我們可能離解開火星甲烷之謎更近了一步。
美國宇航局的“好奇號”探測器任務最近確定，火星大氣中甲烷的背景水平呈季節性迴圈，在北半球夏季達到頂峰。這輛六輪機器人還檢測到在紅色星球直徑96英里（154公里）的蓋爾隕石坑內，甲烷氣體迄今為止出現了兩次湧入——一次是在2013年6月，另一次是在2013年末至2014年初。
這些發現引起了天體生物學家的興趣，因為甲烷是一種可能的生物特徵。雖然這種氣體可以透過多種地質過程產生，但地球大氣中絕大多數甲烷是由微生物和其他生物排放出來的。
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一些答案可能很快就會出現，因為2013年6月的檢測剛剛得到證實。一項新的研究報告指出，歐洲的火星快車軌道飛行器也從該航天器在紅色星球上空的高度觀察到了這一峰值。
“雖然以前的觀測，包括‘好奇號’的觀測，一直存在爭議，但首次獨立確認甲烷峰值的出現，增加了對檢測的信心，”這項研究的主要作者、羅馬國家天體物理研究所的馬可·朱蘭納說。
這還不是全部。朱蘭納和他的團隊還追溯到2013年6月羽流的可能來源，位於蓋爾隕石坑以東約310英里（500公里）的地理複雜區域。
蓋爾隕石坑的空氣氣息
研究人員使用了火星快車行星傅立葉光譜儀（PFS）儀器收集的資料，該儀器早在2004年就嗅出了紅色星球甲烷的痕跡。（該航天器自2003年12月以來一直在火星軌道上執行。）
PFS的首席研究員朱蘭納為與“好奇號”團隊的協同合作做好了準備。朱蘭納說，在探測器於2012年8月在蓋爾內部著陸後不久，他決定長期監測隕石坑上空的空氣。
由於多種原因，包括氣體丰度低和吸收弱，從火星軌道測量紅色星球的甲烷是很棘手的。（從地球測量火星甲烷也不是一件容易的事，因為地球大氣中含量更高的甲烷會使觀測和解釋複雜化。這些因素有助於解釋朱蘭納在上面提到的爭論。）
因此，朱蘭納和他的同事開發了一種新的PFS資料選擇、處理和分析方法。在這項新的研究中，他們將這種方法應用於在“好奇號”在火星上的任務的前20個月中，對蓋爾隕石坑所做的測量。
他們發現了一個命中：2013年6月16日，甲烷含量峰值約為15.5十億分率（ppb）。那是在“好奇號”檢測到接近6 ppb的峰值後僅僅一個火星日。
朱蘭納透過電子郵件告訴Space.com：“我們非常幸運，因為這不是協調觀測的結果。只是碰巧而已！”
順便說一句，“好奇號”測得的蓋爾隕石坑空氣中甲烷的背景水平約為0.24 ppb到0.65 ppb。
追溯來源
研究小組還使用了兩種獨立的方法，確定了甲烷羽流的可能來源區域。
研究人員將蓋爾隕石坑周圍的區域劃分為一系列正方形，每個正方形的邊長接近155英里（250公里）。然後，他們使用計算機模擬，為每個正方形建立100萬個甲烷釋放場景，以評估每個正方形作為蓋爾氣體來源的可能性。科學家們還研究了每個正方形的地質情況，尋找可能與甲烷排放相關的特徵，如斷層線和斷層交匯處。
朱蘭納說：“值得注意的是，我們看到，大氣模擬和地質評估在彼此獨立進行的情況下，都指向了甲烷的同一來源區域，該區域位於蓋爾隕石坑以東約500公里處。這非常令人興奮，而且出乎意料。”
他補充說，潛在的來源區域可能含有被困在冰層下的甲烷。
研究人員在今天（4月1日）線上發表在《自然地球科學》雜誌上的新研究中寫道：“由於冰的部分融化、遷移過程中氣體積累引起的氣壓積聚，或由於行星調整或區域性隕石撞擊引起的應力，該甲烷可能會沿著穿透永久凍土層的斷層間歇性地釋放。”
仍有許多工作要做
該論文沒有探討甲烷的最終來源——無論是火星微生物還是涉及熱水和某些型別岩石的反應產生的。科學家們也不知道檢測到的甲烷是最近產生的還是很久以前產生的；畢竟，它可能被困在冰層下億萬年之久。
但是，這項新的研究可能有助於研究人員最終弄清這些問題。例如，朱蘭納說，火星快車號未來將詳細觀察潛在的來源區域。其他航天器，如甲烷嗅探器痕量氣體軌道器（TGO）——歐洲-俄羅斯火星太空生物計劃的一部分——也可能會這樣做。
事實上，朱蘭納的團隊參與了TGO任務，該任務於2016年10月抵達火星。TGO和火星快車的協調測量工作正在進行中。朱蘭納說，PFS團隊還計劃將他們的新分析技術應用於該儀器的整個資料集。
他說：“後續工作對於更好地瞭解火星上的甲烷非常重要。我們正在收集拼圖的碎片，需要更多的碎片來更好地瞭解正在發生的事情。”
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