41《宇宙》与生命相关的甲烷

与生命相关的甲烷

哈喽大家好我是大G，上回讲到好奇号火星车，带着一身的高科技，于2012年成功着陆于火星的盖尔撞击坑，基于先进的技术和各种高性能的设备，在着陆短短40天的时间里，通过岩层钻孔检测，就确认了盖尔陨石坑曾经存在过浅水湾的证据，并且有可能维持微生物的生存。

不过问题来了，继续分析土壤样本，发现这些沉积的土壤在火星表面已经存在了8000万年，这意味着什么呢？意味着这些土壤在火星更早的历史中就存在了，并且一直被掩埋着，直到受风力作用漏出地表长达8000万年。

这其实并不是什么好消息，好奇号本次来火星的一个主要任务，是寻找有机物，如果说这里的土壤已经被太阳晒了几千万年，那有机分子大概率将会被完全分解掉，于是好奇号为了寻找新的采样目标，确保有存在有机物的可能性，一路向南行驶，走到了夏普山的山脚，计划寻找大气中的甲烷分子，起初一段时间的探测效果并不理想，什么都没发现，紧接着就准备了一个为期20个月的寻找甲烷计划，这在当时可算个豪赌了，好奇号计划任务寿命一共就2年，在这就要花废掉20个月，可见对甲烷的重视程度啊。实际上好奇号现在还在运行。

夏普山（Mount Sharp），正式名称为伊奥利亚山是在火星的盖尔坑中心的一座山。

直到2013年12月一个夜晚，好奇号身上的火星样品分析仪（SAM）打开了一个小阀门，吸入火星冰冷的空气，空气进入这小小的镜面空间内，可调谐激光光谱仪向空气样本照射激光，并测量吸收到了特定波长，好奇号检测到了甲烷。

通过光谱分析火星大气内的成分

这是令全球科学家都非常开心的事儿，其实在2004年欧洲的火星快车和2009年nasa通过地面望远镜，也都探测到了甲烷，浓度值大约10亿分之1。即使含量很低，那也是轰动一时的大新闻啊，可惜的是都没有亲自到火星上去检测大气，证据不足，难以让科学界信服啊。好在本次好奇号成功探测到甲烷，其浓度峰值达到了是10亿分之7 （上下浮动约2.5），接近火星快车所发现浓度10倍呀，所有地面工作者，精气神瞬间都提到了最高点。

那甲烷有什么特殊的呢？以至于在整个好奇号探测任务中，占比如此之大？这还要从甲烷的诞生途径说起。

甲烷，它有个大家很熟的名字，瓦斯，家里烧饭用的天然气中，大部分就是甲烷，还有一些沼气、矿井油田中，也有大量的甲烷。它是最简单的有机物，在地球上，甲烷最主要的产生途径，是来自生物活动，例如反刍动物的消化过程、昆虫、植物落叶、微生物分解有机物等，它产生的方式就能看出，甲烷往往与生命联系在一起。

不过也并不是所有甲烷都依靠生命生产，一些地质活动也会产生甲烷，只是产生的效率远没生物效率高，在地球进入高效率工业化以前，微生物每年产生的甲烷，就占据了全球甲烷的百分之85，所以在行星科学中，一旦检测到甲烷，往往都会联想到微生物。

甲烷还有一个特点，就是化学性质很不稳定，非常容易被太阳辐射破坏分解掉，或者与其它物质产生反应，一般来讲，甲烷在3百年的时间内，就会从大气中逐渐就消失掉了。

所以火星检测到了甲烷，就说明一定存在某个不断产生甲烷的源头。

好奇号继续探测着甲烷的含量，在随后的测量中又一现象出现，甲烷浓度在2个月内急剧下降，于是马上就有科学家给了很大胆的猜测，可能是火星微生物季节性繁殖，导致了火星大气内甲烷含量的季节性变化。这消息一出，比当年找到水还要令人兴奋。

刚刚甲烷一般来自生物或者地质活动，此时休斯顿航天中心，研究宇宙尘埃的科学家马克表示，检测到甲烷2周前，刚刚发生过火星流星雨，很有可能是火星与彗星轨道相交，彗星上富含碳的陨石掉落造成的。经过计算后发现，大气的反应速度没有那么快，因此这种可能性被排除掉了。

 火星大气中甲烷的产生与沉降，一个甲烷分子由一个碳原子和4个氢原子组成，生物和非生物活动都能产生甲烷。

就在科学家们为探测到甲烷感到兴奋，还在研究来源的时候，他们得到了一个不太乐观的消息，好奇号在发射前曾做过甲烷含量标定实验，将一定数量的甲烷灌入样品池，尽管发射前已将甲烷排空，但实际测量表明依然残留着地球甲烷，可能是地球大气所污染。在接下来的一年探测中，尽量消除这种误差，虽然不能直接否定掉火星甲烷的存在，但是高出之前十倍浓度的数值和季节性变化的可信度也确实大打折扣。

ExoMars痕量气体轨道飞行器

科学最讲究的就是严谨性，火星存在甲烷现在还不能一锤定，为了揭开这个火星迷题，欧空局和俄罗斯联邦航天局也联手制定了一个“寻找火星生命“的计划，Exomars，将分为2个步骤发射，分别于2016年发射火星痕量气体轨道器，用来探测火星大气，第二部分计划2020年发射火星车，这次为了确保火星甲烷的准确度，带了2个检测甲烷的仪器，防止出现不准确的情况，它甚至可以探测到十万亿分之一的甲烷浓度，真是铁了心要找甲烷呀，那后来exomars的探测有没有好消息带回来呢？我们下回接着聊~

各位小伙伴，你知道人类是如何释放甲烷的吗？我们在评论区见