De Trace Gas Orbiter van de ExoMars-missie analyseerde de atmosfeer van Mars en ontdekte een verrassend gebrek aan sporen van methaan.
(Afbeelding: © ESA / ATG medialab)
Wetenschappers puzzelen al jaren over de aanwezigheid van methaan op Mars.
Het gas is eerder gedetecteerd op de Rode Planeet. Omdat veel van het methaan op aarde van biologische oorsprong is, zijn wetenschappers geprikkeld door het vooruitzicht dat methaan op Mars ook afkomstig zou kunnen zijn van levende organismen.
Nu wordt het mysterie dieper. Vandaag (10 april) rapporteerden onderzoekers de eerste resultaten van de Trace Gas Orbiter (TGO), het ruimtevaartuig dat rond de Rode Planeet cirkelt en snuift naar tekenen van leven als onderdeel van de door Europa geleide ExoMars missie. Tot verbazing van wetenschappers vond TGO in zijn vroege observaties van april 2018 tot augustus 2018 nauwelijks sporen van methaan.
"TGO is het meest gevoelige instrument om methaan op Mars te meten", zegt Oleg Korablev, hoofdonderzoeker van het Atmospheric Chemistry Suite (ACS) -instrument op de TGO en een wetenschapper bij het Space Research Institute van de Russische Academie van Wetenschappen. 'We kunnen alleen bovengrenzen melden die heel, heel laag zijn.'
De meest nauwkeurige bovengrens die Korablev en zijn collega's ontdekten, was slechts 0,012 delen per miljard (ppb) - dat is een aantal ordes van grootte lager dan de snelheid die wetenschappers hadden verwacht op basis van het methaan dat aan de oppervlakte werd gedetecteerd door NASA's Marsrover Curiosity. (Curiosity had in hetzelfde seizoen in voorgaande jaren achtergrondniveaus van methaan 0,41 ppb gedetecteerd.)
De discrepantie kan betekenen dat methaan wordt vernietigd in de benedenloop van de atmosfeer van Mars. Maar wetenschappers weten nog niet hoe.
"We hebben twee volledig onafhankelijke instrumenten die door twee volledig onafhankelijke teams zijn geanalyseerd en ze komen tot dezelfde resultaten", vertelde Håkan Svedhem, een TGO-projectwetenschapper bij de European Space Agency, vandaag aan journalisten tijdens een persconferentie. Naast ACS heeft TGO ook een ander gasmeetinstrument dat bekend staat als NOMAD (Nadir en Occultation for Mars Discovery).
De onderzoekers presenteerden de resultaten op de jaarlijkse bijeenkomst van de European Geosciences Union in Wenen. Hun bevindingen waren ook vandaag gepubliceerd in het tijdschrift Nature.
Marco Giuranna, een wetenschapper bij het Istituto Nazionale di Astrofisica in Rome die niet bij het onderzoek betrokken was, zei dat het niet verrassend is dat een ruimtevaartuig als TGO geen methaan detecteert, aangezien de aanwezigheid van dit gas op Mars waarschijnlijk wordt gekenmerkt door tijdelijke emissiepieken , in plaats van door een wereldwijde aanwezigheid.
"Omdat methaan over het algemeen in zeer lage concentraties in de atmosfeer van Mars is, worden methaanpieken of -pulsen op Mars mogelijk slechts af en toe gedetecteerd - wanneer rovers, landers of orbiters zich op het juiste moment op de juiste plaats bevinden," zegt Giuranna, die vertelde de hoofdonderzoeker van het Planetary Fourier Spectrometer-instrument van Mars Express aan Space.com in een e-mail. "In onze nieuwe Mars Express-studie hebben we consequent geen methaan gedetecteerd, behalve één enkele definitieve detectie." (Eerder deze maand publiceerde Giuranna die in het tijdschrift Nature Geoscience resultaten over een methaanpluim uit 2013 waargenomen door de Mars Express-orbiter.)
Toch hadden wetenschappers voorspeld dat de geconcentreerde methaanpluimen rond Mars in wereldwijde circulatie zouden moeten komen en dat TGO een uniforme verdeling van het aanwezige gas op achtergrondniveaus had moeten detecteren.
De auteurs van de nieuwe studie zeiden dat om het gebrek aan methaandetectie door TGO en de positieve methaandetectie door nieuwsgierigheid aan het oppervlak te verzoenen, er een mechanisme moet zijn dat het gas in de lagere atmosfeer duizend keer sneller vernietigt dan voorspeld door conventionele chemie .
"Methaan op Mars lijkt snel te verschijnen en te verdwijnen, wat duidt op de aanwezigheid van een vernietigingsmechanisme dat dit gas efficiënt uit de atmosfeer kan verwijderen", zei Giuranna.
Onderzoekers hebben enkele verklaringen voorgesteld voor waar het methaan op Mars naartoe zou kunnen gaan - dat het zou kunnen zijn wegzinken in de rots en aarde van Marsof chemisch hechten met geërodeerde kwartskorrelsof zijn vernietigd door reactieve elementen in veranderende zandduinen - maar deze hypothesen zijn grotendeels gebaseerd op computersimulaties en laboratoriumexperimenten op aarde.
Giuranna speculeerde dat het weer op Mars de waarnemingen van TGO had kunnen beïnvloeden, als een van de sterkste, planetair omringende stofstormen ooit gezien op Mars begon in juni 2018.
"Dit kan een belangrijke impact hebben op de resultaten, aangezien stofstormen op Mars een mogelijke afvoer van atmosferisch methaan vertegenwoordigen," zei Giuranna. Maar de TGO-onderzoekers zeiden dat ze voor de storm strenge bovengrenzen aan methaan hadden vastgesteld, en Korablev vertelde verslaggevers: "We zien nog steeds geen methaan na de stofstorm."
Andere wetenschappers hebben de hoop niet opgegeven dat TGO uiteindelijk grotere concentraties methaan zal detecteren.
"We moeten meer geduld hebben met TGO, want een ding dat we hebben geleerd, is dat het methaanverhaal vol verrassingen zit, en dat er zeker nog meer komen", zegt Chris Webster, senior wetenschapper bij NASA's Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Californië. , die ook niet betrokken was bij het onderzoek, vertelde Space.com in een e-mail. 'Het zou me niet verbazen als TGO ergens in de toekomst methaan zou detecteren.'
En hoewel de aanwezigheid van methaan op Mars wordt gezien als een potentiële biosignatuur, zeiden Svedhem dat de bevindingen van TGO niet per se een klap waren voor het vooruitzicht om leven op Mars te vinden.
"De speculaties die werden uitgelokt door de eerste detecties van methaan, benadrukten het verband tussen de methaanproductie op aarde en het leven op aarde", vertelde Svedhem aan verslaggevers. 'Maar er zijn veel andere aspecten van het leven die geen methaan produceren. We kunnen dus zeker niet zeggen dat we dat nu hebben uitgesloten.'
- De atmosfeer van Mars: compositie, klimaat en weer
- 7 grootste mysteries van Mars
- Het oude Mars kan het leven hebben ondersteund (foto's)
