在另一个星球上发现甲烷,就像在小径上找到面包屑一样——它是一个有说服力的线索,一个能引发更多疑问并可能找到一些答案的细节,在本例中,这些答案与外星生命有关。这就是为什么上周晚些时候火星车“好奇号”的消息有些令人失望——在寻找甲烷的过程中,“好奇号”一无所获。
但甲烷的稀缺并不一定会浇灭在火星上找到生命迹象的希望。而且“好奇号”仍然可以获得对这种碳氢化合物更好的测量结果,帮助科学家了解其含量和来源。天主教大学的研究助理教授、现任职于美国宇航局戈达德太空飞行中心的杰罗尼莫·维兰纽瓦说,甲烷之谜远未结束。
维兰纽瓦解释说,总的来说,甲烷是该行星上发生变化的迹象。火星稀薄的大气层,只有地球厚度的1%左右,非常稳定——这是一个死寂之地的重要标志。“要发生变化,必须存在某种形式的活动,”他说。“要么是地质活动,而甲烷可能是其迹象,要么它可能是生命的迹象。”
上周五,喷气推进实验室的科学家们表示,“好奇号”上的火星样本分析(SAM)套件几乎没有检测到甲烷。SAM项目的可调谐激光光谱仪的仪器负责人克里斯·韦伯斯特表示,他有95%的信心断定,火星上甲烷的含量在0到50亿分之一(ppb)之间。“总而言之,到目前为止我们没有检测到甲烷,”他告诉记者。他还说,该团队已发现证据表明火星已经失去了至少一半的原生大气。
地球上大约95%的甲烷(一个碳原子与四个氢原子结合)来自生物体,因此它可能是生命的信标——这就是为什么火星上缺乏大量甲烷对天体生物学来说有些令人失望。但缺失的甲烷仍然无法解释之前在火星上发现该气体存在的证据。维兰纽瓦是其中看到过这种气体的人之一。
维兰纽瓦说,无论是由生命还是其他物质释放到火星大气中的甲烷,都应该以稀释的形式存在大约300年。但他和别人在过去曾检测到甲烷,但在后来的观测中又消失了。
“我们不知道这意味着什么。我们应该持续看到它。它会被稀释,但即便如此,也应该有一些残留物存在,”他说。
2009年,维兰纽瓦和戈达德的同事们报告称,六年前火星北半球的甲烷出现了“巨大增长”。这种碳氢化合物大量渗入大气层,其速率堪比加州圣巴巴拉一个著名的大型石油和天然气渗漏点。但在后续的观测中,使用毛纳凯亚的凯克望远镜,他们什么也没看到。科学家们仍然不知道这种甲烷羽流是由什么引起的,也不知道它去了哪里。
维兰纽瓦说,如果将他与NASA的迈克尔·穆玛在2003年观测到的甲烷信号,并将其散布到整个火星大气层中,其浓度大约为5或6 ppb——这与“好奇号”在盖尔撞击坑看到的情况一致。为什么这很有趣?这表明大约10年前的甲烷释放可能不是一个周期性特征。如果是的话,随着时间的推移,大气层会获得更多的甲烷。“如果发生过,那就是一次性的,”维兰纽瓦说。
他还补充说,这很有趣,因为它意味着在火星的其他地方可能发现了更多的甲烷。仅仅因为“好奇号”没看到,并不意味着它不存在于别处。上周,韦伯斯特和JPL的其他科学家们迅速指出,“好奇号”将继续寻找。就他个人而言,维兰纽瓦表示,他对SAM团队计算中的巨大误差范围感到惊讶——他认为“好奇号”可以比95%的置信度(在0到5 ppb之间)做得更好,并补充说他期待看到更精确的测量结果。
即使“好奇号”更精确地确定了火星甲烷的浓度,该气体也可能不是生命的结果。火星上少量甲烷的解释有很多——彗星可能带来它,或者它可能是很久以前的地下水与某些岩石成分(如“好奇号”刚刚发现的矿物橄榄石)相互作用的结果。维兰纽瓦说,火星上也有可能存在微生物,但它们不产生甲烷。在这些问题得到解答之前,还有很多研究要做。
维兰纽瓦说:“火星非常干旱,是一个非常不适宜居住的地方,即使看到非常少量的甲烷,它们也是相关的。你可以想到一些地下活动,可能是地质活动,或者生命。但是气体本身并不能告诉你太多。你需要超越它。”