لغز الميثان على كوكب المريخ

اسرت التقارير التي كشفت عن وجود كميات من غاز الميثان موجودة على كوكب المريخ العلماء والناس جميعا حيث يتم انتاج كمية كبيرة من غاز الميثان بواسطة الميكروبات التي تساعد معظم الماشية على هضم النباتات و تنتهي عملية الهضم هذه بزفير الماشية أو تجشؤ غاز الميثان في الهواء.

وعلى الرغم من عدم وجود ماشية او اغنام وماعز او حيوانات على المريخ فان العثور على غاز الميثان على المريخ مثير لانه قد يشير الى احتمالية ان الميكروبات التي تنتج هذا الغاز تعيش على الكوكب الاحمر (المريخ) بالرغم من ان الميثان يمكن ان ينتج ايضا لاسباب غير بيولوجية ولا علاقة لها بالميكروبات حيث ان العمليات الجيولوجية التي تنطوي على تفاعل الصخور والمياه والحرارة يمكن ان تنتجها ايضا.

قبل تحديد مصادر غاز الميثان على سطح المريخ ، فان العلماء قريبين من تفسير لغز الميثان ويجب على العلماء تسوية السؤال الذي كان يزعجهم: لماذا تكتشف بعض الأجهزة الغاز بينما لا تكتشفها اجهزة أخرى؟ على سبيل المثال ، اكتشف المسبار كيوريوسيتي التابع لناسا مرارًا وتكرارًا الميثان فوق سطح غيل كريتر(وهي فوهة موجودة على سطح المريخ يتم دراستها). لكن المسبار التابع لوكالة الفضاء الأوروبية لم يكتشف أي غاز ميثان في الغلاف الجوي للمريخ.

وقال احد العلماء : عندما تم تشغيل المسبار الاوروبي عام 2016 كنا نتوقع ان يقوم فريق المدار بالابلاغ عن وجود كمية صغيرة من الميثان في كل مكان على سطح المريخ

قام الجهاز بقياس أقل من نصف جزء لكل مليار من حجم الميثان في المتوسط ​​في Gale Crater (فوهة غيل هي فوهة توجد على سطح كوكب المريخ) و هذا يعادل حوالي رشة ملح مخففة في حمام سباحة بحجم مسبح أولمبي. تخللت هذه القياسات ارتفاعات محيرة تصل إلى 20 جزءًا في المليار في الحجم.

قال ويبستر الذي يعمل في مختبر الدفع النفاث التابع لوكالة ناسا في جنوب كاليفورنيا: "ولكن عندما أعلن الفريق الأوروبي أنه لم ير غاز الميثان ، صدمت بالتأكيد".

تم تصميم المسبار الأوروبي ليكون المعيار الذهبي لقياس غاز الميثان والغازات الأخرى على الكوكب بأسره. في الوقت نفسه فإن المسبار كان دقيقا للغاية ، ويتم استخدامه للكشف المبكر عن حرائق الإنذار في محطة الفضاء الدولية ولتتبع مستويات الأكسجين في بدلات رواد الفضاء. كما تم ترخيصه للاستخدام في محطات الطاقة وخطوط أنابيب النفط والطائرات المقاتلة ، حيث يمكن للطيارين مراقبة مستويات الأكسجين وثاني أكسيد الكربون في أقنعة الوجه.

ومع ذلك ، تأثر العلماء باكتشافات المركبة المدارية الأوروبية وقاموا بفحص المسبار الموجود على المريخ.

اقترح بعض الخبراء أن العربة الجوالة نفسها كانت تطلق الغاز. قال العالم ويبستر: "لذلك نظرنا إلى الترابطات مع توجيه العربة الجوالة ، الارضية، تكسير الصخور ، تدهور العجلة - سمها ما شئت". "لا يمكنني المبالغة في تقدير الجهد الذي بذله الفريق للنظر في كل التفاصيل الصغيرة للتأكد من صحة هذه القياسات "ولاحقا اعلن العلماء عن نتائجهم في مجلة علم الفلك والفيزياء الفلكية.

افترض العلماء الذين يدرسون أنماط الرياح في فوهة غيل الموجودة على سطح المريخ أن التناقض بين قياسات الميثان يرجع إلى الوقت الذي يتم فيه أخذها من اليوم. نظرًا لأنه يحتاج إلى الكثير من الطاقة ، يعمل الجهاز في الغالب في الليل عندما لا تعمل أدوات المركبة الاخرى. وأشار العالم إلى أن الغلاف الجوي للمريخ يكون هادئًا في الليل ، لذا فإن الميثان المتسرب من الأرض يتراكم بالقرب من السطح حيث يمكن للمركبة اكتشافه.

من ناحية أخرى ، يتطلب القمر الصناعي الذي يعمل هناك ضوء الشمس لتحديد الميثان على بعد حوالي 3 أميال أو 5 كيلومترات فوق السطح. قال العالم : "أي غلاف جوي بالقرب من سطح الكوكب يمر بدورة خلال النهار". تعمل الحرارة المنبعثة من الشمس على تحريك الغلاف الجوي مع ارتفاع الهواء الدافئ وتساقط الهواء البارد. وبالتالي فإن الميثان المحتجز بالقرب من السطح ليلاً يتم مزجه في الغلاف الجوي الأوسع نهارًا ، مما يخفف من مستوياته إلى مستويات لا يمكن اكتشافها. قال العالم موريس: "لذلك أدركت أنه لن ترى أي آلة ، خاصة تلك التي تدور في المدار أي شيء".

وعلى الفور قرر فريق العلماء اختبار تنبؤات موريس من خلال جمع أول قياسات نهارية عالية الدقة. قامت المركبة بقياس الميثان على التوالي على مدار يوم واحد من أيام المريخ ، حيث وضعت بين قوسين قياسًا ليليًا وقياسًا نهارًا. مع كل تجربة ، امتصت SAM ( وهو جهاز مختبر يحلل المواد العضوية والغازات من كل العينات الجوية والصلبة) امتصت هواء المريخ لمدة ساعتين ، مما أدى إلى إزالة ثاني أكسيد الكربون باستمرار ، والذي يشكل 95٪ من الغلاف الجوي للكوكب. ترك هذا عينة مركزة من الميثان يمكن للمركبة قياسها بسهولة عن طريق تمرير شعاع ليزر الأشعة تحت الحمراء من خلاله عدة مرات ، واحدة تم ضبطها لاستخدام طول موجي دقيق للضوء الذي يمتصه الميثان.

 "وتوقع احد العلماء أن الميثان يجب أن ينخفض ​​فعليًا إلى الصفر خلال النهار ، وأكدت القياسات النهارية ذلك" . يتناسب القياس الليلي بدقة مع المتوسط ​​الذي أنشأه الفريق بالفعل. قال محافي: "هذه طريقة واحدة للتخلص من هذا التناقض الكبير".

بينما تشير هذه الدراسة إلى أن تركيزات الميثان ترتفع وتنخفض على مدار اليوم على تلك النقطة والتي يتم اكتشافها على المريخ ، لا يزال يتعين على العلماء حل لغز الميثان العالمي في المريخ. الميثان هو جزيء مستقر من المتوقع أن يستمر على سطح المريخ لمدة 300 عام قبل أن يتمزق بفعل الإشعاع الشمسي. إذا كان الميثان يتسرب باستمرار من جميع الحفر المتشابهة ، وهو ما يعتقد العلماء أنه من المرجح فيجب أن يتراكم ما يكفي منه في الغلاف الجوي حتى يكتشفه جهاز تتبع الغازات المدارية. يعتقد العلماء أن شيئًا ما يدمر الميثان في أقل من 300 عام.

التجارب جارية لاختبار ما إذا كان التفريغ الكهربائي منخفض المستوى للغاية الناجم عن الغبار في الغلاف الجوي للمريخ يمكن أن يدمر غاز الميثان ، أو ما إذا كانت وفرة الأكسجين على سطح المريخ تدمر الميثان بسرعة قبل أن تصل إلى الغلاف الجوي العلوي.  

قال ويبستر: "نحن بحاجة إلى تحديد ما إذا كانت هناك آلية تدمير أسرع من المعتاد للتوفيق الكامل بين مجموعات البيانات من العربة الجوالة والمركبة المدارية".