Observações sobre a última década sugerem que nuvens de metano formar brevemente sobre Marte durante os meses de verão. A descoberta deixou muitos cientistas coçando suas cabeças, uma vez que não se encaixam em modelos da atmosfera marciana. A imagem acima mostra um mapa de concentrações de metano no outono (ano marciano observada pela primeira vez) sobrepostos no mapa verdadeira cor de Marte. É um debate de longa data que a Marte Curiosity rover em breve poderá responder.
"Os relatórios são extraordinárias", disse Kevin Zahnle da NASA Ames Research Center . "Eles necessitam de metano para ter um tempo de vida de dias ou semanas na atmosfera marciana, que não concorda com o comportamento conhecido de metano em pelo menos um fator de 1000."
Zahnle e seus colegas têm expressado sérias dúvidas sobre a existência de metano em Marte em um artigo que apareceu em dezembro de 2010 na revista Icarus. "O que dizemos é que a evidência não é forte o suficiente para quase-nos a suspender a nossa confiança no comportamento químico conhecido de metano", disse ele.
Mais recentemente um grupo de pesquisadores do México vêm-se com um diferente - fonte de metano - e bastante inesperado: tempestades de poeira e diabos de poeira. O time mexicano propôs um mecanismo para nova produção de metano com base no efeito de descargas elétricas sobre superfícies geladas, de acordo com um relatório em um artigo publicado na revista Geophysical Research Letters , escrito por uma equipe liderada por Arturo Robledo-Martinez da Universidade Autônoma Metropolitana , Azcapotzalco, México. "As descargas, causados pela eletrificação de diabos de poeira e as tempestades de areia", eles relatam, "ionizar CO2 gasosos e moléculas de água e sua recombinam para produzir subprodutos de metano."
Em uma simulação de laboratório, eles demonstraram que que as descargas elétricas pulsadas mais de amostras de gelo em um sintético atmosfera marciana produziu cerca de 1,41 × 1016 moléculas de metano por joule de energia aplicada. Os resultados da experiência de descarga eléctrica foram comparados com fotólise induzida por radiação laser UV e verificou-se que tanto o produto de metano, embora a eficiência da fotólise é um terço do da descarga.
Por mais de 40 anos, os astrônomos encontraram várias sugestões de metano em Marte. Estes relatórios têm sempre gerou muita emoção, porque eles parecem fornecer alguma pista para a habitabilidade do nosso vizinho planetário.
"O metano invoca visões de vida em Marte", explica Sushil Atreya, da Universidade de Michigan. Isso porque a maior parte do metano no planeta vem de vida (ou uma vez de estar) coisas.
Mas a evidência sólida de marciano metano com espectroscopia de infravermelho só surgiu em 2003, quando Mumma e seu grupo viu assinaturas de metano em espectros tomados com a NASA Infrared Telescope Facility , no Havaí. O metano foi localizado em nuvens, ou "plumas", mais de certas regiões do superfície marciana , com a densidade máxima de metano atingindo cerca de 60 partes por bilhão.
Em 2004, dois outros relatórios saiu alegando ter visto metano. Dados da Mars Express da ESA o, que começou a orbitar Marte em janeiro de 2004, mostrou sinais de plumas de metano, mas não nos mesmos lugares como a equipe de Mumma. Outra observação terrestre com o Telescópio Canadá-França-Havaídetectado metano, mas não tem resolução suficiente para ver espacial plumas.
Grupo de Mumma realizaram suas próprias observações de acompanhamento em 2006, quando a órbita de Marte novamente permitido metano a ser detectado a partir do chão. Mas nesse ínterim de três anos, todos os sinais de que o metano havia desaparecido, como relatado em um artigo da Science de 2009. A implicação é que o metano é uma ocorrência sazonal, talvez apenas coincidindo com verões no planeta vermelho.
Mumma e seus colegas estimaram que os maiores plumas de Marte exigiria uma fonte que libera metano em taxas comparáveis para escoar a maior do mundo de hidrocarbonetos, que está na Califórnia. Embora pensamentos se voltaram para metano arrotos pouco marcianos, processos geoquímicos poderia produzir esses níveis de metano em Marte. O júri é ainda para fora sobre qual dos vários candidatos é a fonte mais provável.
O mais difícil de bater pode ser o rápido desaparecimento do metano em Marte. Modelos da estimativa atmosfera marciana que uma molécula de metano deve sobreviver, em média, cerca de 300 anos antes de ser destruída por processos fotoquímicos.
No entanto, a análise dos dados sugere que a pluma de metano está a ser removido da atmosfera da ordem de meses, ou mesmo semanas.
Zahnle e seus colegas se debruçaram sobre o quão difícil seria para incluir um metano "pia" grande o suficiente para engolir as plumas de metano observadas por um período tão curto. Eles concluem que qualquer processo químico que devora metano seria completamente atrapalhar o orçamento do planeta química, em particular a provisão de oxigênio.
"Oxidação do metano esgotaria Marte de seu oxigênio atmosférico em menos de 10.000 anos", diz Zahnle.
"Embora os detalhes de argumentos teóricos Zahnle et al são discutíveis, sua idéia básica da implausibilidade de grande abundância e curta vida do metano é bastante sólida", diz Atreya.
Mumma está ciente de que suas observações não combinam com a imagem criada de Marte. "Mas a medida é uma medida", diz ele.
É certamente possível que Mumma e outros têm encontrado uma "chave de macaco", que vai exigir a revisão dos modelos atuais de Marte, mas Zahnle e outros não estão convencidos de que este é o caso, devido à dificuldade em observar o metano em Marte.
De acordo com os seus argumentos, as medições espaciais sofrem de resolução espectral pobre que torna difícil detectar as linhas de absorção que identificam o metano de espectro. As observações da Terra, por outro lado, têm resolução suficiente, mas eles têm que lidar com a atmosfera da Terra, que está cheio de suas próprias linhas de absorção.
Para explicar este último ponto, imagine procurando uma flor rosa com rosa-óculos cor: a luz que você quer ver é absorvida antes de chegar a você. As assinaturas de metano marciano normalmente se encontram nas regiões de infravermelho do espectro onde nossa atmosfera é altamente absorvente.
Existem alguns truques que terrestres astrônomos podem usar. Por um lado, eles podem olhar para Marte quando o planeta está se movendo em nossa direção ou para longe de nós. Isso causa um efeito Doppler na luz marciano que pode fazer as linhas de metano um pouco mais fácil de identificar.
Ainda assim, os observadores devem construir modelos para tentar subtrair longe da "contaminação primeiro plano" vindo da nossa atmosfera. Isto envolve uma contabilidade cuidadosa de todas as moléculas que podem ser absorventes de luz recebida.
"O metano que [Mumma e outros] ver não é uma medição bruta, mas sim uma medida filtrada através de um modelo sofisticado, mas imperfeita da atmosfera da Terra", diz Zahnle.
Ele e seus co-autores afirmam que estes modelos podem ser incorretamente representando o efeito do carbono-13 metano. Mais metano na atmosfera é feita com carbono-12, mas uma pequena quantidade contém o carbono-13 isótopo mais pesado.
As linhas de absorção de metano terrestre de carbono-13 só acontecerá a mentir direito onde a equipe de Mumma afirma ter detectado a assinatura do metano marciano. Grupo de Zahnle não acho que isso é uma coincidência. Eles argumentam que o metano carbono-13 está fornecendo um sinal falso de metano marciano.
Mumma discorda. Ele diz que se eles estavam subestimando carbono-13 metano, então este falso sinal deve aparecer em todos os seus dados processados, mas não faz.
"Você precisa de um modelo muito sofisticado para extrair o sinal terrestre", diz Mumma "" Acreditamos que nossos modelos multicamadas são os mais avançados do mundo para esta região do espectro. "
Além disso, ele diz que as mudanças de sinal supostos metano como eles olham para diferentes regiões de Marte. Este tipo de variação espacial não seria esperado se o sinal fosse devido à absorção na nossa atmosfera.
Mark Allen, do Laboratório de Propulsão a Jato acompanhou o debate e pensa Mumma efetivamente refutou as dúvidas sobre a análise espectroscópica do seu grupo.
Próprio ponto de vista de Allen é que as plumas de metano que eram visíveis em 2003 rapidamente espalhar-se de tal forma que o gás já não era suficientemente denso para ser detectada.
"Assim, o metano não desaparecer, à la ter que ter um tempo de vida química invulgarmente curto", diz Allen.
Atreya tem uma pegada diferente sobre a questão. Ele encontra as reivindicações de variações espaciais e sazonais na concentração de metano a ser "bastante duvidosa". Ele acredita que uma quantidade relativamente pequena de metano tem sido observada, mas os dados presentes parecem compatíveis com ela sendo essencial, uniformemente distribuídas ao longo do planeta.
"Na ausência de variabilidade temporal e espacial rápido, não haveria necessidade de invocar mecanismos exóticos destruição ou libertação", diz Atreya.
A maioria da comunidade está sendo cauteloso e não tomar partido no debate, de acordo com Atreya. Eles estão esperando próximas missões irá decidir quem estava certo, afinal.
A resposta pode vir de Marte da NASA Science Laboratory rover, com sua análise de amostras em Marte (SAM) suite, que irá medir uma grande variedade de constituintes vestigiais e isótopos de gás e amostras sólidas. Dois dos instrumentos SAM, o espectrômetro de laser ajustável e do espectrômetro de massa quadrupolar, poderia detectar um cheiro de metano - um na parte por bilhão nível ou inferior - no ar em torno do local de pouso rover em Gale Crater.
Um teste mais abrangente está prevista em 2016 com o Trace Gas Orbiter ExoMars (TGO), que fará parte da junta dupla Programa missão da ESA / NASA ExoMars. A TGO irá analisar a atmosfera de gases traços exóticos, como o metano.
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