Metan forsvinder på Mars:Forskere foreslår ny mekanisme som en forklaring

Processerne bag frigivelse og forbrug af metan på Mars har været diskuteret, siden metan blev målt for første gang for cirka 15 år siden. Nu, en tværfaglig forskergruppe fra Aarhus Universitet har foreslået en tidligere overset fysisk-kemisk proces, der kan forklare metans forbrug.

For omkring 15 år siden, man kunne for første gang læse om metan i Mars atmosfære. Dette vakte stor interesse, også uden for de videnskabelige kredse, siden metan, baseret på vores viden om metan på Jorden, betragtes som en biosignatur, altså tegn på biologisk aktivitet og dermed liv.

I de efterfølgende år, man kunne læse artikler, der skiftevis rapporterede om metans tilstedeværelse og fravær. Denne variation førte til tvivl om nøjagtigheden af ​​de første metanmålinger. Nylige målinger af metan i Mars' atmosfære har nu vist, at dens dynamik er reel nok, og det faktum, at der nogle gange kun kan måles meget lave koncentrationer, skyldes en uafklaret mekanisme, der får metan til at forsvinde fra atmosfæren og ikke en fejlmåling.

Metankilderne eller årsagerne til dens forsvinden er ikke identificeret på nuværende tidspunkt. Især sidstnævnte, den hurtige forsvinden af ​​metan, mangler en plausibel mekanistisk forklaring. Den mest åbenlyse mekanisme, nemlig den fotokemiske nedbrydning af metan forårsaget af UV-stråling, kan ikke forklare metans hurtige forsvinden, hvilket er en forudsætning for at forklare dynamikken.

Erosion og kemi

Aarhus-forskere har netop publiceret en artikel i tidsskriftet Icarus hvor de foreslår en ny mekanisme, der kan forklare fjernelsen af ​​metan på Mars. Årevis, den multidisciplinære Mars-gruppe har undersøgt vigtigheden af ​​vinddrevet erosion af mineraler for dannelsen af ​​reaktive overflader under Mars-lignende forhold. Til dette formål, forskergruppen har udviklet udstyr og metoder til at simulere erosion på Mars i deres "jordiske" laboratorier.

Baseret på Mars-analoge mineraler som basalt og plagioklas, forskerne har vist, at disse faste stoffer kan oxideres, og gasser ioniseres under erosionsprocesserne. Dermed, den ioniserede metan reagerer med mineraloverfladerne og binder sig til dem. Forskerholdet har vist, at kulstofatomet, såsom methylgruppe fra methan, binder sig direkte til siliciumatomet i plagioklas, som også er en dominerende bestanddel af Mars' overflademateriale.

Det, forskerne ser i laboratoriet, kan også forklare tabet af metan på Mars. Ved denne mekanisme, som er meget mere effektiv end fotokemiske processer, metan kunne fjernes fra atmosfæren inden for den observerede tid og derefter aflejres i Mars kildejord.

Påvirker muligheden for liv

Forskergruppen har desuden vist, at disse mineralske overflader kan føre til dannelse af reaktive kemikalier som brintoverilte og iltradikaler, som er meget giftige for levende organismer, inkl. bakterie.

Gruppens resultater er vigtige for at vurdere muligheden for liv på eller nær Mars overflade. I en række opfølgende undersøgelser, forskerne vil nu undersøge, hvad der sker med den bundne metan, og om erosionsprocessen ud over gasserne i atmosfæren også ændrer eller endda fuldstændig fjerner mere komplekst organisk materiale, som enten kan stamme fra selve Mars eller er kommet til Mars som en del af meteoritter.

Resultaterne har således indflydelse på vores forståelse af bevarelsen af ​​organisk materiale på Mars og dermed det grundlæggende spørgsmål om liv på Mars – blandt andet i forbindelse med fortolkningen af ​​resultaterne af den kommende ExoMars rover, som ESA forventes at lande på Mars i 2021.