好奇号首次公布火星大气成分:未发现甲烷气体

2013年07月22日 07:53   新浪科技 微博   
“火星样品分析仪”(SAM)设备照片。该设备进行了首次火星大气成分详细分析“火星样品分析仪”(SAM)设备照片。该设备进行了首次火星大气成分详细分析

  新浪科技讯 北京时间7月22日消息,据连线网站报道,来自好奇号火星车对火星大气的首次成分分析结果支持了这样一个观点,那就是这颗红色行星在过去曾经拥有更加温暖,潮湿,适宜生命生存的环境条件。然而这一分析结果同时也给一部分研究者当头浇下冷水:因为在此次分析中没有检测到他们期待已久的气体成分:甲烷。

  关于火星大气中发现甲烷的故事可以追溯到几年之前。在2009年,观测显示火星上三个地区的大气中似乎存在浓度相当高的甲烷气体。这一发现立即震惊了科学界——因为在地球上,大气中的甲烷几乎100%是由活着的生命产生的,只有大约1%的甲烷含量是来自非生命活动机制。与此同时甲烷也非常容易被分解,因此在火星大气中发现甲烷气体也就意味着这些甲烷是在相对较近的时期内产生的。

  然而好奇号在火星上进行的实地考察却得到了不同的结论。7月18日出版的《科学》杂志上发表了两篇文章论述了有关研究结果。进行有关分析的设备是好奇号搭载的“火星样品分析仪”(SAM),该设备的首席科学家,化学家保罗·马哈菲(Paul Mahaffy)表示:“看来那里并没有很多甲烷。”马哈菲同时也是此次发表的两篇文章其中一篇的第一作者。

  进行考察的这片地区靠近盖尔陨石坑,这里是一年前好奇号火星车着陆的地区。检测结果认为这里的大气中甲烷含量不会高于10亿分之2.7,相比之下,地球大气中的甲烷含量约为10亿分之1700。

  接下来好奇号还将继续开展考察,并且不排除会探测到较高含量甲烷气体的可能性,这可能会和当地的季节变化因素有关。不过由于此前我们对甲烷的探测结果都是从地球上进行的,而不是在火星表面,因此最初的甲烷探测结果将会受到更加严格的检查。

  加州“寻找地外智慧文明机构”(SETI)的行星科学家安德林·布朗(Adrian Brown)表示:“在很大程度上这是一个否定的探测结果,但是这并不让人意外,当然的确有些让人失望。”

  此次分析结果也证明火星大气损失了其原始大气的很大一部分,表明其最初的大气厚度较大,有可能让其全球环境更加温暖,这将有利于在其地表保存液态水并有可能拥有适宜生命生存的环境。

  “火星样品分析仪”(SAM)设备通过对大气成分的同位素分析得到分析结果,所谓同位素就是指在原子核中含有不同数量中子的同种元素原子。如SAM设备分析了碳-12与碳-13之间的同位素比值,后者比前者在原子核内多了一个中子,因此拥有更高的质量,显得更重一些。和古老的火星大气相比,今日的火星大气中含有的重同位素丰度相对要高得多。这表明火星大气中较轻的元素在太阳风等因素作用下经历了严重的流失。

  但是科学家们又怎么能知道火星原始大气的成分呢?其中一些最关键的证据来自数十亿年前被撞击事件溅射离开火星并于后来落到地球上的火星碎片,也就是火星陨石。当这种撞击发生时,极度的高温会瞬间融化岩石,随后又迅速凝固。在这一过程中会有一小部分火星气体被密封进入熔体内部来不及排出的气泡里。

  此外,通过考察氩-36和它质量更大的同位素氩-38之间的比值,好奇号发现氩-38在火星大气中的相对丰度相比过去也更高。马哈菲表示:“这可能是证明火星大气逃逸的最确凿证据。”

  然而有关火星大气逃逸的具体机制和过程仍然有待进一步考察。美国宇航局即将于今年晚些时候发射的MAVEN探测器将专门针对这一问题开展考察。(晨风)

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