火星近地表甲烷交换的假说
地球与行星天体物理
2016-07-13 v1
摘要
Curiosity火星车最近在火星上检测到0.7 ppb的甲烷背景值和7 ppb的峰值。这一原位测量重新定位了我们对火星环境及其生命潜力的理解，因为当前理论未包含任何亚年变化的甲烷地质源或汇。特别是，南半球冬季期间10倍的升高表明存在尚待发现的偶发性甲烷源。在此我们提出近地表储库可解释这种变率。利用火星车的温度和湿度测量，我们发现表土中的高氯酸盐发生潮解形成液体溶液，且潮解在甲烷峰值季节向更深的地下推进。因此我们提出以下三个可检验的假说。第一种情形是盖尔陨石坑的表土在干燥时吸附甲烷，并在潮解时将此甲烷释放到大气。吸附能需为36 kJ/mol才能解释甲烷峰值的量级，高于现有实验室测量值。第二种情形是微生物在液体溶液中将土壤中的有机物转化为甲烷。此情形不需要表土吸附，但意味着火星上存在现存生命。第三种情形是深部地下含水层产生甲烷爆发。持续的甲烷和水的原位测量，以及吸附和潮解实验室研究，将检验这些假说并揭示近地表储库的存在及其与大气的交换。
引用
@article{arxiv.1604.08279,
title = {Hypotheses for near-surface exchange of methane on Mars},
author = {Renyu Hu and A. Anthony Bloom and Peter Gao and Charles E. Miller and Yuk L. Yung},
journal= {arXiv preprint arXiv:1604.08279},
year = {2016}
}
备注
Accepted for publication on Astrobiology