من أين يأتي الميثان من المريخ؟ ليس الرياح

المريخ هو عالم صخري ، وقد افترض بعض العلماء أن تآكل الرياح يسبب صخور المريخ لإنتاج الميثان. لكن دراسة جديدة من جامعة نيوكاسل تدحض ذلك. الصورة عبر NASA / JPL-Caltech / Phys.org.

ما الذي ينتج الميثان على المريخ؟ هذا هو السؤال الذي يحاول العلماء الإجابة عنه لبعض الوقت الآن. هناك العديد من الاحتمالات ، الجيولوجية والبيولوجية ، لكن تضييقها كان يمثل تحديًا. يمكن أن يكون حقا علامة على ... الحياة ؟ الآن ، أظهرت دراسة جديدة أن واحداً من السيناريوهات الجيولوجية على الأقل أمر مستبعد للغاية: تآكل الرياح في الصخور.

نشر الباحثون في جامعة نيوكاسل في المملكة المتحدة النتائج التي استعرضها النظراء في التقارير العلمية في 3 يونيو 2019 ، وصدر بيان صحفي جديد في 12 أغسطس 2019. من المقال الملخص:

تم الكشف عن التغيرات الموسمية في مستويات خلفية الميثان وطفرات الميثان في الموقع على ارتفاع متر فوق سطح المريخ ، واكتشاف أعمدة الميثان الأكبر عن طريق الاستشعار عن بعد من الأرض ، ومع ذلك لم يتم شرح أصلها بشكل كافٍ. تشتمل مصادر الميثان المقترحة على الأشعة فوق البنفسجية للمواد العضوية المشتقة من النيازك ، والتفاعلات الحرارية المائية مع أوليفين ، والانهيار العضوي عن طريق تأثير النيزك ، أو الإطلاق من هيدرات الغاز ، أو الإنتاج البيولوجي ، أو إطلاق الميثان من شوائب السوائل في البازلت أثناء التآكل الإيولوجي. نحن هنا نحدد للمرة الأولى الأهمية المحتملة للتآكل الإيولوجي كآلية لإطلاق الميثان المحاصرين من داخل الصخور ، من خلال اقتران تقديرات تآكل الرياح السطحية في الوقت الحاضر مع محتويات الميثان لمجموعة متنوعة من النيازك المريخية والبازلتية الأرضية التماثلية والأرض التماثلية صخور رسوبية. نوضح أن تآكل البازلت في ظل معدلات المريخ الحالية للتآكل الإيولوجي من غير المرجح أن يؤدي إلى تغييرات يمكن اكتشافها في تركيزات الميثان في الغلاف الجوي. نظهر كذلك أنه على الرغم من أن هناك إمكانية أكبر لإنتاج الميثان من التآكل الإيولوجي لبعض الصخور الرسوبية ، لإنتاج حجم تركيزات الميثان التي تم تحليلها من قِبل فضول الفضول ، إلا أنه سيتعين عليها احتواء الميثان بتركيزات مماثلة كتلك المحجوزة اقتصاديًا للبيولوجي / الرواسب الحرارية على الأرض. لذلك نقترح أن التآكل الإيولي هو أصل غير مرجح للميثان المكتشف في الغلاف الجوي للمريخ ، وأن مصادر الميثان الأخرى مطلوبة.

تاريخ من قياسات الميثان الرئيسية على المريخ من عام 1999 إلى عام 2018. الصورة عبر وكالة الفضاء الأوروبية.

واحدة من النظريات الأكثر حداثة هي أن تآكل الرياح في الصخور يمكن أن ينتج الميثان المكتشف في الغلاف الجوي السفلي. لكن النتائج التي توصل إليها الفريق أظهرت أنه لن يكون قادرًا على إنتاج الميثان بكميات ملحوظة ، وفقًا لجون تيلينج ، عالم الكيمياء الجيولوجية في جامعة نيوكاسل:

الأسئلة هي: من أين يأتي هذا الميثان ، وهل المصدر بيولوجي؟ هذا سؤال كبير وللتوصل إلى إجابة نحتاج إلى استبعاد الكثير من العوامل الأخرى أولاً.

لقد أدركنا أن أحد المصادر المحتملة للميثان التي لم يطلع عليها الناس بالفعل بأي تفصيل من قبل هو تآكل الرياح ، حيث أطلقوا الغازات المحتجزة داخل الصخور. أظهرت الصور عالية الدقة من مدار على مدار العقد الماضي أن الرياح على المريخ يمكن أن تدفع معدلات محلية أعلى بكثير من حركة الرمال ، وبالتالي المعدلات المحتملة لتآكل الرمال ، مما كان معروفًا من قبل.

في الواقع ، في حالات قليلة ، يُقدّر أن معدل التآكل يمكن مقارنته بمعدلات الكثبان الرملية الباردة والقاحلة على الأرض.

باستخدام البيانات المتاحة ، قدّرنا معدلات التآكل على سطح المريخ ومدى أهمية ذلك في إطلاق الميثان.

ومع أخذ كل ذلك في الاعتبار ، وجدنا أنه من غير المرجح أن يكون المصدر.

الأمر المهم في هذا الأمر هو أنه يعزز الحجة القائلة بأن الميثان يجب أن يكون مصدره مصدر مختلف. سواء أكان ذلك أم لا ، فنحن لا نزال نعرف.

مفهوم الفنان ل ESA s Trace Gas Orbiter ، جزء من مهمة ExoMars ، تحليل أجواء المريخ. الصورة عبر ESA / ATG MediaLab.

أظهرت الملاحظات الصادرة عن كل من المركبة الفضائية المدارية وفضول كوريوسيتي ، فضلاً عن التلسكوبات على الأرض ، أن مستويات الميثان في الغلاف الجوي للمريخ تبدو موسمية ، وتبلغ ذروتها في الصيف وتتلاشى مرة أخرى في فصل الشتاء. فقط سبب عدم معرفة ذلك بعد ، ولكنه يشير إلى حدوث عملية منتظمة ، سواء كانت جيولوجية أو بيولوجية. من الغريب أن ESA's Trace Gas Orbiter (TGO) - لم تكتشف أي غاز الميثان حتى الآن ، رغم أن هذا هو أحد أهدافها الرئيسية. ولكن هذا قد يكون ببساطة بسبب موسمية الميثان ، أو لأن TGO تركز ملاحظاتها على المستويات العليا للغلاف الجوي ، ومعظم اكتشافات الميثان الأخرى كانت أقرب إلى الأرض.

يعتقد معظم العلماء الآن أن الميثان ينشأ من باطن الأرض ، وربما كجليد يذوب في الصيف ويطلق غاز الميثان ، أو ربما يكون مصدرًا بيولوجيًا يستجيب لدرجات الحرارة الأكثر دفئًا. حتى إذا كان الميثان مرتبطًا بالكولاتات ، فإن الأصل الفعلي منه يمكن أن يكون إما جيولوجيًا بيولوجيًا (الحياة القديمة). أو قد تنتج عن طريق المياه الجوفية الدافئة التي تتفاعل مع الزبرجد الزيتوني في الصخور. إذا كان الأمر كذلك ، فإن ذلك يشير إلى أنه لا يزال هناك بعض النشاط الجيولوجي المتبقي تحت سطح المريخ ، وأنه في حد ذاته يمكن أن يوفر بيئة ملائمة للكائنات الحية الدقيقة ، حتى لو لم ينتج الميثان بالفعل. قد لا تنتج الأسباب الأخرى ، مثل النيازك أو المذنبات ، ما يكفي من الغاز لمطابقة الملاحظات ، إما ، وفقًا للدراسات الحديثة.

في شهر أبريل الماضي ، أظهر تقرير جديد أنه تم اكتشاف ارتفاع كبير في مستويات الميثان في نفس الوقت - لأول مرة - من قِبل كل من Curiosity rover و Mars Express المداري في عام 2013. وفي شهر يونيو الماضي ، اكتشف Curiosity أكبر قياس له على الإطلاق. من الميثان حتى الآن. لماذا توجد هذه الذروة في انبعاثات الميثان ، فقط حتى يختفي الغاز فعليًا بعد ذلك؟ لا يزال هناك الكثير الذي لا نعرفه ، كما أشار إمال صافي ، باحث ما بعد الدكتوراه في جامعة نيوكاسل ، إلى:

ما زال سؤال مفتوح. ورقتنا ليست سوى جزء صغير من قصة أكبر بكثير.

في النهاية ، ما نحاول اكتشافه هو ما إذا كانت هناك إمكانية للحياة على كواكب أخرى غير كواكبنا ، إما العيش الآن أو ربما الحياة في الماضي التي يتم الحفاظ عليها الآن كحفريات أو توقيعات كيميائية.

رسم توضيحي يوضح العمليات التي يمكن أن تخلق وتدمير الميثان على المريخ. ينشأ الميثان على الأرجح من تحت السطح ويتم إطلاقه في الغلاف الجوي من خلال تشققات تحت سطح الأرض. الصورة عبر وكالة الفضاء الأوروبية.

إن فكرة أن غاز الميثان يمكن أن يأتي من الحياة فكرة مثيرة ، بالطبع ، لأن معظم الميثان على الأرض تنتجه كائنات حية. لكن التفسيرات غير البيولوجية تحتاج إلى التخلص منها أولاً. يُظهر البحث الذي أجرته جامعة نيوكاسل أن أحد التفسيرات الجيولوجية المحتملة للميثان على الأقل أمر غير مرجح ، لكن لا يزال هناك الكثير من العمل الذي يتعين على العلماء القيام به لتحديد ما ينتج عنه فقط.

خلاصة القول: يبدو أن هذه الدراسة الجديدة تقضي على أحد المصادر المحتملة لميثان المريخ: تآكل الرياح في الصخور على السطح. هذا يعزز احتمال أن ينشأ الميثان من تحت الأرض.

المصدر: تآكل الصخور الإيولية كآلية لإنتاج الميثان في جو المريخ

عبر جامعة نيوكاسل