Самое удивительное открытие, сделанное марсоходом NASA Curiosity, — то, что с поверхности кратера Гейла просачивается метан. И это заставляет ученых ломать голову.
Как известно, живые существа производят большую часть метана на Земле. Но ученые не нашли убедительных признаков современной или древней жизни на Марсе и поэтому не ожидали обнаружить там метан. Однако портативная химическая лаборатория Sample Analysis at Mars (SAM) на борту Curiosity постоянно обнаруживает следы газа у поверхности кратера Гейла — единственного места на поверхности Марса, где до сих пор был обнаружен метан. Его вероятным источником, как предполагают ученые, являются геологические механизмы, в которых участвуют вода и горные породы глубоко под землей.
Однако SAM обнаружил, что в кратере Гейла метан ведет себя неожиданным образом. Он появляется ночью и исчезает днем. Его уровень колеблется в зависимости от сезона, а иногда подскакивает до уровня, в 40 раз превышающего обычный. Удивительно, но метан также не накапливается в атмосфере: Орбитальный аппарат ESA ExoMars Trace Gas Orbiter, отправленный на Марс специально для изучения этого газа в атмосфере, не обнаружил метана.
Почему одни научные приборы обнаруживают метан на Красной планете, а другие — нет? Недавно исследовательская группа NASA поделилась интересным предложением, что метан — независимо от природы его появления — может быть запечатан под затвердевшей солью, которая может образоваться в марсианской почве, состоящей из разрушенных пород и пыли. Когда температура повышается в теплое время года или суток, ослабляя герметичность, метан может просочиться наружу.
Исследователи под руководством Александра Павлова, ученого-планетолога из Центра космических полетов имени Годдарда NASA предполагают, что газ также может извергаться струйками, когда уплотнения трескаются под давлением, скажем, проезжающего по ним ровера размером с небольшой внедорожник. По словам Павлова, гипотеза команды может помочь объяснить, почему метан обнаружен только в кратере Гейла, учитывая, что это одно из двух мест на Марсе, где робот перемещается и бурит поверхность. (Другое место — кратер Джезеро, где работает ровер NASA Perseverance, но у него нет прибора для обнаружения метана).
Павлов связывает возникновение этой гипотезы с экспериментом, который он проводил в 2017 году и в котором выращивал микроорганизмы в симуляторе марсианской вечной мерзлоты (замерзшей почвы), пропитанной солью, как и большая часть марсианской вечной мерзлоты.
Павлов и его коллеги проверили, смогут ли бактерии, известные как галофилы, которые живут в соленых озерах и других богатых солью средах на Земле, процветать в аналогичных условиях на Марсе.
По его словам, результаты выращивания микробов оказались неубедительными, но исследователи заметили нечто неожиданное: верхний слой почвы образовал соляную корку, так как соленый лед сублимировался, превращаясь из твердого состояния в газ и оставляя после себя соль. В опытах, проведенных командой Павлова, соляное уплотнение образовалось в условиях, подобных Марсу, в течение трех-тринадцати дней только в образцах с концентрацией перхлората от 5 до 10 %.
Это гораздо более высокая концентрация соли, чем та, которую Curiosity обнаружил в кратере Гейла. Но марсианский реголит там богат другим типом солевых минералов — сульфатами, которые команда Павлова хочет проверить, могут ли они также образовывать уплотнения.
Марсоход Curiosity исследует регион Марса, который, как полагают, сформировался во время высыхания климата на планете. Улучшение понимания процессов образования и разрушения метана на Марсе имеет решающее значение. Прибор SAM ищет метан лишь несколько раз в год, потому что в остальное время он занят своей основной работой — бурит образцы с поверхности и анализирует их химический состав.
Поэтому, по словам ученых, чтобы проверить, как часто скачет уровень метана, потребуется новое поколение поверхностных приборов, которые будут непрерывно измерять метан из многих точек Марса.
