Двойная загадка Марса - марсоход не нашел марсианский метан

Впервые метан (CH4) на Марсе был обнаружен в 1969 году с борта зонда "Маринер-7", однако тогда это открытие оказалось ложным — такие же спектральные характеристики могла дать замерзшая углекислота. "По-настоящему" марсианский метан был открыт в 2003 году с помощью инфракрасного телескопа НАСА, установленного на Гавайских островах.

Есть ли жизнь на Марсе

Это стало настоящей сенсацией — на Земле (где концентрация метана достигает 1750 ppbv) этот газ на 90%-95% имеет биологическое происхождение, а значит источником марсианского метана могут быть марсианские микробы.

Метан может появляться при извержении вулканов или разложения растительных остатков, но оба эти механизма не могут работать на Марсе, где не было зафиксировано признаков современной вулканической активности. Есть ряд других возможных небиологических источников, например, геотермальные реакции (серпентизация), но ни один из них пока не определен как "главный подозреваемый".

Наблюдения с помощью наземных телескопов и орбитальных марсианских зондов показали, что содержание метана колеблется в зависимости от места и времени года. Наблюдения с IRTF и телескопа Keck-2 зафиксировали в марте 2003 года выбросы метана в марсианских регионах Сабейская земля, Большой Сырт, в долине Нила, при самом мощном выбросе в атмосферу попало 19 тысяч тонн метана.

Однако более поздние наблюдения уже не зафиксировали такого изобилия метана. Данные с зонда "Марс-Экспресс" в 2004 году показали значение около 10 ppbv, а также, что летом в северном приполярном региона концентрация метана достигала 45 ppbv. Наблюдения с Земли в феврале 2006 году зафиксировали в долине Маринера рост концентрации метана до 10 ppbv.

Эти резкие колебания заставили некоторых ученых поставить под сомнение достоверность обнаружения метана. Кевин Занли (Kevin Zahnle) из центра НАСА имени Эймса и его коллеги заявляли, что все измерения концентрации метана сделаны на пределе возможностей приборов, и количество метана на Марсе не превышает 3 ppbv. В статье, опубликованной в 2011 году в журнале Icarus, они возлагали надежды на марсоход Curiosity, который сможет разрешить этот спор.
На месте преступления

Curiosity совершил посадку в августе 2012 года в марсианском кратере Гейла. На борту ровера самая совершенная химическая лаборатория из всех, что когда-либо побывали на поверхности планеты — прибор SAM (Sample Analysis at Mars).

В ноябре 2012 году марсоход сделал первый "вдох", получил первые данные о составе марсианской атмосферы в районе кратера Гейла и не обнаружил признаков метана ни во время этого сеанса измерений ни в последующие.

Марсоход НАСА Curiosity и его миссия

"На данный момент мы не зафиксировали метан", — пишут в статье Кристофер Вебстер из Лаборатории реактивного движения НАСА и его коллеги по работе с марсоходом.

Измеренная спектрометром в составе SAM концентрация метана составила 0,18 ppbv, однако при этом ошибка измерений равна 0,67 ppbv. Верхний предел концентрации с вероятностью 95% составляет 1,3 ppbv, сделали вывод ученые.

"Такой низкий верхний предел содержания метана не ожидался при данных наблюдений, свидетельствующих, что только несколько лет назад происходили большие выбросы метана. Вычисления показывали, что в атмосфере должно было остаться около 6 ppbv", — говорится в статье.

Нельзя сказать, что кратер Гейла просто "неурожайное" на метан место: данные с "Марс-Экспресса" показывали, что в этом районе концентрация метана должна составлять от 15 до 30 ppbv.

Кто съел метан?

Хотя атмосферный метан не является долгоживущим газом, исчезает он совсем не мгновенно. Ультрафиолетовая радиация может уничтожить весь метан в атмосфере за несколько сотен лет — поэтому, если в атмосфере есть метан, значит должен быть источник его "поставок".

Но на данный момент ученые не имеют представления, какие процессы могут "выедать" метан с такой фантастической скоростью, как это наблюдается на Марсе. "Очень короткое время жизни метана в атмосфере — от 0,4 до 4 лет, полученное по наблюдениям за 2003-2006 год, требует очень мощного механизма его разрушения, который не был обнаружен к настоящему времени", — пишут ученые.

Они упоминают, что ранее предлагались модели разложения метана под действием оксидантов, таких как перекись водорода и перхлораты, или супероксидов, которые возникали бы под действием электрических полей, генерируемых пылевыми вихрями. Однако ни один из таких механизмов может сократить время жизни метана на требуемые 100 раз, отмечают Вебстер и его коллеги.
Данные Curiosity ставят этот вопрос в еще более жесткой форме, поскольку никакого даже фонового количества метана он не нашел.

"С ожидаемым… временем жизни метана в марсианской атмосфере в сотни лет, не остается приемлемого объяснения для самого существования и распределения выбросов, и видимого исчезновения метана в течение нескольких лет. Наши результаты показывают, что метана на Марсе как минимум в шесть раз меньше, чем свидетельствовали последние измерения", — пишут ученые.
По их словам, эти данные значительно снижает вероятность, что на Марсе есть заметная метаногенная микробная активность на Марсе, а также возможности "производства" метана за счет серпентизации или за счет "поставок" с кометами.

А был ли метан?

Хотя астрономические и спутниковые данные вызывают много вопросов, делать вывод, что на Марсе метана не было вообще, все же нельзя, сказал РИА Новости Олег Кораблев из Института космических исследований РАН, работающий с зондом "Марс-Экспресс".

Комментируя результаты Curiosity, он признал, что измерения концентрации метана с "Марс-Экспресса" могут содержать значительные ошибки, однако их нельзя просто отбросить как неверные.

"Астрономические наблюдения вызывают большое уважение, и просто так от них отмахнуться трудно, как и от данных "Марс-Экспресса". Таким образом, теперь у нас две загадки — откуда метан взялся, и куда он пропал", — сказал ученый.