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揭秘火星恐怖魔鬼尘暴 甲烷成因或有颠覆性解释

http://www.kexue.com 2012-09-15 09:51:26 搜狐科学  发表评论


美国宇航局的“火星勘测轨道飞行器”于2012年3月14日拍摄到的一个尘卷风

  长久以来,火星大气中甲烷的来源一直困扰着科学家。在火星大气层中,科学家观测到存在短暂的数量惊人的甲烷气体,有时呈现出相当大的羽状物形态。近期墨西哥的一组科研人员得出一个不同于以往的、出人意料的结论:甲烷的来源是沙尘暴与尘卷风(魔鬼旋风)。

  这个研究团队在刊登在《地球物理研究通讯》中的一篇文章中指出:基于冰层表面的静电放电效应,我们提出了一个新的甲烷生成机制,由带电的尘卷风及沙尘暴引起的放电效应,将CO2气体及水分子离子化,它们的副产物再结合生成甲烷。

  在实验室模拟中,研究人员展示了在火星大气环境中,在冰样品上的脉冲放电,每焦耳能量能生成1.41*10^16个甲烷分子。放电作用的实验结果与紫外激光辐射产生的光解进行了对比,结果显示两种方法都能生成甲烷,但光解的效率仅是放电作用的三分之一。

  科学家同样也没有排除甲烷可能通过其它途径产生,但是尘卷风及沙尘暴的快速产生意味着它们也能快速生成甲烷。文章中写道:“这一生成甲烷的机制最大的优势是它能快速生成,因此能够解释羽状物产生的原因”。

  科学家于1999年在火星大气层中最先观察到甲烷的存在。但一直到2009年,科学家通过地球上的望远镜对火星的大气研究了几个火星年之后才宣布:在古代有冰和流动水存在的地方,他们发现了三个释放甲烷的区域。

  他们观测到并绘制出了火星上多处释放甲烷的区域,其中一处释放出了19000吨甲烷。当温暖的春夏季节,甲烷流会喷射出来,这也是尘卷风生成的季节。

  火星上的甲烷仅存在于火星大气层中几百年的时间,这意味着它不断的能被补给更新,这会使很多人认为它或是由火星生命产生的。

  美国宇航局戈达德飞行控制中心的迈克尔 穆马(Michael Mumma)博士说:“在火星大气层中,甲烷可以通过多种方式很快的被破坏,这也意味着同时有反应过程在生成它。在北方仲夏,甲烷释放的速度与弗罗里达州圣巴巴拉煤油点渗漏场的碳氢化合物释放的速率相同。”

  2009年的研究指出,甲烷是由火星内部释放出来,或许是从冻土阻塞裂缝中蒸发出来,释放到火星大气中,但不知道甲烷是如何产生的。如果是从内部释放出来的,那它应该是由例如蛇纹岩化的地质过程(一个简单的水石反应),或是通过微生物代谢过程产生。但如果尘卷风与沙尘暴也能生成甲烷,那么这个谜团将变得非常平庸了。

  甲烷在火星大气中的浓度仅有千万分之一到千万分之五(体积比),因此甲烷在火星大气成分中是微量的。甲烷浓度的剧烈变化确实还很难解释,这要寄希望于该研究团队在接下来的火星多沙尘暴和尘卷风的季节中进行的深入研究。(双螺旋)

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