火星上的甲烷從哪裡來，科學家用演算法給出了答案

興坤 發自 凹非寺量子位 報道 | 公眾號 QbitAI

火星到底有沒有生命體存在，一直都是科學家們想要求證的疑點。

自好奇號登陸火星以來，似乎為了證明自己不是全無生命特徵，火星有過6次甲烷「呼吸」被探測到。但是呼吸點在哪裡卻一直沒有頭緒。

近期科研人員順著風建了模，將這個困擾已久的甲烷氣體來源問題，著手解決。

甲烷排放點的鎖定

自「好奇號」2012年登陸火星蓋爾隕石坑以來，通過可調製鐳射光譜儀測定附近環境甲烷含量。

期間捕捉到6次甲烷濃度峰值，對比正常約0.41 ppbv（part per billion volume 按體積計算的十億分之一）的背景濃度，幾次濃度峰值可達到10 ppbv。但是對於這幾次高濃度甲烷氣體來源，一直沒有明確定論。

將檢測到的峰值資料，和微量氣體軌道衛星檢測到的大氣甲烷含量資料進行對比，沒有得出有效結果。這可能是因為，由於晝夜差異，微量氣體衛星沒能成功捕獲到大氣層甲烷資訊；也有可能火星大氣層中沒有甲烷，而探測器剛好位於地面甲烷來源中心附近。

為了鎖定甲烷源頭，加州理工的研究人員利用甲烷氣體粒子資料建模，採用拉格朗日逆向分析，將資料處理成離散資料包。結合探測期間風速和風向資料，三維示蹤，縮小了可能存在甲烷排放點的地面範圍。

通過對6次甲烷峰值的資料分析，找出了6處最有可能的甲烷源頭區域。最近一個位置距離「好奇號」西南偏西幾十英里。

「資料表明，在西北部的隕石坑底，位於好奇號西南偏西方向，有一個活躍的甲烷排放點」研究人員在論文中描述到，「我們為好奇號選擇的著陸點，剛好位於甲烷活動位置附近，這件事大概得益於巧合」

「同時，由於我們沒有準確的甲烷降解資料，用於完善計算模型，源頭可能位於蓋爾隕石坑外部更遠距離。」

對結果的預測

參照地球氣體環境，甲烷最常由微生物產生，很有可能是證明生命活動的有力證據。因此火星上甲烷的產生原因，很大程度上可以成為火星生命體發掘的關鍵路標。

甲烷的可檢測壽命只有330年，之後會被陽光完全分解掉。這意味著現在甲烷仍然被不斷產生，並被補充到環境中，同時，這個現象也排除了天體帶來的外源甲烷可能性。人類的探索目標就是找出產生它的物質。

研究人員提到，甲烷的產生不一定在淺層地表，或許好奇號可以達到準確方位，但是以現有條件無法準確觸及甲烷源頭。

甲烷的產生也不能排除非生物過程這一可能。即便和生物過程不相關，甲烷的活動也與液態水的存在息息相關，而液態水也是生命活動的必需因素。

對火星的其他探索

甲烷氣體活動可能作為地下水體運動的指示現象，或需要液態水參與化學反應的產物，結合火星液態水痕跡的證據，可以對火星曆史研究提供大量資訊。

除了提到的對甲烷含量的檢測，探測器對隕石坑中土壤岩石樣品的分析測定，以及對地質環境的資料收集等，也取得了各種重大發現。這些分析資料，都為火星上水的存在歷史提供了資訊基礎。

水存在的證據

好奇號採集火星表面土壤，並以835攝氏度高溫對土壤樣品加熱，測定出火星土壤含有1.5%-3%的結合水。

水域存在過的證據

蓋爾隕石坑邊緣巖壁，以及坑內夏普山山麓，都存在流水沖刷侵蝕的痕跡。根據已經聚合成礫岩的碎石大小和形狀估算，河流速度約0.9米/秒。

對夏普山低岩層採集研究，得到的資料表明，夏普山是由湖泊沉積物沉澱風化形成的。

蓋爾隕石坑內富含礦物鹽的沉積物，表明有鹽水湖的存在。

通過對湖底泥岩層的成分分析，富含粘土礦物質地層變成富含氧化鐵泥岩地層（呈現出紅褐色），得到高鹽水滲透導致粘土礦物層改變的結論，是氣候變化湖泊乾涸的證據，證明了火星氣候從溼潤變得乾燥的過程。

論文地址：

https://www.researchsquare.com/article/rs-569847/v1

參考連結：[1]https://www.engadget.com/curiostiy-microbe-methane-burp-location-on-mars-210435829.html[2]https://www.newscientist.com/article/2284210-microbes-burping-methane-on-mars-may-be-right-next-to-nasa-rover/[3]https://www.space.com/curiosity-finds-alien-mars-methane-source?fbclid=IwAR0oc1tOAz6jNaDBWfvKEYb48bs_iK0YIPGpHy63RaHU826Gb7TKb1Eah14