火星上的甲烷气体真的神秘失踪了吗？

多年以来，行星科学家一直在追踪火星的幽灵：甲烷气体。最早是在21世纪00年代，火星的地面观测就看到了甲烷气体，随后又被环绕红色星球的航天器看到它。但这些观测结果一再受到质疑，有些说法相互矛盾，没有对它作出真正令人信服的观察。

因此，欧洲航天局向火星发送了一个名为“ 火星跟踪气体轨道器”的探测器，该探测器上装有名为“天底与掩日光谱仪”（NOMAD ）的装置，用于探测火星。它可以以多种方式在火星大气层中寻找许多不同的气体，包括甲烷。探针的初步结果表明未发现甲烷，但需要更深入的长期数据分析。

尽管很长一段时间以来都非常努力地寻找火星甲烷，但没有发现。他们还寻找乙烷和乙烯，这些复杂的分子类似于甲烷，但没有发现。他们所做的最好的就是 告上限（这意味着，如果观察到的分子比所 道的数字更丰富，他们的观察结果就会发现这些分子）。这些限制很低：对于甲烷，按体积测量，其含量不超过十亿分之0.06（例如，在一立方公里的一立方中有60升甲烷）。乙烷和乙烯的含量也不能超过十亿分之0.1和0.7。

图注：NOMAD在火星上寻找甲烷迹象的特定位置。颜色代表其测量的上限（右侧的比例尺，以十亿分之一的体积为单位）。

这太低了，并且似乎排除了之前的测量值，后者高达60 ppb。如果认为较早发现的量在大气中，则NOMAD会看到它。

很明显，NOMAD能够在距火星表面约6公里的地方进行测量。好奇号火星车在地面上，并在某一点发现了相当水平的甲烷，另一位轨道飞行器也证实了这一点。正如我注意到下面类似的东西可能是罕见的，或因某些原因没有得到必要的高度NOMAD看到它。但这将为所有这些增加另一层神秘感。这并不意味着观察不是真实的。只是这很复杂。

为什么这很重要？因为在地球上，空气中的大部分甲烷来自生命。以死去的动植物为食的细菌会释放出它，并且一些更复杂的生命形式也趋向于将其排出。

也可以通过地质过程创建它。闪电可以做到这一点，或者由化学过程释放出来的氢（例如某些溶解在水中的矿物质）与二氧化碳发生反应时可以做到。但是，这样产生的甲烷气体远远没有生物产生的多。

因此，如果在火星上看到甲烷，那很有趣，因为这意味着有不断产生的地质过程可以产生甲烷，或者非常有趣，因为这意味着火星上的生物正在散布甲烷。

可以想象，科学家很想知道火星是否含有甲烷。

NOMAD很酷，它使用太阳作为光源。当太阳光穿过火星大气层时，不同分子会吸收非常特定的波长（颜色）。通过识别这些波长，您可以看到那里的空气中的物质，通过查看吸收了多少物质，您也可以算出那里有多少分子。

除其他方法外，它还使用所谓的太阳掩星法测量这些气体。航天器绕火星运行时，它看到太阳从火星后面经过，过了一会儿，它又从行星盘后面重新出现，本质上是日落和日出。当一个天 物体挡住另一个天体时，我们称之为掩星。

当太阳刚开始落在火星后面时，它的光穿过高空大气层，并且随着它越来越靠近行星盘的边缘，NOMAD看到光穿过较低层大气层（反之，当太阳穿过回来）。通过在整个地球年（2018年4月至2019年4月）中进行此操作，它能够对从火星表面以上6 km到100 km，从北纬85°到南纬85°的火星大气进行采样——在换句话说，基本上是整个星球。

但是他们什么也没找到。

那么这是否排除了火星上拥有甲烷？好吧，是和不是。当然，这是一个很强限制。比如说，在火星表面突然被打开一个口所产生的甲烷，将在一个月左右的时间内显示出强烈的局部信号，但随后会在大气中混合。由于科学家们没有观察到任何有关该气体信息，因此这意味着任何这样的信息源将是非常零星的。

我将注意到，NOMAD观测年涵盖了夏末至春季初的北半球（火星年是两个地球年），以及南半球的冬末至初秋。因此，如果甲烷生产是季节性的，则NOMAD应该在一个半球或另一个半球看到它。

这一发现在科学上很有趣，因为它确实结束了对早期观察结果的辩论，即使这在其他方面实在是令人嗔目结舌。它似乎使在火星表面上或表面下存在生命的可能性大大降低了。

但是，这并不排除生命存在于数十亿年前，而寻找证据仍然令人难以置信。毅力号于2021年2月18日登陆火星，其设计目的之一就是寻找生命证据。忍耐，我们可能很快就会以某种方式获得一些答案。