海豹在3至13天內(nèi)形成。
這張照片是從火星模擬艙中取出的另一個(gè)模擬火星“土壤”樣本。表面用一層堅(jiān)硬的鹽皮封住。Alexander Pavlov和他的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，只有當(dāng)樣本的高氯酸鹽濃度為5%至10%時(shí)，樣本在類(lèi)似火星的條件下停留3至13天后，才會(huì)形成密封。樣品被金屬鎬刮傷的中央顏色較淺。淺色表示頂層下面的土壤更干燥，一旦樣品從模擬室中取出，土壤就會(huì)吸收空氣中的水分，變成棕色。圖像：uux.cn美國(guó)國(guó)家航空航天局/亞歷山大·帕夫洛夫
這比“好奇號(hào)”在蓋爾隕石坑測(cè)得的鹽濃度高得多。但那里的風(fēng)化層富含一種叫做硫酸鹽的不同類(lèi)型的鹽類(lèi)礦物，巴甫洛夫的團(tuán)隊(duì)接下來(lái)想測(cè)試這種礦物，看看它們是否也能形成海豹。
提高我們對(duì)火星上甲烷生成和破壞過(guò)程的理解是2022年美國(guó)國(guó)家航空航天局行星任務(wù)高級(jí)評(píng)審的一項(xiàng)關(guān)鍵建議，巴甫洛夫等理論工作對(duì)這項(xiàng)工作至關(guān)重要。然而，科學(xué)家們表示，他們還需要更一致的甲烷測(cè)量結(jié)果。
SAM一年只聞幾次甲烷，因?yàn)樗τ趶牡乇磴@探樣本并分析其化學(xué)成分。
“甲烷實(shí)驗(yàn)是資源密集型的，所以當(dāng)我們決定進(jìn)行這些實(shí)驗(yàn)時(shí)，我們必須非常有策略性，”Goddard的Charles Malespin說(shuō)，他是SAM的首席研究員。
然而，科學(xué)家們表示，例如，要測(cè)試甲烷水平多久飆升一次，就需要新一代的表面儀器來(lái)連續(xù)測(cè)量火星上許多地方的甲烷。
瓦薩瓦達(dá)說(shuō)：“甲烷的一些工作將不得不留給未來(lái)的地面航天器，他們將更加專(zhuān)注于回答這些具體問(wèn)題。”。
