Varifrån kommer metan på Mars?

 

Den kemiska föreningen metan (CH4) är det enklaste kolvätet.  Metan kallas även sumpgas då den bildas vid nedbrytning av organiskt material i syrefattiga miljöer exempelvis i botten av kärr. Ett annat namn är gruvgas efter dess benägenhet att sippra ut i gruvgångar där den sedan riskerar att antändas vilket gör den till ett allvarligt hot mot gruvarbetare - gasexplosioner kostar regelbundet människoliv ännu i våra dagar. Metan är även den växthusgas som (efter koldioxid)  är näst största hotet i uppvärmningen av vår planet.

Den mest överraskande upptäckten från NASA:s Curiosity Mars Rover är att metan sipprar upp ur ytan i Gale-kratern . 

Det är levande varelser som producerar det mesta av metangasen på jorden. Men forskare har inte hittat några säkra tecken på nuvarande eller forntida liv på Mars så troligen är detta inte fallet med metanfyndet på Mars. Ändå har det portabla kemilabbet ombord på Curiosity, känt som SAM, (Sample Analysis at Mars), kontinuerligt hittat spår av metan nära ytan i Gale-kratern. Ingen annan plats har det hittats på (ännu) på Mars. Forskarna antar att den troliga källan är geologiska mekanismer som involverar vatten och sten djupt nere under mars regolit (som är berggrund som vittrat).

SAM har dock funnit att metan beter sig på oväntat vis i Gale-kratern. Det sipprar upp på natten och försvinner under dagen. Den fluktuerar säsongsmässigt och stiger ibland till nivåer som är 40 gånger högre än vanligt. Förvånansvärt nog ackumuleras inte metangasen i atmosfären: ESA:s (European Space Agency) ExoMars Trace Gas Orbiter, som skickades till Mars specifikt för att studera Mars atmosfär har inte upptäckt någon metan i atmosfären.

Metanfyndet håller Mars-forskare sysselsatta med laboratoriearbete och datormodelleringsprojekt som syftar till att förklara varifrån gasen kommer, beter sig svårförklarligt och bara detekteras i Gale-kratern. En forskargrupp från NASA delade nyligen med sig av en intressant teori.

I en artikel i mars i Journal of Geophysical Research: Planets, föreslog gruppen att metan – oavsett hur det produceras – skulle kunna förseglas under stelnat salt som kan bildas i Mars regolit av krossad sten och stoft. När temperaturen sedan stiger under varmare årstider eller tid på dygnet försvagas förseglingen ( frosten), och metangas sipprar ut. Under ledning av Alexander Pavlov, planetforskare vid NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, föreslår forskarna att gasen också kan explodera ut i små  puffar när tätningar spricker (det stelnade saltet) under trycket av till exempel en rover (månbil) stor som en liten SUV som kör över regoliten. 

Vore ett bra experiment att backa bort bilen och med instrument undersöka om metan likväl sipprar ut i kratern och inte bara under rovern.

Forskarnas hypotes kan hjälpa till att förklara varför metan bara detekteras i Gale-kratern, beskriver Pavlov, med tanke på att det är en av två platser på Mars där en robot rör sig och borrar i ytan. Den andra platsen är Jezero-kratern, där NASA:s Perseverance-rover arbetar, men den rovern inte har något metandetekterande instrument. 

Vore intressant om en undersökning av metan kunde göras där också.

Pavlov beskriver att ursprunget till denna hypotes är ett  experiment som han ledde 2017, som involverade odling av mikroorganismer i en simulerad marsiansk permafrost (frusen jord) med salt inblandat likt mycket av Mars permafrost är.

Pavlov och hans kollegor testade om bakterier som kallas halofiler (organism som trivs i saltrika miljöer), som lever i saltvattensjöar och andra saltrika miljöer på jorden, kunde trivas under liknande förhållanden på Mars.

Resultaten från mikrobodlingen visade sig inte vara entydiga, beskriver han, men forskarna märkte något oväntat: Det översta jordlagret bildade en saltskorpa där salt is förvandlades från ett fast ämne till en gas och lämnade saltet efter sig.

Resultatet kan visa vad som sker på Mars men förklarar inte metanets ursprung.

Bild vikimedia på gale-kratern.

Titans övärld innehåller isberg bestående av kolväte

 

Titan är Saturnus största måne och den näst största månen i solsystemet efter Jupiters måne Ganymedes.

Titans öar är sannolikt flytande bitar av porösa frusna organiska fasta ämnen visar en ny studie som publicerats i Geophysical Research Letters, AGU:s tidskrift för rapporter i kortformat med titeln “The Fate of Simple Organics on Titan’s Surface”. Studiens författare är Studiens författare ärXinting Yu (korresponderande författare), University of Texas i San Antonio. Yue Yu, University of California Santa Cruz, Universitetet i Genève. Julia Garver, University of California Santa Cruz. Xi Zhang, University of California Santa Cruz. Patricia McGuiggan, Johns Hopkins University

Titan har en dimmig orange atmosfär 50 % tjockare än jordens, rik på metan och andra kolbaserade molekyler. Ytan på Titan är täckt av mörka sanddyner bestående av organiskt material och hav av flytande metan och etan. På radarbilder ses ljuspunkter på havets yta (öar) som kan bestå från några timmar till veckor eller längre.

Dessa kortlivade öar sågs första gången 2014 under Cassini-Huygens-uppdraget sedan dess har forskare försökt ta reda på vad de består av och hur de uppkommer.

Xinting Yu, planetforskare och huvudförfattare till den nya studien ställde sig frågan och gjorde en närmare undersökning med de data som finns på förhållandet mellan Titans atmosfär, flytande sjöar och de fasta material som avsatts på månens yta ifall detta skulle kunna avslöja orsaken till dessa öar. ”Jag ville undersöka om öarna kunde vara organiska ämnen som flyter på ytan likt pimpsten på vatten här på jorden innan de sjunker”, skriver Yu.

Titans övre atmosfär är tät och har hög densitet och består av organiska molekyler. Molekylerna kan klumpa ihop sig, frysa samman och falla ner på månens yta, floder och sjöar där vågorna bara är några millimeter höga.

Yu och hennes team var intresserade av vad som hände med dessa organiska klumpar när de nådde Titans kolvätesjöar. Skulle de sjunka eller flyta? För att hitta svaret undersökte teamet först om Titans organiska fasta ämnen helt enkelt skulle lösas upp i dessa sjöar. Eftersom sjöarna redan är mättade med organiska partiklar antog teamet att de fallande fasta ämnena inte skulle lösas upp när de nådde vätskan. Om materialet skulle sjunka direkt skulle vi inte se dessa öar, beskriver Yu. ”De bör flyta ett tag, men inte under en längre tid."

Om de isiga klumparna var tillräckligt stora och har rätt förhållande mellan håligheter och smala rör skulle det flytande metanet (eller etanet) kunna sippra in tillräckligt långsamt för att klumparna skulle kunna dröja sig kvar på ytan under en tid upptäckte forskarna i sina modeller.

Yus modeller tyder på att enskilda klumpar sannolikt är för små för att flyta på egen hand. Men om tillräckligt många klumpar samlas nära stranden kan större bitar brytas loss och flyta iväg, på samma sätt som glaciärer kalvar på jorden. Med en kombination av en större storlek och rätt porighet skulle dessa organiska glaciärer kunna förklara fenomenet med de tillfälliga öarna.

Förutom öarna kan ett tunt lager av frusna fasta ämnen som täcker Titans hav och sjöar förklara de flytande kropparnas ovanliga jämnhet. Således kan resultaten från denna studie förklara två av Titans mysterier.

Bild vikipedia Bilder av antalet sjöar på Titans norra halvklot (vänster) och södra halvklotet (höger)