Тогда откуда метан, Карл? Его здесь быть никак не должно. И тем не менее портативная химическая лаборатория, имеющаяся на борту Curiosity, постоянно вынюхивает следы данного газа. И случается это только в одном-единственном месте, неподалеку от кратера Гейл.
По одной из гипотез, где-то очень глубоко в недрах Марса происходят геологические процессы с участием воды и горных пород. Вот метан и образуется. Но так происходит очень редко, все-таки основной производитель этого газа — хемосинтезирующие бактерии. Еще реже бывает так, что метан может попасть в атмосферу из космоса с какой-нибудь кометой или астероидом, где его летучие соединения хранились миллионы лет в замерзшем состоянии.
Но даже если оставить в стороне происхождение этого газа, метан на Марсе ведет себя подозрительно странно, и ученых просто бесит, что они никак не могут найти объяснений столь загадочному поведению.
Было замечено, что метан проявляет себя исключительно ночью, а вот днем практически весь исчезает. Разница между ночной и дневной концентрацией газа может достигать 40 раз. Другой необъяснимый факт — метан почему-то не хочет накапливаться в атмосфере. В свое время Европейское космическое агентство специально направило на Красную планету орбитальный комплекс ExoMars Trace Gas Orbiter, чтобы тот изучил наличие метана в атмосфере. Однако «ЭкзоМарс» искомого газа не обнаружил вообще.
Получалась какая-то мистика. Кратер Гейл по ночам словно выдыхает из своих глубин метан, но, как только наступает рассвет, быстренько втягивает газ обратно.
Эта история содержит в себе множество сюжетных поворотов. Нам пришлось создать несколько компьютерных моделей, чтобы разобраться, почему газ ведет себя так странно и обнаруживается исключительно в кратере Гейл. Одно время мы даже подозревали, что метан каким-то образом производится самим марсианским ровером. Однако после долгих проверок оказалось, что Curiosity чист
— Эшвин Васавада, научный сотрудник проекта Curiosity, НАСА, Южная Калифорния.
Итоги своего расследования ученые НАСА опубликовали в мартовском номере Journal of Geophysical Research. Они предположили, что метан (независимо от того, как он образовался) находится в реголите (марсианской почве). Выйти наружу газ не может, так запечатан пленкой из затвердевшей соли. Однако когда температура повышается из-за времени суток или времени года, то герметичность ослабляется, и метан получает шанс вырваться наружу.
Команда из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА (штат Мэриленд), которой руководит планетолог Александр Павлов, считает, что метан выделяется только в кратере Гейл из-за того, что именно там ездит марсоход. Curiosity имеет размеры внедорожника и весит почти тонну. Когда такая махина наезжает на тонкую корочку соли, та трескается, а газ начинает извергаться клубами.
Чтобы доказать свою теорию Павлов и его подчиненные создали в лаборатории аналог марсианской почвы, в точности повторив компоненты, информацию о которых присылали исследовательские комплексы с Красной планеты.
«Марсианский» грунт в земной лаборатории
В марсианский реголит исследователи из НАСА добавляли различные концентрации соли под названием перхлорат, которая чрезвычайно распространена на поверхности Марса. В ходе лабораторных испытаний открылись очень интересные обстоятельства. Как оказалось, жидкий перхлорат превращается в «корку льда» только тогда, когда провел в условиях, близких к марсианским, от 3 до 14 дней. При этом концентрация перхлоратной соли должна быть исключительно 5-10%, иначе корочка вообще не образуется.
По ходу эксперимента насовцы время от времени вводили в почву неон — газ, который выступал аналогом метана. Затем измерялось давление газа над и под поверхностью регалита. Высокое давление говорило о том, что почва захватила газ.
Правда, есть несколько больших но. В реальном кратере Гейл перхлората в почве гораздо меньше, чем использовали ученые НАСА в своих экспериментах. Зато в тамошнем реголите полно сульфатов, другой разновидности соли. Поэтому Павлов и его команда собираются провести новую серию опытов, чтобы узнать, смогут ли сульфаты образовать в марсианских условиях корочку, способную удержать метан.
Кроме того, исследование группы Павлова ответила лишь на часть вопросов, породив вдобавок еще и новые. Во-первых, по ночам марсоход не может ломать грунт. Ровер ведь не робот, который действует по автономной программе, Curiosity — это аппарат, который управляется операторами с Земли. Соответственно, когда темно, ровер не ездит, так как велика вероятность аварии.
Во-вторых, атмосфера на Марсе очень-очень разреженная. Следовательно, ночью температура резко снижается на десятки градусов. Метан в таких условиях должен просачиваться из почвы гораздо медленнее, а он, напротив, так и «брызжет». Зато днем, когда газу сам бог велел интенсивно испаряться, концентрация метана аномально низкая, хотя как раз тогда марсоход активно трескает грунт.
Объяснить такой парадокс может только то, что на Марсе все-таки существует жизнь в виде бактерий. Днем, когда тепло и есть свет, микроорганизмы активно разлагают метан, выделяя при этом кислород (который, кстати, в больших количествах зафиксирован на Марсе именно днем). Ночью бактерии «ложатся спать», и концентрация метана в марсианской атмосфере возрастает.
Но пока это только очередная гипотеза. Как обстоят дела в реальности, покажет время…
