Der europäische Mars Express-Orbiter hat dieses Bild eines halb beleuchteten Roten Planeten im Dezember 2012 aufgenommen.
(Bild: © ESA)
Wir sind vielleicht einen Schritt näher dran, das Methan-Rätsel des Mars zu lösen.
Die Curiosity Rover-Mission der NASA hat kürzlich festgestellt, dass Methan in der Marsatmosphäre im Hintergrund vorhanden ist saisonal radeln, Höhepunkt im nördlichen Sommer. Der sechsrädrige Roboter hat ebenfalls erkannt zwei Wellen Bisheriges Gas im 154 Kilometer breiten Gale Crater des Roten Planeten - einmal im Juni 2013 und dann Ende 2013 bis Anfang 2014.
Diese Funde haben Astrobiologen fasziniert, weil Methan ein mögliche Biosignatur. Obwohl das Gas durch eine Vielzahl von geologischen Prozessen erzeugt werden kann, wird der überwiegende Teil des Methans in der Luft der Erde von Mikroben und anderen Lebewesen abgepumpt.
Einige Antworten könnten bald in Sicht sein, da die Erkennung im Juni 2013 gerade bestätigt wurde. Europas Mars Express Orbiter Eine neue Studie berichtet, dass die Spitze auch von der Stange dieses Raumschiffs hoch über dem Roten Planeten aus festgestellt wurde.
"Während frühere Beobachtungen, einschließlich der von Curiosity, diskutiert wurden, erhöht diese erste unabhängige Bestätigung einer Methanspitze das Vertrauen in die Entdeckungen", sagte der Studienleiter Marco Giuranna vom Istituto Nazionale di Astrofisica in Rom.
Und das ist nicht alles. Giuranna und sein Team haben die wahrscheinliche Quelle der Wolke vom Juni 2013 auch auf eine geologisch komplexe Region etwa 500 Kilometer östlich des Gale Crater zurückgeführt.
Hauch von Gale Crater Luft
Die Forscher verwendeten Daten, die mit dem Planetary Fourier Spectrometer Instrument (PFS) von Mars Express gesammelt wurden, das bereits 2004 Spuren von Methan des Roten Planeten aufspürte. (Das Raumschiff umkreist den Mars seit Dezember 2003.)
Giuranna, die Hauptforscherin des PFS, hatte sich auf Synergien mit dem Curiosity-Team vorbereitet. Kurz nach dem Aufsetzen des Rovers im August 2012 in Gale beschloss er, die Luft über dem Krater langfristig zu überwachen, sagte Giuranna.
Es ist aus verschiedenen Gründen schwierig, das Methan des Roten Planeten aus der Marsumlaufbahn zu messen, einschließlich der geringen Häufigkeit und der schwachen Absorption des Gases. (Es ist auch kein Picknick, bei dem Mars-Methan von der Erde gemessen wird, da das viel reichlichere Methan in der Atmosphäre unseres Planeten Beobachtungen und Interpretationen erschweren kann. Diese Faktoren erklären die Debatte, auf die Giuranna oben Bezug genommen hat.)
Daher entwickelten Giuranna und seine Kollegen einen neuen Ansatz für die Auswahl, Verarbeitung und Analyse von PFS-Daten. Für die neue Studie wendeten sie diesen Ansatz auf Messungen an, die in den ersten 20 Monaten über dem Gale Crater durchgeführt wurden Die Mission der Neugier auf dem Mars.
Sie fanden einen Treffer: einen Höchstwert von etwa 15,5 Volumenteilen pro Milliarde (ppb) Methan am 16. Juni 2013. Dies war nur ein Mars-Tag, nachdem Curiosity einen Höchstwert von fast 6 ppb feststellte.
"Wir hatten großes Glück, da dies nicht das Ergebnis koordinierter Beobachtungen ist", sagte Giuranna Space.com per E-Mail. "Nur durch Zufall!"
Übrigens liegen die Methan-Hintergrundwerte in der Luft des Gale Crater, gemessen mit Curiosity, zwischen etwa 0,24 ppb und 0,65 ppb.
Verfolgung der Quelle
Das Studienteam untersuchte auch die mögliche Quellregion der Methanfahne unter Verwendung zweier unabhängiger Ansätze.
Die Forscher teilten das Gebiet um den Gale Crater in eine Reihe von Quadraten auf, von denen jedes auf einer Seite fast 250 km misst. Anschließend erstellten sie mithilfe von Computersimulationen 1 Million Methanfreisetzungsszenarien für jedes Quadrat, um die Wahrscheinlichkeit jedes einzelnen als Quelle für das Gale-Gas zu bewerten. Die Wissenschaftler untersuchten auch die Geologie jedes Quadrats und suchten nach Merkmalen, die mit der Methanemission verbunden sein könnten, wie Verwerfungslinien und Verwerfungskreuzungen.
"Bemerkenswerterweise haben wir gesehen, dass die atmosphärische Simulation und die geologische Bewertung, die unabhängig voneinander durchgeführt wurden, dieselbe Herkunftsregion des Methans nahe legen, das sich etwa 500 km östlich von Gale befindet", sagte Giuranna. "Das ist sehr aufregend und weitgehend unerwartet."
Diese potenzielle Quellregion könnte Methan enthalten, das unter Eis eingeschlossen ist, fügte er hinzu.
"Dieses Methan könnte episodisch entlang von Fehlern freigesetzt werden, die den Permafrost durch teilweises Schmelzen des Eises, durch Gasansammlung während der Migration verursachten Gasdruckaufbau oder durch Spannungen aufgrund von Planetenanpassungen oder lokalen Meteoriteneinschlägen durchbrechen", schrieben die Forscher in der neuen Studie , die heute (1. April) online in der Zeitschrift veröffentlicht wurde Naturgeowissenschaften.
Es gibt noch viel zu tun
Das Papier befasst sich nicht mit der endgültigen Herkunft des Methans - sei es durch Mars-Mikroben oder durch Reaktionen mit heißem Wasser und bestimmten Gesteinsarten. Und Wissenschaftler wissen nicht, ob das nachgewiesene Methan vor kurzem oder vor langer Zeit hergestellt wurde. es hätte schließlich Äonen lang unter dem Eis gefangen sein können.
Aber die neue Studie könnte den Forschern helfen, solchen Fragen irgendwann auf den Grund zu gehen. Zum Beispiel wird Mars Express die potenzielle Quellregion in Zukunft detailliert untersuchen, sagte Giuranna. Und andere Raumschiffe wie der Methan-schnüffelnde Trace Gas Orbiter (TGO) - Teil des europäisch-russischen ExoMars-Programm - kann dies auch tun.
In der Tat ist Giurannas Team mit dem TGO Mission, die im Oktober 2016 auf dem Mars eingetroffen sind. Und koordinierte TGO-Mars Express-Messungen sind in Arbeit. Das PFS-Team möchte seine neuen Analysetechniken auch auf den gesamten Datensatz des Instruments anwenden, sagte Giuranna.
"Follow-up ist sehr wichtig, um Methan auf dem Mars besser zu verstehen", sagte er. "Wir sammeln Puzzleteile und brauchen mehr Teile, um besser zu verstehen, was los ist."
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