火星的地殼存在半球差異，其甲烷來源的潛在線索又有哪些？

作者：文/虞子期

火星相關的探索，算得上是宇宙科學中關注特別高的星球，而圍繞它的話題又總與生命有關。在火星的蓋勒隕石坑中，好奇號探測器取樣時發現了天然高含量的甲烷，這是氣體甲烷迄今為止最大的另一次激增。即使這樣的發現，並不是只有存在生命這一種潛在解釋，但依然是一個令人興奮的發現，因為這可能為揭示火星地殼下的生命形態提供線索。

火星甲烷探測數據的差異

雖然，甲烷有可能由於水和岩石之間的化學反應而產生。但相信很多人都知道，甲烷的主要來源是微生物呼出氣體。Curiosity已經可以確定，火星該季節的甲烷正常範圍應該在大約0.24到0.65 ppbv,而六輪機器人所檢測到甲烷含量，即甲烷的濃度卻大約為十億分之十二（ppb）。也就是說，火星蓋勒隕石坑內檢測到甲烷含量，已經遠高於Gale的正常背景濃度。於是，新的問題也隨之產生，那就是：為什麼跟蹤氣體軌道探測器的測量結果，會和好奇號的甲烷觀測數據出現如此大的偏差？

在去年跟蹤氣體軌道器進行的一次火星探測中，原本主要用於捕獲火星大氣中甲烷等低丰度氣體的它，卻並沒有在觀測中發現多少甲烷的身影；2019年4月，雖然並不是所有軌道的測量結果都很好，但歐洲的火星快車軌道飛行器確認了2013年6月的激增；而好奇號還發現了另外兩種天然氣體的峰值，分別是2013年6月、2013年年底到2014年年初，只是它們的測量結果都只有6或7ppbv左右。就目前科學家們的測量結果而言，研究人員暫時還不能確定這些甲烷的主要來源，無論是地質學、物理學，還是古代或現代。

火星甲烷來源的潛在線索

儘管過去好奇號檢測到的甲烷數據濃度低很多，但是這可能和火星上的季節性下降和上升有關，比如：在火星的冬天，甲烷濃度會有所下降，而當夏天到來之後，甲烷的濃度便會再次崛起。在火星的地殼下面，有一層冰的存在，科學家們推測或許夏天更適合冰融化，所以能夠釋放出更多被困的甲烷氣泡進入到大氣層中。而這些甲烷的存在，可能正是古代生活的遺迹，這些都可以提供關於甲烷來源的潛在線索。或許你有所不知，在地球的北極，當永久凍土層融化的時候，也會釋放一定量的甲烷到大氣之中。

當然，火星曾存在古代生活的唯一證據，並不只有甲醛的發現，早在2012年，科學家們就在火星河床上，發現了30億年前水的化學痕迹；2013年，研究人員又在此處附近收集到了岩石樣本，並從中發現了一些生命的化學構建塊。SAM團隊也進行了一項特殊的單獨實驗，希望可以更好的了解甲烷峰值，以更好地處理圍繞這些天然氣體旋轉的諸多迷惑。通過結合地表和軌道的觀測資料找到地球上的天然氣體來源，從而了解它們在火星大氣中的可能持續時間。或許，科學家們就可以解釋，為什麼不同的探測器所帶回的甲烷測量結果會有如此大的差距。

半球之間存在差異的火星地殼

當火星的研究會涉及到地殼的年齡和厚度時，無法避免的就是其半球之間存在奇怪的差異。早在80年代，科學家就提出了火星的半球差異問題，而這種差異產生的原因，則可能是火星對一個大約1000公里（600英里）的巨型物體產生了影響。這就像撞擊地球後，形成月球的物體一樣。當宇宙發生撞擊事件，便會產生高壓和高溫環境，繼而在岩石中留下明顯的跡象。那些來自地球和月球受影響區域的所有礦物顆粒中，大概有80％以上的佔比都具有這些衝擊特徵。相比之下，火星隕石中幾乎所有古老的礦物顆粒，都缺乏人們對宇宙撞擊衝擊波的預期特徵。

科學家們表示，這種情況發生在將近44.8億年前，當隕石形成的古老礦物之後，事件對火星的任何災難性影響也已然結束。除此之外，哪怕在該事件之後，火星上又發生了巨大的撞擊，但也不意味著它們就會發生在地球上。總而言之，Moser和他的同事表示，從研究結果來看，早期行星並沒有發生晚期重型轟炸。在這樣的前提條件下，那麼可能在42億年前，地球和火星上可居住的壓力和溫度就已經形成。科學家們表示，未來的研究可能也會利用這些發現，以幫助尋找火星上早期生命的跡象。

火星可能早已逃脫了對生命的威脅

於太陽系探索有所了解的人而言，相信對晚重轟炸這個詞並不會讓你感到陌生，這是一個大約38億到40億的暴力時代。隨著太陽系的天然氣巨行星，遷移到它們目前的太陽周圍地區，在太陽系內部的世界，他們所擁有的引力，可能已經投擲了最後一縷岩石。對於科學家們而言，了解地球和火星在這些時期遭受多少打擊，便可以揭示生命可能發展的條件。現在，在分析了太陽系中已知最古老的行星地殼樣本後，科學家們表示，晚期重轟炸可能並沒有發生，換而言之，這兩顆行星生命開始的時間，可能比以前想像的更早。

在撒哈拉沙漠墜毀隕石的礦物顆粒中，科學家分析了這些岩石的影響得出，在火星上轟炸的時間可能是在過去的2000萬年之內。而這些隕石中的小塊岩石，是火星上最原始的部分，也是太陽系中已知最古老的行星地殼碎片。關於這些隕石中的鋯石和其他礦物顆粒的來源，則可能是火星的南部高地。 簡而言之，火星上的那場宇宙撞擊可能相對較早就結束了，這個紅色星球的居住時間，遠比比科學家先前想像的要長很多。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！