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La poursuite très controversée du méthane nous rapproche de trouver la vie sur Mars

La poursuite très controversée du méthane nous rapproche de trouver la vie sur Mars

Dans de nouveaux échantillons prélevés sur Mars la semaine dernière, Le rover Curiosity de la NASA a détecté un niveau élevé de méthane dans l'air, offrant de nouvelles preuves d'une vie possible sur la planète rouge et ajoutant au mystère fascinant - et étonnamment controversé - des explosions soudaines et inattendues de gaz méthane sur Mars.

Le Rover Curiosity de la NASA l'a senti, mais qui l'a distribué?

Curiosité de la NASAvagabond a prélevé des échantillons d'air mercredi de cette semaine qui ont révélé un niveau étonnamment élevé de méthane, selon un nouveau rapport du New York Times, assez haut pour attirer l'attention de Le rover Curiosity de la NASA équipe, qui a réorganisé le travail de ce week-end pour revenir en arrière et avoir Curiosité prélevez un autre échantillon pour confirmer cette lecture initiale.

«Compte tenu de ce résultat surprenant, nous avons réorganisé le week-end pour mener une expérience de suivi», a écrit Ashwin R. Vasavada, un scientifique du projet Curiosité mission, dans un e-mail à l'équipe scientifique obtenu par Les temps. Des instructions ont été envoyées au Rover de curiosité vendredi, avec des résultats attendus d'ici lundi. NASA n'a pas encore officiellement annoncé de conclusions, mais ils ont reconnu les lectures dans un communiqué samedi.

"Pour maintenir l'intégrité scientifique", a déclaré un porte-parole de l'agence, selon Les temps rapport, "l'équipe scientifique du projet continuera d'analyser les données avant de confirmer les résultats."

Pourquoi nous voulons vraiment savoir qui continue de péter sur Mars

Pourquoi le niveau de méthane tellement excité les scientifiques de Laboratoire de propulsion à réaction de la NASA (JPL) est-ce méthane ici sur Terre est principalement un sous-produit de déchets de divers processus de la vie, rejeté par les microbes unicellulaires et les mammifères gazeux. Les deux sont liés car les bactéries de notre intestin produisent le gaz qui s'accumule dans nos systèmes, qui est ensuite expulsé en rafales concentrées - généralement dans des ascenseurs ou lors d'une présentation dans une pièce remplie de vos pairs.

"Mars est une question de vie, pas de géologie, aussi intéressante que cela soit." - Seth Shostak, Institut SETI

Le même processus pourrait être en cours sur Mars si ces lectures sont correctes. Les scientifiques n'ont rien vu qui suggère que la vie existe à la surface de la planète. Sous la surface, cependant, des bactéries et d'autres microbes pourraient vivre, enfouis profondément dans le sol martien où nous ne pourrions pas les voir, mais nous pourrions peut-être les sentir.

S'ils ressemblaient à des organismes ici sur Terre, ils éructeraient méthane tout comme les bactéries dans notre intestin, le méthane qui finirait par remonter dans le sol.

Méthane n'est cependant pas exclusivement un processus biologique. Soi-disant 'méthane abiotique«peut être produit à la suite de réactions chimiques naturelles entre l'eau et les roches composées, au moins en partie, de carbone. Ces poches de gaz finiraient par s'infiltrer à travers la roche et le sol au-dessus de la surface, où il serait libéré dans un `` éclatement '' similaire qui caractériserait ''méthane biotique', ou celle produite par des organismes biologiques.

Le mystère du méthane de Mars est un mélodrame étonnamment intriguant

L'un des aspects importants du méthane est qu'il se décompose très rapidement une fois qu'il atteint l'atmosphère et qu'il est exposé à la lumière du soleil, généralement en quelques siècles seulement. Alors que les siècles peuvent être longs dans la durée de vie d'un être humain, géologiquement, il mesure à peine du tout. Niveaux significatifs de méthane signifierait que tout ce qui l'a produit ne peut être plus qu'un vieux de quelques siècles, à son plus ancien.

Les chances de trouver une quantité significative de méthanesur Mars émis par les microbes a il y a quelques siècles qui ensuite tous sont morts immédiatement après est encore plus improbable qu'ils aient jamais existé en premier lieu, nous pouvons donc être sûrs que si méthane biotique ont été trouvés, ce serait une preuve très forte d'un biosphère active, pas un qui pourrait avoir disparu il y a des millions ou même des milliers d'années.

Dans ce contexte donc, dans 2003, Dr Michael Mumma, du Goddard Space Flight Center de la NASA, a mené un projet de recherche à la recherche de méthane sur Mars quand ils ont fait une découverte surprenante. Utilisation de deux ensembles de télescopes terrestres avec un Orbiteur de Mars, ils ont vu ce qui semblait énorme panaches de méthane à la surface de Mars cela mesurait jusqu'à 45 parties par milliard.

Ils ont suivi le panache de méthane pour environ deux ans avant qu'il ne s'estompe, disparaissant finalement sous la sensibilité de leurs instruments 2005. Depuis cela méthane aurait dû persister dans les atmosphères pendant des siècles, cela a conduit Mumma et ses collègues à la conclusion inhabituelle, publiée dans un 2009 papier, ce quelque chose sur Mars produisait une grande quantité de méthane mais que quelque chose d'autre le détruisait presque aussitôt qu'il était produit, un phénomène qui n'a pas été observé sur Terre.

L'anticipation grandit pour la mission de curiosité

Cela a suscité beaucoup d'anticipation avant la Curiosité mission, qui était équipée d'instruments qui pouvaient initialement détecter aussi peu que six parties par milliard de méthane quand il a atterri à la surface de Mars dans 2012. Sans surprise, peu de temps après l'atterrissage, il a commencé à prendre de belles et profondes respirations robotiques et à les vérifier méthane.

Il aurait trouvéméthane presque immédiatement, menant à beaucoup d'excitation - jusqu'à ce que quelqu'un se rende compte que le méthaneCuriosité trouvé était en fait méthane de l'atmosphère terrestre qui chevauchait avec Curiosité à Mars. Dispersant et pompant l'atmosphère terrestre restante autour du rover, ils ont mesuré à nouveau et le méthane les lectures avaient disparu.

La six parties par milliard seuil était crucial, car cela aurait marqué le niveau où le méthane de Mumma45 parties par milliard de panache aurait réglé si elle était répartie uniformément dans tout le Ambiance martienne, ce à quoi nous nous attendrions naturellement. La Curiosité l'équipe a affiné encore plus son équipement de détection de méthane, augmentant sa sensibilité aux 1,3 partie par milliard, et encore rien.

Lectures de Mumma en 2003 avait été une source majeure de discorde dans les années depuis que lui et son équipe ont publié leurs conclusions, alors Curiosité était à bien des égards censé être l'arbitre final de cette controverse. Christopher R. Webster, a déclaré un scientifique du JPL de la NASA de l'équipe Curiosity Les temps en 2013, «[beaucoup] de gens se sont excités et ont commencé à travailler sur [les mesures de 2003]. C'était un résultat très important, en raison de l'ampleur de méthane.”

Ainsi, la conclusion à laquelle Équipe Curiosity a été un coup dur pour beaucoup lorsqu'ils ont publié leurs résultats à l'automne 2013 cette Curiosité pourrait trouver non méthane sur Mars au dessus de 1,3 partie par milliard, mettant fin aux espoirs d'innombrables scientifiques et non-scientifiques Mars pourrait être la maison d'un biosphère active des microbes.

Le Pile-On académique commence

"La certitude que méthane est-ce qu'il va disparaître », Kevin Zahnle, planétologue à De la NASA Centre de recherche Ames qui n'a pas travaillé sur Curiosité, Raconté Magazine scientifiquepour un septembre 2013 histoire du Martien-méthane-flare-up alors en cours sur Terre.

La publication du Curiosité signaler qu'il n'y avait pas de détectable méthane sur Mars était la volée d'ouverture d'un sabordage professionnel unilatéral de Les découvertes de Mumma en 2003, et dans une certaine mesure sa réputation.

Les temps tendu la main à Mumma pour commenter le document qui a coulé sa théorie peu de temps après son annonce. Mumma a maintenu ses conclusions, comme il le ferait pour les deux prochaines années.

"[Mumma] a dit qu'il croyait maintenant que méthane sur Mars était épisodique, " Les temps rapport lu, "libéré dans de grands panaches puis rapidement détruit. Il a suggéré, à moitié en plaisantant, qu'il pourrait y avoir d'énormes colonies de méthane-mettre des microbes sur Mars qui éliminaient le gaz de l'air. "

Dr Sushil K. Atreya, membre de l'équipe scientifique de l'Université du Michigan, aurait pensé qu'il y avait quelque chose à La théorie de Mumma au départ. De Les temps rapport: "Dr Atreya du Équipe Curiosity dit qu'il pensait à l'origine que les produits chimiques hautement réactifs sur le Martien la surface pourrait être en train de détruire méthane, comme Dr Mumma envisagé. Mais «ce n’est pas un panoramique», Dr Atreya m'a dit."

Mumma jamais prétendu savoir pourquoi de grandes quantités de méthane apparaîtrait soudainement et disparaîtrait soudainement en moins de deux ans, seulement que c'est ce que lui et son équipe ont vu 2003.

"Dr Mumma reconnu, " Les temps a indiqué "qu'il n'a pu identifier aucun phénomène qui expliquerait pourquoi panaches de méthane jaillit cette année-là mais pas plus récemment, ou comment méthane pourrait être détruit beaucoup plus rapidement Mars que sur Terre."

"'Mars ne fonctionne peut-être pas de la même manière », a-t-il déclaré. «C'est un casse-tête.» »

Mumma fait remarquer que rien qui Curiosité rapporté au Équipe Curiosity effectivement contredit son théorie, parce que si le méthane étaient rapidement décomposés - en aussi peu que0.4 ans et pas plus de 4 années, comme son 2009 papier sur le sujet fait valoir - le méthane niveaux détectés sur Mars serait plus ou moins comme Curiosité les a trouvés.

"Jusqu'ici [Curiosité Les résultats du spectromètre laser accordable] ne remettent en question rien de ce que nous avons dit dans le 2009 papier," Mumma dit, selonMagazine scientifique.

Dans une interview avec National Geographic après le Curiosité équipe Annonce 2013, Mumma a déclaré: "[l] es résultats sont en fait cohérents avec nos résultats. Nous avons signalé que méthane les rejets seront probablement sporadiques et que les méthane est rapidement éliminé dans l'atmosphère. "

"La bonne nouvelle ici", a-t-il ajouté, "est que l'instrument mobile conçu pour détecter méthane fonctionne et nous attendons avec impatience une surveillance continue à l'avenir. "

Webster repoussé sur cette théorie, disant National Geographic cette "[m]éthane est un gaz très bien compris et assez stable. Nous savons combien de temps il dure et comment il est détruit pendant des décennies. "

La Article de l'équipe Curiosity directement contesté Réclamation de Mumma en 2009 cette méthane doit être en panne à un rythme accéléré sur Mars par certains processus inconnu, concluant que "[avec] une durée de vie photochimique prévue du méthane dans le Martien atmosphère de centaines d'années, il ne reste actuellement aucune explication acceptée de l'existence et de la distribution des panaches, ni de la disparition apparente de méthane au dessus de dernières années."

Webster était convaincu que le méthane Mumma et son équipe a tout simplement vu qu'il n'était pas là. «Chaque fois que nous avons regardé, nous ne l'avons jamais vu», a-t-il dit L'indépendant, racontant plus tard Magazine scientifique cette La théorie de Mumma "nécessite une physique et une chimie inconnues." Sur ce dernier point, Mumma tout à fait d'accord, Magazine scientifique consciencieusement souligné à l'époque, puisque c'était la conclusion logique à tirer de son 2009 papier.

Dr Atreya, qui a co-écrit le Papier 2013, a dit dans un NASAcommuniqué de presse annonçant les conclusions de l'équipe Curosity que sans un processus qu'ils pourraient voir et étudier en fait qui prend méthane hors de l'atmosphère rapidement, tout ce qu'ils pouvaient faire était de passer par les lectures de Curiosité, lequel Atreya senti posé la question de méthane sur Mars plus ou moins pour se reposer.

"Il n'y a aucun moyen connu pour méthane de disparaître rapidement de l'atmosphère ", a déclaré Atreya."Méthane est persistant. Cela durerait des centaines d'années dans le Ambiance martienne. Sans moyen de le sortir plus rapidement de l'atmosphère, nos mesures indiquent qu'il ne peut pas y avoir grand-chose méthane être mis dans le atmosphère par tout mécanisme, qu'il s'agisse la biologie, géologie, ou par dégradation ultraviolette des matières organiques délivré par la chute de météorites ou de particules de poussière interplanétaires. "

Au niveau actuel de parties par milliard ils voyaient, pas plus que 10 à 20 tonnes de méthane pourrait entrer dans L'atmosphère de Mars chaque année, lequel est 50 millions de fois moins que le montant entrant dans La Terre est chaque année.

Webster a conclu enfin: "Il aurait été passionnant de trouver méthane, mais nous avons une grande confiance dans nos mesures, et les progrès dans l'expansion des connaissances sont ce qui est vraiment important. Nous avons mesuré à plusieurs reprises de Printemps martien à fin de l'été, mais sans détection de méthane."

Apparemment pas disposé à laisser un couteau dans l'intestin sans torsion, Les temps rapport dans septembre 2013 a jeté un peu plus de terre sur une tombe qui se remplit rapidement - écrire une épitaphe pour La théorie de Mumma de l'éruption soudaine et localisée et de la disparition de méthane sur Mars: "[une] explication plus simple serait qu'il y avait jamais beaucoup dans la voie de méthane - ou microbes - sur Mars."

En attendant, de retour sur Mars ...

Même avant que tout cela ne se produise, cependant, le Équipe Curiosity avait déjà raffiné Les instruments de la curiosité plus loin que le 1,3 partie par milliard seuil, atteignant une sensibilité de 0,7 partie par milliard. Dans juillet 2013, juste un quelques mois avant la publication de Article de l'équipe Curiosity, la Rover de curiosité a eu sa première bouffée de méthane.

À 0,7 partie par milliard, le détecté méthane dans l'air était la moitié du montant en volume que le Équipe Curiosity s'attendaient à trouver.

Tout le monde s'attendait à ce qu'il y ait certains niveau de méthane détectable sur Mars. Méthane est un sous-produit de réactions chimiques dans l'atmosphère lorsque la poussière spatiale qui tombe interagit avec le rayonnement ultraviolet du soleil, produisant un niveau de fond de méthane dans l'air, qui est devenu le `` plafond '' de méthane dans le papier le Équipe Curiosity publierait juste quelques mois plus tard.

Ce plafond contribue également à la destruction naturelle de méthane dans l'atmosphère au soleil au fil du temps, alors que les lectures aussi basses n'indiquaient pas que quelque chose produisait activement méthane sur Mars, il a semblé montrer autre chose: quelque chose autre que le soleil semblait s'effondrer et détruire le méthane dans l'atmosphère Plus vite que le le soleil serait seul.

À peu près à la même époque, ils ont également atteint un niveau plus élevé de méthane que le plafond supposé, mais qui est tombé de moitié dans environ une semaine. La marge d'erreur pour leurs lectures, il était difficile de dire avec certitude ce qu'ils venaient de voir, donc incapables de se prononcer sur le niveau plus bas que prévu de méthane de fond et le blip anomole dans Les lectures de Curiosity, en tant que scientifiques, tout ce qu'ils pouvaient vraiment faire était d'utiliser les données qu'ils savaient être valide, qui a montré pas de niveaux significatifs de méthane sur Mars.

La Rover de curiosité continua sa mission, progressant lentement vers Mont Sharp et effectuer d'autres tests importants en cours de route; mais pour le quatre prochains mois, aucun autre méthane des lectures ont été prises.

Puis dans Novembre 2013--juste deux mois après avoir annoncé que Curiosité avait trouvé pas de méthane sur Mars et en commençant une claque scientifique assez rude dans les pages des magazines de vulgarisation scientifique -, le Équipe Curiosity instruit Curiosité pour prendre une autre mesure de l'air ambiant.

Ayant vient de publier un articlequi a déclaré queaucun méthane n'avait été trouvé sur Mars -et réprimant à plusieurs reprises l'idée que des éclats de méthane importants et localisés sont apparus sporadiquement à la surface de Mars - le Équipe Curiosity a été stupéfait par ce Curiosité a trouvé.

Lobbing en arrière une bombe à la Équipe Curiosity de Mars, Curiosité a signalé avoir détecté un pic décuplé en méthane au dessus de niveau de fond détectable, une lecture d'environ 7 parties par milliard.

Les lectures sont revenues pour le les deux prochains mois, montrant des niveaux de méthane constamment élevés, avant de tomber rapidement en dessous une partie par milliard dans Janvier 2014. C'était comme un énorme nuage de méthane avait soufflé sur le Rover de curiosité- on pourrait même l'appeler un panache de méthane. Les nouvelles lectures étaient bien au-delà de la marge d'erreur et a clairement indiqué quelque chose sur Mars produisait un scientifiquement significatif quantité de méthane, la première preuve directe qu'il pourrait y avoir une biosphère active sur Mars après tout.

La douce odeur de la justification professionnelle

Étant donné qu'aucune mesure n'a été prise entre Juillet et novembre 2013, il est possible que le poche de gaz méthane la Équipe Curiosity enregistré était encore plus grand que leurs mesures reflétaient. Dr Atreya Raconté Les temps dans 2014 que si les lectures anormales Équipe Curiosity vu dans juillet n'étaient pas seulement le hoquet, mais les mesures réelles d'un pic de méthane, ces lectures pourraient avoir fait partie du même nuage de méthane ils ont trouvé dans novembre, pris comme le nuage de gaz a commencé à flotter sur le Rover de curiosité pendant qu'il était assis Cratère Gale.

«Ça aurait pu être fini six mois», Dit-il,« mais nous ne le savons pas. »

Quelle que soit la durée de la poche de gaz, sa émergence rapide et disparition ultérieure indique un explosion soudaine de méthane, cohérent avec les résultats de l'équipe de Mumma une décennie plus tôt.

Pris avec le Équipe Curiosity mesures en juillet 2013 qui indiquait quelque chose sur Mars à part le soleil se décomposait méthane à un rythme remarquable, Dr John Grotzinger, la Curiosité scientifique de mission, dit Les temps cette La théorie de Mumma ne pouvait plus être radié car il suivait le Article 2013 de l'équipe Curiosity.

"Il est de retour sur la table," Grotzinger m'a dit.

Pour ce qui est de Mumma, on ressent sa satisfaction un peu lyconique quand il raconteLes temps dans 2014 que les nouvelles découvertes confirmant l'existence de ses panaches de méthane étaient "agréable."

Après au moins une année de se moquer de son travail plusieurs grands magazines scientifiques populaires et une revue évaluée par des pairs réputéetu peux difficilement blâmer Mumma pour avoir fait un tour de victoire dans les pages du même journal qui a consacré cinq paragraphes de son histoire No-Methane-on-Mars en 2013 à vraiment ramener à la maison le point aux lecteurs qui Œuvre de Mumma en 2003 a été `` prouvé '' invalide par le Équipe Curiositypremier papier - et incorrect -.

Ces nouvelles découvertes, Mumma a dit, "a confirmé cette réalité surprenante qui méthane est étant libéré, sporadiquement, et c'est être détruit rapidement. Les deux événements sont surprenants.

Alors, que signifie tout ce méthane sur Mars?

Si le méthane sur Mars est abiotique ou biotique, c'est définitivement là, et c'est bizarre. Sa présence nous apprend également quelque chose de nouveau sur Mars que nous ne savions pas avant Mumma l'a détecté pour la première fois dans 2003.

Alors que l'excitation est concentrée sur le potentiel qu'il est méthane biotique, même méthane abiotique indique qu'il peut y avoir de vastes réservoirs d'eau souterraine sous la surface, interagissant avec des formations rocheuses carbonées et sous une chaleur intense.

Et de plus, si des dépôts d'eau souterrains entrent en contact avec des roches chaudes carbonées et produisent du méthane dans le processus, ces réservoirs souterrains pourraient géothermie hôte ou même évents hydrothermaux, considéré par beaucoup comme Ground Zero pour le genèse de la vie microbienne ici sur Terre. La même chose pourrait être vraie de Mars, donc ils seraient exactement là où nous voudrions commencer à chercher la vie.

Pourtant, le méthane biotique est clairement ce que tout le monde espère, faire de cette seule fois l'identification de quelque chose par son pet serait une agréable surprise, car cela signifierait que quelque chose est sur Mars est vivant, et cela nous ne sommes pas seuls dans l'univers. Si deux planètes dans le même système solaire pouvez donner naissance à la vie et ils étaient indépendants les uns des autres, alors pourquoi pas d'innombrables autres planètes de la galaxie?

«C'est la mythologie», a déclaré l'astronome Seth Shostak, du Recherche de l'Institut d'intelligence extra-terrestre (SETI). «Mars est une question de vie, pas de géologie, aussi intéressante soit-elle.»

Pour ce qui est de lecture du méthane de la semaine dernière, c'était encore plus haut que celui Curiosité trouvé dans 2013, mesurant à 21 parties par milliard, mais ce n'est que l'un des nombreux pics détectés au fil des ans. Même avant la mesure de la semaine dernière, il était clair qu'il y avait définitivement quelque chose d'étrange dans le méthane sur Mars.

Avec plusieurs années de données désormais en main, Webster et le Équipe Curiosityaurait trouvé que le niveau de fond de méthane peut changer avec le temps, entre environ 0,5 partie par milliard et 1,5 partie par milliard, et que cette variation de méthane de fond peut suivre le Saisons martiennes.

«C'est très, très fascinant et déroutant,» WebsterRaconté Les temps dans un Rapport 2018 sur leurs dernières découvertes.

Ce rapport dans Les temps a continué en notant que Mumma a estimé que "le travail [de l'équipe Curiosity] a été soigneusement fait et confirme les faibles niveaux de fond, mais qu'il n'était pas encore convaincu de la saisonnalité des variations" des niveaux de fond de méthane sur Mars cette Webster et le Équipe Curiosity faisait un rapport.


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