火星甲烷神秘「消失」，這些碳去哪了？

TGO於2016年抵達火星。圖片來源：TG MEDIALAB/ESA

火星上的甲烷已經消失了。十幾年前，科學家首次在這顆紅色行星的大氣層中發現了這種氣體的蹤跡，後者是地球生命的一個關鍵指示器。然而如今，研究人員報告說，一顆歐洲衛星並沒有在火星上發現一縷甲烷。

如果這一發現站得住腳，則會讓科學家的夢想變得更加複雜——他們曾推測，火星微生物可能正在地下噴發著這種氣體。

火星快車軌道飛行器於2004年首次在火星大氣中探測到甲烷的存在。但一些科學家說，探測到甲烷的軌道飛行器上的儀器不夠敏感，因此無法得出可靠的結果。這些甲烷氣體的濃度為10ppb（十億分之一）。10年後，美國宇航局的「好奇」號火星車在其位於蓋爾環形山的基地附近發現了一個7ppb的甲烷峰值，並持續了幾個月的時間。幾年後，「好奇」號的科學家發現了一個微小的甲烷季節循環，這種氣體的含量在北半球夏末達到了0.7ppb的峰值。

為了解開這個謎團，2016年抵達火星的歐洲空間局的微量氣體軌道飛行器（TGO）於今年開始掃描大氣中的甲烷。TGO上裝載的兩個分光計——比利時的NOMAD和俄羅斯的ACS——被設計用來探測極低濃度的甲烷，研究人員確信它們有這個實力。

這兩台分析由太陽背光照射下火星大氣水平切片的儀器都運行得很好，一個科學家團隊在12月12日於華盛頓哥倫比亞特區召開的美國地球物理聯合會半年會議上報告稱。

布魯塞爾比利時皇家空間大氣物理研究所行星科學家、NOMAD首席研究員Ann Carine Vandaele在談話中表示，還有一些噪音需要清理。「但我們已經知道我們看不到任何甲烷了。」

研究小組的初步結果顯示，在低至每分鐘50萬億分之一（ppt）的水平仍然沒有發現甲烷，而他們的觀測幾乎一路下降到火星表面。

負責「好奇」號火星車上甲烷探測儀器運行的加利福尼亞州帕薩迪納市噴氣推進實驗室行星科學家Chris Webster表示，這個結果令人吃驚。他預計TGO會接收到至少0.2ppb的甲烷信號。但Webster仍然很樂觀——他的團隊花了6個月的時間才探測到甲烷峰值，花了數年的時間才確認甲烷循環的季節性背景。「我相信，隨著時間的推移，這兩個數據集將會保持一致。」

「好奇」號研究團隊懷疑甲烷循環來自火星地下的微滲漏，這些微滲漏不是來自行星外部，而是來自生物或地質過程。如今TGO的工作可以證實這一點，因為它似乎沒有發現有甲烷氣體從大氣中掉下來。「甲烷不是從上面來的。」Webster說，「這是一個重大的結果。」

加拿大多倫多市約克大學行星科學家John Moores認為，這同樣令人困惑。例如，科學家懷疑，每年有數百噸的有機碳從太陽系塵埃中大量湧入火星大氣層，進而與太陽輻射發生反應並最終形成甲烷。他說：「這些碳都到哪裡去了呢？」

安阿伯市密歇根大學行星科學家、「好奇」號科學小組成員Sushil Atreya指出，蓋爾環形山不太可能是火星上唯一能夠看到這種滲漏的地方。但即使有5000個類似的滲漏，混入火星大氣層的甲烷信號最終也會很少。「我確實做了計算，」Atreya說，「它的平均值會非常低，以至於儀器無法檢測到。」

目前，有關火星甲烷的謎團正在進一步加深。TGO將持續運行到2022年，足夠觀測至少兩個火星年。其間，它的數據將變得更加精確，同時檢測極限也會下降。也許到那時，科學家就會知道，他們對於火星上作為生命存在的微生物正在噴涌甲烷的夢想是否已經破滅。

TGO是火星快車項目的一部分，後者是ESA與俄羅斯航天局的一個合作項目。該軌道飛行器於2016年3月發射升空，並於當年10月到達火星軌道。這是第一個專門設計用來研究火星氣體的飛行器，這些氣體在這顆行星寒冷而乾燥的大氣中所佔比例不到1%，其中包括甲烷、水蒸氣和臭氧。

火星是太陽系由內往外數第四顆行星，屬於類地行星，直徑約為地球直徑的一半，自轉軸傾角、自轉周期相近，公轉一周則花兩倍時間。其橘紅色外表是因為地表被赤鐵礦（氧化鐵）覆蓋，火星被認為是太陽系中最有可能存在地外生命的行星。（趙熙熙）

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