Der Trace Gas Orbiter der ExoMars-Mission analysierte die Marsatmosphäre und stellte einen überraschenden Mangel an Methanspuren fest.
(Bild: © ESA / ATG medialab)
Wissenschaftler rätseln seit Jahren über das Vorhandensein von Methan auf dem Mars.
Das Gas wurde zuvor erkannt auf dem Roten Planeten. Da ein Großteil des Methans auf der Erde biologischen Ursprungs ist, waren Wissenschaftler von der Aussicht fasziniert, dass Methan auf dem Mars auch von lebenden Organismen stammen könnte.
Jetzt vertieft sich das Geheimnis. Heute (10. April) berichteten Forscher über die ersten Ergebnisse der Spurengas-Orbiter (TGO), das Raumschiff, das den Roten Planeten umkreist und als Teil der von Europa geführten nach Lebenszeichen schnüffelt ExoMars Mission. Zur Überraschung der Wissenschaftler fand TGO in seinen frühen Beobachtungen von April 2018 bis August 2018 kaum Spuren von Methan.
"TGO ist das empfindlichste Instrument zur Messung von Methan auf dem Mars", sagte Oleg Korablev, der als Hauptforscher für das Instrument der Atmospheric Chemistry Suite (ACS) an der TGO tätig ist und Wissenschaftler am Weltraumforschungsinstitut der Russischen Akademie der Wissenschaften ist. "Wir können nur sehr, sehr niedrige Obergrenzen melden."
Die genaueste Obergrenze, die Korablev und seine Kollegen gefunden hatten, lag bei nur 0,012 Teilen pro Milliarde (ppb) - das sind mehrere Größenordnungen weniger als die Rate, die Wissenschaftler aufgrund des an der Oberfläche von detektierten Methans erwartet hätten Mars Rover Curiosity der NASA. (Neugierde hatte in der gleichen Saison in den Vorjahren Hintergrundwerte von 0,41 ppb Methan festgestellt.)
Die Diskrepanz könnte bedeuten, dass Methan im Unterlauf der Marsatmosphäre zerstört wird. Aber Wissenschaftler wissen noch nicht wie.
"Wir haben zwei völlig unabhängige Instrumente, die von zwei völlig unabhängigen Teams analysiert wurden und zu denselben Ergebnissen führen", sagte Håkan Svedhem, ein TGO-Projektwissenschaftler bei der Europäischen Weltraumorganisation, Reportern heute auf einer Pressekonferenz. Neben ACS verfügt TGO über ein weiteres Gasmessgerät namens NOMAD (Nadir und Occultation for Mars Discovery).
Die Forscher präsentierten die Ergebnisse auf der Jahrestagung der Europäischen Geowissenschaftlichen Union in Wien. Ihre Ergebnisse waren auch heute veröffentlicht in der Zeitschrift Nature.
Marco Giuranna, ein Wissenschaftler des Istituto Nazionale di Astrofisica in Rom, der nicht an der Forschung beteiligt war, sagte, es sei nicht überraschend, dass ein Raumschiff wie TGO kein Methan nachweisen könne, da das Vorhandensein dieses Gases auf dem Mars wahrscheinlich durch vorübergehende Emissionsspitzen gekennzeichnet sei anstatt durch eine globale Präsenz.
"Da Methan in der Marsatmosphäre im Allgemeinen in sehr geringen Konzentrationen vorliegt, können Methanspitzen oder -impulse auf dem Mars nur gelegentlich festgestellt werden - wenn Rover, Lander oder Orbiter zur richtigen Zeit am richtigen Ort sind", so Giuranna Der Hauptforscher des Planetary Fourier Spectrometer-Instruments von Mars Express teilte Space.com in einer E-Mail mit. "In unserer neuen Mars Express-Studie haben wir bis auf einen einzigen eindeutigen Nachweis kein Methan nachgewiesen." (Anfang dieses Monats veröffentlichte Giuranna diese in der Zeitschrift Nature Geoscience Ergebnisse über eine 2013 vom Mars Express-Orbiter beobachtete Methanfahne.)
Dennoch hatten Wissenschaftler vorausgesagt, dass die konzentrierten Methanfahnen um den Mars in den globalen Kreislauf gelangen sollten und dass TGO eine gleichmäßige Verteilung des im Hintergrund vorhandenen Gases hätte feststellen müssen.
Die Autoren der neuen Studie sagten, dass es einen Mechanismus geben muss, der das Gas in der unteren Atmosphäre tausendmal schneller zerstört als von der konventionellen Chemie vorhergesagt, um den Mangel an Methan durch TGO und den positiven Methan-Nachweis durch Curiosity an der Oberfläche in Einklang zu bringen .
"Methan auf dem Mars scheint schnell zu erscheinen und zu verschwinden, was auf einen Zerstörungsmechanismus hindeutet, der dieses Gas effizient aus der Atmosphäre entfernen kann", sagte Giuranna.
Forscher haben einige Erklärungen vorgeschlagen, wohin das Methan auf dem Mars gehen könnte - dass es sein könnte im Marsfelsen und Boden versinkenoder chemisch binden mit erodierten Quarzkörnernoder sein durch reaktive Elemente zerstört in sich bewegenden Sanddünen - aber diese Hypothesen basieren größtenteils auf Computersimulationen und Laborexperimenten auf der Erde.
Giuranna spekulierte, dass das Wetter auf dem Mars die Beobachtungen von TGO als eines der stärksten beeinflusst haben könnte. planetarisch umgebende Staubstürme jemals auf dem Mars gesehen begann im Juni 2018.
"Dies könnte einen wichtigen Einfluss auf die Ergebnisse haben, da Marsstaubstürme eine mögliche Senke von atmosphärischem Methan darstellen", sagte Giuranna. Aber die TGO-Forscher sagten, sie hätten vor dem Sturm strenge Obergrenzen für Methan festgelegt, und Korablev sagte gegenüber Reportern: "Nach dem Staubsturm sehen wir immer noch kein Methan."
Andere Wissenschaftler haben die Hoffnung nicht aufgegeben, dass TGO irgendwann höhere Methankonzentrationen nachweisen wird.
"Wir müssen geduldiger mit TGO sein, denn eines haben wir gelernt: Die Methangeschichte steckt voller Überraschungen, und es werden sicherlich noch weitere folgen", sagte Chris Webster, leitender Wissenschaftler am Jet Propulsion Laboratory der NASA in Pasadena, Kalifornien , der ebenfalls nicht an der Recherche beteiligt war, teilte Space.com in einer E-Mail mit. "Es würde mich nicht überraschen, wenn TGO irgendwann in der Zukunft Methan entdecken würde."
Und obwohl das Vorhandensein von Methan auf dem Mars als potenzielle Biosignatur angesehen wurde, sagte Svedhem, dass die Ergebnisse von TGO nicht unbedingt die Aussicht auf Leben auf dem Mars beeinträchtigten.
"Die Spekulationen, die durch die ersten Methan-Nachweise ausgelöst wurden, betonten den Zusammenhang zwischen der Methanproduktion auf der Erde und dem Leben auf der Erde", sagte Svedhem gegenüber Reportern. "Aber es gibt viele andere Aspekte des Lebens, die kein Methan produzieren. Wir können also definitiv nicht sagen, dass wir das jetzt ausgeschlossen haben."
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