Metan neden Mars’a sızıyor? NASA bilim adamlarının yeni fikirleri var

NASA’nın Curiosity Mars Rover’ından gelen en şaşırtıcı keşif (metan gazının Gale Krateri’nin yüzeyinden sızdığı) bilim adamlarının kafalarını kaşımasına neden oldu.

Dünyadaki metanın çoğunu canlılar üretir. Ancak bilim insanları Mars’ta mevcut veya eski yaşamın ikna edici işaretlerini bulamadılar ve bu nedenle orada metan bulmayı beklemiyorlardı. Ancak Curiosity’deki SAM veya Mars’ta Numune Analizi olarak bilinen taşınabilir kimya laboratuvarı, şimdiye kadar Mars yüzeyinde metanın tespit edildiği tek yer olan Gale Krateri’nin yüzeyine yakın gazın izlerini sürekli olarak tespit etti. Bilim insanları bunun muhtemel kaynağının yeraltındaki su ve kayaları içeren jeolojik mekanizmalar olduğunu varsayıyor.

Eğer hikayenin tamamı bu olsaydı işler kolay olurdu. Ancak SAM, metanın Gale Krateri’nde beklenmedik şekillerde davrandığını buldu. Geceleri ortaya çıkar ve gündüzleri kaybolur. Mevsimsel olarak dalgalanıyor ve bazen normalden 40 kat daha yüksek seviyelere çıkıyor. Şaşırtıcı bir şekilde, metan da atmosferde birikmiyor: ESA’nın (Avrupa Uzay Ajansı) özellikle atmosferdeki gazı incelemek için Mars’a gönderilen ExoMars Trace Gas Orbiter, metan tespit etmedi.

Neden bazı bilim araçları Kızıl Gezegendeki metanı tespit ederken diğerleri tespit edemiyor?

Curiosity’nin misyonuna liderlik eden, NASA’nın Güney Kaliforniya’daki Jet Propulsion Laboratuvarı’ndaki proje bilimcisi Ashwin Vasavada, “Bu, pek çok olay örgüsünde dönüşler içeren bir hikaye” dedi.

Metan, Mars bilim adamlarını, gazın neden tuhaf davrandığını ve yalnızca Gale Krateri’nde tespit edildiğini açıklamayı amaçlayan laboratuvar çalışmaları ve bilgisayar modelleme projeleriyle meşgul ediyor. Bir NASA araştırma grubu yakın zamanda ilginç bir öneri paylaştı.

Raporlama Jeofizik Araştırma Dergisi’nde Mart ayı makalesi: GezegenlerGrup, nasıl üretilirse üretilsin metanın, kırık kaya ve tozdan oluşan “toprak” olan Mars regolitinde oluşabilecek katılaşmış tuzun altında saklanabileceğini öne sürdü. Daha sıcak mevsimlerde veya günün saatlerinde sıcaklık yükselip contanın zayıflaması durumunda metan dışarı sızabilir.

NASA’nın Greenbelt, Maryland’deki Goddard Uzay Uçuş Merkezi’nde gezegen bilimci olan Alexander Pavlov liderliğindeki araştırmacılar, contalar, örneğin üzerinden geçen küçük bir SUV büyüklüğündeki bir gezicinin basıncı altında çatladığında gazın nefesler halinde patlayabileceğini öne sürüyor. . Pavlov, ekibin hipotezinin, metanın neden yalnızca Gale Krateri’nde tespit edildiğini açıklamaya yardımcı olabileceğini söyledi; zira burası, Mars’ta bir robotun gezindiği ve yüzeyi deldiği iki yerden biri. (Diğeri, NASA’nın Perseverance gezgininin çalıştığı Jezero Krateri, ancak bu gezicide metan tespit cihazı bulunmuyor.)

Pavlov, bu hipotezin kökenini, 2017’de yürüttüğü ilgisiz bir deneye kadar takip ediyor; bu deney, Mars’taki permafrost’un çoğu gibi, tuzla aşılanmış simüle edilmiş bir Mars permafrostunda (donmuş toprak) mikroorganizmaların yetiştirilmesini içeriyordu.

Pavlov ve meslektaşları, tuzlu su göllerinde ve Dünya’daki tuz açısından zengin diğer ortamlarda yaşayan halofiller olarak bilinen bakterilerin Mars’ta benzer koşullarda gelişip gelişemeyeceğini test etti.

Mikrop yetiştirme sonuçlarının sonuçsuz kaldığını söyledi, ancak araştırmacılar beklenmedik bir şeyi fark etti: Toprağın üst tabakası, tuzlu buzun süblimleşmesiyle bir tuz kabuğu oluşturdu, katı halden gaza dönüştü ve tuzu geride bıraktı.

Mars ve Dünya’daki Permafrost

Pavlov, “Şu anda bunun üzerinde pek düşünmüyorduk” dedi ancak 2019’da SAM’in ayarlanabilir lazer spektrometresinin kimsenin açıklayamadığı bir metan patlaması tespit ettiği toprak kabuğunu hatırladı.

Pavlov, “İşte o anda aklıma geldi” dedi. İşte o zaman kendisi ve bir ekip, sertleşmiş tuz contalarını oluşturabilecek ve çatlatabilecek koşulları test etmeye başladı.

Pavlov’un ekibi, Mars’ta yaygın olarak bulunan perklorat adı verilen tuzun değişen konsantrasyonları ile aşılanmış beş permafrost örneğini test etti. (Bugün Gale Krateri’nde muhtemelen permafrost yoktur, ancak mühürler uzun zaman önce, Gale’in daha soğuk ve buzlu olduğu zamanlarda oluşmuş olabilir.) Bilim insanları, NASA Goddard’daki bir Mars simülasyon odasında her numuneyi farklı sıcaklıklara ve hava basıncına maruz bıraktılar.

Pavlov’un ekibi periyodik olarak toprak örneğinin altına bir metan analoğu olan neon enjekte etti ve altındaki ve üstündeki gaz basıncını ölçtü. Numunenin altındaki daha yüksek basınç, gazın sıkıştığını ima etti. Sonuçta, Mars benzeri koşullar altında yalnızca %5 ila %10 perklorat konsantrasyonuna sahip numunelerde üç ila 13 gün içinde bir mühür oluştu.

Bu, Curiosity’nin Gale Krateri’nde ölçtüğünden çok daha yüksek bir tuz konsantrasyonu. Ancak oradaki regolit, sülfat adı verilen farklı türde tuz mineralleri açısından zengin; Pavlov’un ekibi, bir sonraki adımda bunların da mühür oluşturup oluşturamayacağını görmek için bunları test etmek istiyor.

Curiosity gezgini, Mars’ın iklimi kururken oluştuğuna inanılan bir bölgeye ulaştı.

Mars’taki metan üretimi ve yıkım süreçlerine ilişkin anlayışımızı geliştirmek, 2022 NASA Gezegen Misyonu Kıdemli İncelemesi’nin önemli bir tavsiyesidir ve Pavlov’unki gibi teorik çalışmalar bu çaba için kritik öneme sahiptir. Ancak bilim insanları daha tutarlı metan ölçümlerine de ihtiyaçları olduğunu söylüyor.

SAM yılda yalnızca birkaç kez metan kokluyor çünkü bunun dışında ana işi yüzeyden numune almak ve kimyasal yapılarını analiz etmekle meşgul.

SAM’ın baş araştırmacısı Goddard’dan Charles Malespin, “Metan deneyleri yoğun kaynak gerektiriyor, bu yüzden bunları yapmaya karar verdiğimizde çok stratejik olmalıyız” dedi.

Ancak bilim insanları, örneğin metan seviyelerinin ne sıklıkla yükseldiğini test etmek için Mars’ın birçok noktasından sürekli olarak metanı ölçen yeni nesil yüzey cihazlarının gerekli olduğunu söylüyor.

Vasavada, “Metan çalışmalarının bir kısmının, bu spesifik soruları yanıtlamaya daha fazla odaklanan gelecekteki yüzey uzay araçlarına bırakılması gerekecek” dedi.