Trên trái đất, khí metan thường liên quan đến sự sống của vi sinh vật. Các nhà khoa học cũng tìm thấy khí mêtan trong bầu khí quyển Mars Mars. Nó có thể liên quan đến cuộc sống? Chúng tôi vẫn không biết, nhưng một nghiên cứu mới cho thấy xói mòn gió có thể không phải là nguyên nhân.
Sao Hỏa là một thế giới đá, và một số nhà khoa học đã đưa ra giả thuyết rằng sự xói mòn do gió khiến đá sao Hỏa tạo ra khí mê-tan. Nhưng một nghiên cứu mới từ Đại học Newcastle bác bỏ điều đó. Hình ảnh qua NASA / JPL-Caltech / Phys.org.
Sản xuất khí mêtan trên sao Hỏa là gì? Đó là một câu hỏi mà các nhà khoa học đã cố gắng trả lời từ khá lâu rồi. Có nhiều khả năng khác nhau, cả về địa chất và sinh học, nhưng thu hẹp chúng lại là một thách thức. Nó thực sự có thể là một dấu hiệu của đào đời sống? Bây giờ, một nghiên cứu mới đã chỉ ra rằng ít nhất một trong những kịch bản địa chất là rất khó xảy ra: gió xói mòn đá.
Các nhà nghiên cứu tại Đại học Newcastle ở Hoa Kỳ đã công bố kết quả đánh giá ngang hàng của họ trong Báo cáo khoa học vào ngày 3 tháng 6 năm 2019 và một thông cáo báo chí mới được phát hành vào ngày 12 tháng 8 năm 2019. Từ bài viết tóm tắt:
Sự thay đổi theo mùa ở mức độ nền mêtan và gai mêtan đã được phát hiện tại chỗ cách mặt đất một mét trên bề mặt martian và các luồng khí mêtan lớn hơn được phát hiện qua viễn thám trên mặt đất, tuy nhiên nguồn gốc của chúng vẫn chưa được giải thích thỏa đáng. Các nguồn khí mêtan được đề xuất bao gồm chiếu tia UV của các chất hữu cơ có nguồn gốc từ thiên thạch, phản ứng thủy nhiệt với olivin, phân hủy hữu cơ thông qua tác động của thiên thạch, giải phóng từ hydrat khí, sản xuất sinh học hoặc giải phóng khí mêtan từ chất lỏng bazan trong quá trình xói mòn. Ở đây, lần đầu tiên chúng tôi định lượng tầm quan trọng tiềm tàng của mài mòn ae yếu như là một cơ chế giải phóng khí mê-tan bị mắc kẹt từ trong đá, bằng cách kết hợp các ước tính của mài mòn gió bề mặt ngày nay với hàm lượng mêtan của nhiều loại thiên thạch martian, bazan trên mặt đất tương tự và trên mặt đất tương tự đá trầm tích. Chúng tôi chứng minh rằng sự mài mòn bazan dưới tốc độ xói mòn sao Hỏa ngày nay rất khó tạo ra những thay đổi có thể phát hiện được về nồng độ metan trong khí quyển. Chúng tôi tiếp tục chỉ ra rằng, mặc dù có tiềm năng lớn hơn trong việc sản xuất mêtan từ sự mài mòn aeilian của một số loại đá trầm tích nhất định, để tạo ra cường độ của nồng độ metan được phân tích bởi người đi đường Curiosity, chúng sẽ phải chứa khí mêtan ở nồng độ tương tự như dự trữ kinh tế của sinh học / tiền gửi sinh nhiệt trên trái đất. Do đó, chúng tôi đề xuất rằng sự mài mòn aeilian là nguồn gốc không thể phát hiện được của khí mêtan được phát hiện trong bầu khí quyển và các nguồn khí mêtan khác là bắt buộc.
Lịch sử các phép đo mêtan chính trên Sao Hỏa từ năm 1999 đến 2018. Hình ảnh qua ESA.
Một trong những giả thuyết gần đây là sự xói mòn gió của đá có thể tạo ra khí mê-tan được phát hiện trong bầu khí quyển thấp hơn. Nhưng những phát hiện của nhóm nghiên cứu cho thấy họ sẽ có thể tạo ra khí mê-tan với số lượng quan sát được, theo Jon Telling, nhà địa lý học tại Đại học Newcastle:
Các câu hỏi là - khí mêtan này đến từ đâu, và là nguồn sinh học? Đó là một câu hỏi lớn và để đi đến câu trả lời, trước tiên chúng ta cần loại bỏ nhiều yếu tố khác.
Chúng tôi nhận ra một nguồn khí mêtan tiềm năng mà mọi người đã thực sự nhìn vào bất kỳ chi tiết nào trước đây là xói mòn gió, giải phóng khí bị mắc kẹt trong đá. Hình ảnh có độ phân giải cao từ quỹ đạo trong thập kỷ qua đã chỉ ra rằng gió trên Sao Hỏa có thể khiến tốc độ di chuyển của cát cao hơn nhiều, và do đó có khả năng xói mòn cát, so với trước đây được công nhận.
Trên thực tế, trong một vài trường hợp, tốc độ xói mòn được ước tính là tương đương với các cánh đồng cồn cát lạnh và khô cằn trên Trái đất.
Sử dụng dữ liệu có sẵn, chúng tôi ước tính tốc độ xói mòn trên bề mặt Sao Hỏa và tầm quan trọng của việc giải phóng khí mê-tan.
Và tính đến tất cả những điều đó, chúng tôi thấy rằng nó rất khó có thể là nguồn.
Điều quan trọng của điều này là nó củng cố lập luận rằng khí mêtan phải đến từ một nguồn khác. Dù sinh học đó có hay không, chúng tôi vẫn không biết.
Nghệ sĩ Concept khái niệm về ESA Lướt Trace Gas Orbiter, một phần của nhiệm vụ ExoMars, phân tích bầu khí quyển sao Hỏa. Hình ảnh qua ESA / ATG MediaLab.
Các quan sát từ cả tàu vũ trụ quay quanh và tàu thám hiểm Curiosity, cũng như kính viễn vọng trên Trái đất, đã chỉ ra rằng mức độ khí mê-tan trong bầu khí quyển sao Hỏa dường như là theo mùa, đạt đỉnh vào mùa hè và mờ dần vào mùa đông. Tại sao điều đó chưa được biết đến, nhưng nó chỉ ra một quá trình thường xuyên đang diễn ra, cho dù là địa chất hay sinh học. Thật kỳ lạ, ESA Lướt Trace Gas Orbiter (TGO) đã không phát hiện ra bất kỳ khí mêtan nào, mặc dù đó là một trong những mục tiêu chính của nó. Nhưng điều đó có thể đơn giản là do tính thời vụ của khí mê-tan, hoặc do TGO tập trung quan sát vào các tầng trên của khí quyển, và hầu hết các phát hiện khí mê-tan khác đã ở gần mặt đất hơn.
Hầu hết các nhà khoa học hiện nay nghĩ rằng khí mê-tan bắt nguồn từ dưới lòng đất, có lẽ là băng đóng băng vào mùa hè và giải phóng khí mê-tan, hoặc có thể là nguồn sinh học phản ứng với nhiệt độ ấm hơn. Ngay cả khi khí mê-tan bị ràng buộc trong clathrat, nguồn gốc thực sự của nó vẫn có thể là địa chất của sinh học (cuộc sống cổ đại). Hoặc nó có thể được tạo ra bởi nước ngầm ấm tương tác với olivin trong đá. Nếu vậy, điều đó sẽ chỉ ra rằng vẫn còn một số hoạt động địa chất còn sót lại bên dưới bề mặt Sao Hỏa, và chính nó có thể cung cấp một môi trường có thể ở được cho các vi sinh vật, ngay cả khi chúng thực sự tạo ra khí mê-tan. Theo các nghiên cứu gần đây, các nguyên nhân khác, chẳng hạn như thiên thạch hoặc sao chổi, có lẽ sẽ tạo ra đủ lượng khí để phù hợp với các quan sát.
Tháng 4 năm ngoái, một báo cáo mới cho thấy sự tăng đột biến của nồng độ metan đã được phát hiện cùng một lúc - lần đầu tiên - bởi cả người đi lang thang Curiosity và Mars Express quay trở lại vào năm 2013. Và tháng 6 năm ngoái, Curiosity đã phát hiện ra phép đo lớn nhất từ trước đến nay của mêtan cho đến nay. Tại sao có những đỉnh phát thải metan này, chỉ để khí gần như biến mất sau đó? Vẫn còn rất nhiều điều chúng tôi không biết, như Emmal Safi, một nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại Đại học Newcastle, đã chỉ ra:
Nó vẫn là một câu hỏi mở. Bài viết của chúng tôi chỉ là một phần nhỏ của một câu chuyện lớn hơn nhiều.
Cuối cùng, những gì chúng ta đang cố gắng khám phá là nếu có khả năng sự sống tồn tại trên các hành tinh khác ngoài chính chúng ta, hiện đang sống hoặc có thể là sự sống trong quá khứ hiện được bảo tồn dưới dạng hóa thạch hoặc chữ ký hóa học.
Minh họa mô tả những gì quá trình có thể tạo ra và phá hủy khí mê-tan trên sao Hỏa. Khí mêtan rất có thể bắt nguồn từ bên dưới bề mặt và được giải phóng vào khí quyển thông qua các vết nứt dưới bề mặt. Hình ảnh qua ESA.
Tất nhiên, ý tưởng cho rằng Marsane methane có thể xuất phát từ cuộc sống là một điều thú vị, dĩ nhiên, vì phần lớn khí mê-tan trên Trái đất được tạo ra bởi các sinh vật sống. Nhưng những giải thích phi sinh học sẽ cần phải được loại bỏ trước tiên. Nghiên cứu từ Đại học Newcastle cho thấy ít nhất một trong những giải thích về địa chất có thể xảy ra đối với mêtan là không thể, nhưng vẫn còn rất nhiều công việc để các nhà khoa học làm để xác định chính xác những gì Là sản xuất nó.
Điểm mấu chốt: Nghiên cứu mới này dường như sẽ loại bỏ một nguồn khí mê-tan Mars Mars: xói mòn gió trên đá trên bề mặt. Điều này củng cố khả năng khí mêtan bắt nguồn từ dưới lòng đất.