火星のメタンスパイクは生命の兆候ですか?これが私たちの知るところです


先週の水曜日、Curiosityローバーは火星の大気中に高濃度のメタンを検出しました。これは通常地球上の微生物の生活に関連しています。ガスが火星の微生物によるものなのか地質学的なプロセスによるものなのかを判断するのは時期尚早ですが、NASAの科学者たちはCuriosityの週末にフォローアップ実験を行うようにスケジュールを変更するよう求めました。高濃度のメタンがRed Planetのまわりの好奇心とオービターによって確認されるならば、次のステップはガスの源を見つけてそれがどのように生成されたかを決定することです。

これには困難なデータ分析、そしておそらく火星への新世代の計器の送信が必要になるので、最終的な答えが近いうちに到着することはないでしょう。しかし、好奇心の観察は、人生がかつて私たちの惑星の隣人に存在していたかどうかを決定するためのおそらく最も有望な手段であるため、推測のうわさを刺激しました。

火星でメタンが検出されたのは今回が初めてではありません。この栄誉は、2003年に惑星に送られた欧州宇宙機関の探査機、マーズエクスプレスに届きました。到着して間もなく、惑星フーリエ分光計と呼ばれる機器が大気中のメタンの最初の証拠を検出しました。その後の地球ベースの望遠鏡や火星上あるいはその周辺の宇宙船による観測で、火星大気中に低濃度のメタンが存在することが確認されました。

NASA / JPL-カルテック

2012年、Curiosityローバーは、直径96マイルの谷であるGaleクレーターに着陸しました。この場所は、液体の水がその表面に存在したことがあるかどうかなど、地球の古代の過去について科学者に多くのことを教えることを約束しました。 2013年に、Curiosityが火星の大気中に大きなメタンの塊を手に入れたとき、NASAの科学者は予想外のボーナスを得ました。地上基準では、地球上の大気中のメタン濃度は約1800億分の1であったのに対し、たったの7億分の1でしたが、ローバーが最初に着陸したときに検出された値の10倍でした。それ以来、惑星科学者たちはメタンの急上昇がどこから来たのかを突き止めようとしてきました。

4月には、イタリア国立天体物理研究所の惑星科学者Marco Giurannaが率いる研究者チームが、 自然地球科学 それは厄介な解決策を提供しました。火星の大気循環モデルを独立した地質学的分析と比較することによって、研究者らはメタンがGaleクレーターから東に約500キロメートルの範囲で発生したと確信を持って結論付けました。 Medusa Fossae層と呼ばれるこの領域は、高度に砕けており、浅い氷を含んでいます。永久凍土層はメタンの優れたシールであるため、地下の氷が何千年もの間ガスを捕捉し、断層が氷を突き破ったときに放出する可能性があります。

「最終的な問題、メタンの起源は何か、を理解するための最初のステップは、メタンがどこから放出されるのかを理解することです」とGiurannaは言います。 「そして今、初めて私たちは火星上にメタンの発生源地域を持っています。」

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メタンが微生物によるものなのか地質学的なプロセスによるものなのかを判断するのは難しいかもしれませんが、それがGiurannaや他の火星研究者がCuriosityの新しいメタン検出にとても興奮している理由の一部です。 NASAの科学者Paul Mahaffyは日曜日に、「現在の測定では、メタン源が生物学か地質学か、それとも古代か現代かさえ分からない」と述べた。しかし、火星を周回する何百マイルもの超精密機器好奇心の上にこれらの質問に答えることができるかもしれません。

宇宙の幸運の場合には、火星探査機が偶然にもCuriosityがメタンスパイクを検出した頃にGaleクレーターのスポット追跡観測を行っていました。スポットトラッキングは、衛星が頭上を通過するときに特定のエリアに衛星を集中させ、その搭載されている計測器が短い飛行中に何百もの測定を実行できるようにします。これにより、科学者は単一の観測に頼るのではなくデータ平均を作成して、火星の大気で起こっていることのより正確な図を得ることができます。この場合、Mars Expressオービターは、Curiosityのメタン検出の20時間前、および検出の24時間後と48時間後にスポットトラッキングを行っていました。

追加のボーナスとして、ExoMars Trace Gas OrbiterもMars Expressとほぼ同じ時期に、より高い緯度で大気観測を行っていました。これらの測定値を合わせて、Curiosityによるメタンスパイクの検出を確認し、科学者がメタン放出の開始時期や持続期間などを判断するのに役立つ制約を追加します。しかし、本当の賞は、メタンがどのように生成されるかを決定するだろう、とGiurannaは言います。

これには、構成原子の1つ(炭素または水素)が「通常の」メタン分子とは異なる中性子数を持つメタン分子であるメタンとその同位体同位体の比率の分析が含まれます。メタンとその同位体同位体比に基づいて、Giurannaは科学者がそれを作り出したプロセスの考えを得ることができると言います。火星大気中にメタンがほとんどないにもかかわらず、彼はCuriosityによって観測された21億分の21を記録した最新のスパイクはこれらのメタン比をいじってそれらの起源を指摘するのに十分すぎるだろうと言います。 。

科学者がMars ExpressとTrace Gas Orbiterからのデータの分析を完了するまでには、おそらく数週間待たなければならないでしょう。どちらのオービターもまだデータを地球に送り返していないため、Trace Gas Orbiterがメタンを登録していない可能性があります。確かに、今年初めにGiurannaと彼の同僚によって発表されたTrace Gas Orbiterからの最初の主要なデータダンプは、衛星が火星大気中のメタンを検出しなかったことを示した。 Giurannaは、大気からメタンを除去することができる「破壊メカニズム」のような、そのような食い違いについて多くの可能な説明があると言います。

Trace Gas Orbiterが今回メタンスパイクを登録しなかった場合、Giurannaは、2020年にExoMarsローバーに搭載された機微な機器がRed Planetに着地するまで待つ必要があるだろうと語った。火星のメタンの起源にもっと深く。


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