Ist es möglich, dass Curiosity Rover sein eigenes Methan gemessen hat oder die Spektrometrie nicht durchgeführt hat?

Die NASA hat im vergangenen Juni veröffentlicht, dass auf dem Mars hohe Methankonzentrationen gemessen wurden .

Diese Woche fand der Curiosity Mars Rover der NASA ein überraschendes Ergebnis: die größte Methanmenge, die jemals während der Mission gemessen wurde – etwa 21 Teile pro Milliarde Volumeneinheiten (ppbv).

Diese Nachricht in der spanischen Presse hat mich heute jedoch überrascht, da sie betitelt ist: "Es gibt kein Methan auf dem Mars oder es gab es in den letzten 350 Jahren".

Sie verweisen auf dieses Papier über ESA Exomars , das auf Nature veröffentlicht wurde , wo sie sagen, dass die ESA kein Methan entdeckt hat:

„Wir haben in einer Reihe von Breitengraden auf beiden Hemisphären kein Methan nachgewiesen und eine Obergrenze für Methan von etwa 0,05 Volumenteilen pro Milliarde erhalten, was 10- bis 100-mal niedriger ist als die zuvor gemeldeten positiven Nachweise“ (Korablev et al., 2019).

Der spanische Wissenschaftler der ESA bezweifelt im Interview die Maßnahme der NASA:

„Ich würde mich freuen, Methan auf dem Mars zu finden. Und wenn es biologischen Ursprungs wäre, besser als besser. Aber wenn es in den letzten 350 Jahren gewesen wäre, wäre es auf dem ganzen Planeten gewesen und NOMAD hätte es entdeckt. Nichts davon Die Curiosity- Messungen können die Herkunft des Methans bestätigen, das sie angeblich registriert haben. Was die Beobachtungen von terrestrischen Teleskopen entdeckt haben, ist eine Asymmetrie, eine Unregelmäßigkeit, die sie als Mars-Methan interpretiert haben. Aber die veröffentlichten Messungen widersprechen der elementarsten Atmosphäre Physik, da es unmöglich ist, dass sie sich nur auf einen Bereich konzentriert", warnt López Moreno.

Der Wissenschaftler des europäischen und russischen Teams glaubt, dass es sich um einen Fehler beim Lesen der Spektographie handeln könnte oder dass sie nicht identifiziert haben, dass die Quelle des Gases der Rover Curiosity selbst ist , da er bis zu 1.000 Mal mehr Methan konzentrieren kann als er könnte existieren in der Atmosphäre.

Übersetzung von Google aus dem spanischen Artikel

Ist es möglich, dass Curiosity seine eigene Spur gemessen hat oder an der Spektrometrie gescheitert ist, wie der ESA-Wissenschaftler vorschlägt, als die NASA behauptete, sie habe Methan auf dem Mars gefunden?

- Korablev, O. et al. (2019) : "Kein Nachweis von Methan auf dem Mars aus frühen ExoMars Trace Gas Orbiter-Beobachtungen." Natur 568 , Seiten 517–520

Der Schweizer Zeitungsartikel nzz.ch/wissenschaft/… spekuliert, dass der Marsboden eine bestimmte Menge Methanhydrat enthält, das (durch mechanische Kompression) vom Rover freigesetzt wird, wenn er über eine Stelle fährt, an der es vorhanden ist. Diese sehr lokale Quelle, kombiniert mit einer schnellen Verdünnung in der Marsatmosphäre, könnte die stachelige Natur der Messungen und die Tatsache erklären, dass orbitale Detektoren nichts erkennen.
Eine ähnliche Frage wurde bereits 2013 gestellt, warum die terrestrischen Mehan-Beobachtungen höher waren als das, was Curiosity von der Oberfläche aus gemessen hat: space.stackexchange.com/questions/2133/…
@guntram interessant, aber woher kommt dann das Methanhydrat? Solche Fragen implizieren, dass wir über den unmittelbaren Mechanismus hinausblicken müssen, um der Sache auf den Grund zu gehen.
@Oscar Lanzi. Methanclarate können anorganisch gebildet werden. Das braucht Wasser und eine Hydrolysequelle, die Erdbeben sein können. Die Tatsache, dass Mars sein Wasser verloren hat, bedeutet nicht, dass es kein CH4 im Boden gibt.
Beachten Sie, "kann sein". Das ist die Millionen-Dollar-Frage. Um mehr zu erfahren, konzentriert sich Mars 2020 chemisch auf organische Stoffe im Boden und nicht auf Methan in der Atmosphäre.
@Oscar Lanzi Diese Frage weist auf Radiolisys eine Reibung hin, um CH4 zu bilden
Wenn jemand das Papier lesen möchte, in dem dies diskutiert wird: orfeo.kbr.be/bitstream/handle/internal/7247/…

Antworten (3)

Hier gibt es viel zu entpacken, also schauen wir uns die verschiedenen Entdeckungen von Methan auf dem Mars an.

Die erste Entdeckung kam von mehreren Gruppen in den Jahren 2003-2004, die zuerst Mars Express verwendeten, gefolgt von erdbasierten Instrumenten. Die gemessenen Mengen waren klein, und da sie von der Erde stammten, konnte es schwierig sein, sie mit Sicherheit zu bestimmen. Die Daten von Mars Global Surveyor wurden untersucht und es schien Methan auf einem anderen Band zu finden, was die Hypothese stützte, obwohl sie diese Aussage später redigierten, was bedeutet, dass Mars Express und Curiosity die einzigen beiden Raumschiffe sind, die behaupten, Methan entdeckt zu haben.

Neugier hat viele Male Methanfahnen von der Oberfläche gesehen. Dies geschieht über ein abstimmbares Laserspektrometer, das es ihm ermöglicht, in seinen Proben nach der spezifischen Signatur von Methan zu suchen.

Der Trace Gas Orbiter (TGO) der ESA hat aus dem Orbit bisher keinerlei Hinweise auf Methan auf dem Mars gesehen.

All dies führt also im Grunde zu einer von wenigen Schlussfolgerungen.

  1. TGO ist irgendwie kaputt und kann überhaupt kein Methan erkennen. Unwahrscheinlich.
  2. Die Neugier ist irgendwie gebrochen und liefert falsche Ergebnisse. Unwahrscheinlich.
  3. Die Methanspitzen sind von Natur aus sehr klein, und TGO hat überhaupt nicht die Auflösung dafür. Nicht sehr wahrscheinlich, da sich Methan ausbreiten wird.
  4. Ein unbekannter Mechanismus entzieht der Atmosphäre schnell Methan, und es wird am oder in der Nähe des Kraters Gale produziert. Es gibt tatsächlich ein paar mögliche Quellen dafür, darunter Staubteufel und Wind.
  5. Neugier ist die Methanquelle – siehe unten.

Welches ist wirklich schwer zu wissen. Theoretisch sollte TGO bei diesen Messungen am wenigsten falsch sein, aber das kann schwierig zu wissen sein. Kein anderes Instrument um den Mars kann dies mit Sicherheit nachweisen.

Wenn Curiosity irgendwie sein eigenes Methan herstellen würde, müsste es aus einer von drei Quellen stammen:

  1. Der Rover enthält tatsächlich eine kleine Menge Methan, die in den Sensor gelangt sein könnte, aber das ist zu wenig, um die Unterschiede wirklich zu erklären.
  2. Es könnte einige Mikroben geben, die auf Curiosity auf dem Mars leben, die von der Erde kamen und das Methan produzieren.
  3. Es könnte auch aus dem Boden im Bereich der Neugier stammen, wenn es sich über die Oberfläche des Planeten bewegt.

Es ist erwähnenswert, dass das Muster der Methanerkennung von Curiosity SEHR seltsam ist. Man würde ein ziemlich gleichmäßiges Niveau erwarten, während Curiosity viele Spitzen und Einbrüche erlebt hat. Es bräuchte fast sowohl einen Methanerzeuger als auch eine Methansenke, um die Schwankungen zu berücksichtigen, was seltsam erscheint. Es scheint in einigen Bereichen höher zu sein als in anderen, was seltsam ist, da Methan ziemlich gleichmäßig über die Oberfläche verteilt sein sollte.

Was helfen wird, dieses Problem zu lösen, sind mehr Instrumente. Natürlich gibt es derzeit keine geplanten Instrumente, um diese Differenz aufzulösen.

Fazit: Wir wissen nicht genau, was los ist. Dass TGO nicht funktioniert, scheint unwahrscheinlich, da es tatsächlich andere Spurengase erkennt, nur kein Methan. Neugier entdeckt sicherlich Methan, aber die Quelle des Methans ist etwas unklar. Andere Instrumente haben es erkannt, aber nahe an der Grenze ihrer Auflösung, was es möglich macht, dass sie einen Fehlalarm ausgelöst haben. Welche Quelle es ist, wissen wir noch nicht genau, aber es ist sicherlich ein Kuriosum!

EDIT: Ich habe ein Video zu diesem Thema gemacht, das etwas detaillierter geht. Wenn Sie WIRKLICH ALLES darüber wissen wollen, schauen Sie sich das Video an, aber die Grundlagen sind alle in dieser Antwort enthalten.

Siehe auch:

Pro Methan

Gegen Methan

Gemischte Ansichten über Methan

Erklärungen, wohin Methan geht

Andere

Könnten Sie Ihren Kommentar zu Erzeuger / Senke etwas erweitern?
Sieht so aus, als ob NOMAD zwei getrennte Analysen durchführt und 1 und 2 nicht möglich sind. Ich nehme sehr ernst, dass der Rover einige Methanklatrat freisetzt, wie im Kommentar zu meiner Frage vorgeschlagen.
Könnte der Rest des Mars nicht durch Dissapation als Methansenke wirken?
Nur zur Info, Antwort(en) auf Wird die Methanempfindlichkeit des Rovers Mars 2020 besser sein als die von Curiosity? sagen (zu meiner Überraschung), dass der Mars 2020 Rover überhaupt keine Methanerkennungsfähigkeit hat.
Etwas über die Quelle/Senke hinzugefügt, ein oder zwei Links.
„ Es könnte einige Mikroben geben, die auf Curiosity auf dem Mars leben, die von der Erde kamen und das Methan produzieren. “ Was ist ihre Nahrungsquelle? (Der Kohlenstoff und der Wasserstoff müssen schließlich irgendwo herkommen.)
@Universal_learner: Warum sind #1 & #2 nicht möglich? Zugegeben, dass es unwahrscheinlich ist, dass zwei verschiedene Instrumente scheitern, scheint es doch im Bereich des Möglichen zu liegen. Und die meisten von uns wissen aus eigener Erfahrung, dass sich eine kleine, lokalisierte Freisetzung von Methan und anderen Spurengasen schnell bis zur Unkenntlichkeit ausbreitet :-)
@jamesqf Ich habe vielleicht etwas missverstanden, da mein Englisch sehr schlecht ist, aber von Dr. Lopez Moreno antworte ich, dass es nicht möglich ist, dass NOMAD kaputt ist und die Auflösung genau genug ist. Das Problem bei zwei kaputten Systemen ist, dass es eine Überprüfung gibt. Wenn beide defekt sind, würden sie zwei unterschiedliche Fehler liefern, während anscheinend beide das gleiche/ähnliche Ergebnis immer unter 0,05 ppbv liefern
@Universal_learner Dr. Morenos Antwort sagte immer noch nicht wirklich genug, um zu zeigen, wo das Problem liegt. Wenn die Methanspitzen beispielsweise stark lokalisiert sind, hat das Spektrometer möglicherweise nicht die räumlichen Eigenschaften, um einen kleinen Bereich mit einer Spitze zu erkennen. Der Kommentar von Guntram Blohm zum Beispiel scheint eine sehr plausible Erklärung dafür zu sein, warum sowohl Curiosity als auch die ESA scheinbar widersprüchliche Ergebnisse haben.
@JMac Ich bezweifle auch, dass eines der Botyh-Systeme defekt ist oder analytische Fehler macht. Als Geologe nehme ich auch in Betracht, dass Methanklatrate im Marsboden vorhanden sein können und ein Rover sie freisetzt, aber das erfordert etwas Physik. Ich bin nicht der Beste, um das zu argumentieren. Vielleicht David Hammen; Ich habe in letzter Zeit keine Aktivität gesehen, aber dies ist eine Frage für einen Geologen der NASA, da die seltsamen Maße aus dem Feld stammen, wo Felsen vorhanden sind.
@Universal_learner Das würde #2 auf dieser Liste dann richtig machen. Durch mechanische Störungen werden geringe Mengen Methan freigesetzt. Es sind keine "Analysefehler". Es ist ein Mangel an Auflösung, um diese Methankonzentrationen messen zu können. Der Rover konnte sie ablesen, weil er sie erzeugte und somit viel näher an den Methankonzentrationen lag als ein Orbiter, der über eine viel größere durchschnittliche Fläche messen würde.
@Universal_learner: Aber Dr. Lopez Moreno ist Mitglied des NOMAD-Teams und daher vielleicht zugunsten der Ergebnisse seines Teams voreingenommen. Ich habe Probleme zu verstehen, wie ein umlaufender Sensor die Auflösung haben würde, um kleine, lokalisierte Freisetzungen zu erkennen, die ein Rover erkennen könnte.
@jamesqf in den Nachrichten sagte er, sie hätten Methan entdeckt, da es in der gesamten Atmosphäre verstreut worden wäre, denke ich, in Bezug auf die Möglichkeit, dass es viele Emanationen gibt. Aber ich bezweifle auch, dass ein kleiner Fleck von 21 ppb vom Satelliten erkannt werden kann. Ich denke auch, dass Dr. Moreno nicht wirklich geantwortet hat, sondern nur diese Antwort kommentierte, die 1 verteidigte. NOMAD ist nicht kaputt. Ich konnte seine Antwort sowieso nicht markieren, da es das Paradoxon gibt, das ich nach dem frage, was er gesagt hat, ein Dritter sollte antworten.
Ich arbeite daran, dieses ganze Thema WIRKLICH tief zu verstehen, wahrscheinlich lese ich jeden Zeitschriftenartikel, der zu diesem Thema veröffentlicht wird. NOMAD ist ein viel besseres Instrument zum Nachweis von Methan als jedes andere, und ich bekomme viele wirklich gute Informationen zu diesem Thema. Das kann eine Weile dauern, aber ich sollte in etwa einer Woche etwas Interessantes haben.
@PearsonArtPhoto und andere, die Sie vielleicht lesen möchten, kommentieren Dr. López Moreno vom heutigen 7. Juli die Nachrichten, bei denen er sich wohler fühlte, zu antworten. Du kannst es mit Google übersetzen. Sein Spitzname ist José Juan López elpais.com/elpais/2019/06/26/ciencia/1561566895_037078.html Er sagt, Rover erkennt es nicht mit einem Spektrometer. Es funktioniert mit etwas namens TLS. Dies ist meine Grenze für das Verständnis der Diskrepanz. Ich denke, ich werde am Leben sein, wenn die NASA und die ESA herausfinden, was dort passiert.
Das ist richtig. Ich habe mich diesbezüglich mehrmals mit Dr. Moreno in Verbindung gesetzt, und er war sehr hilfreich, tatsächlich habe ich ihm gestern genau diese Frage gestellt, und er hat mir geantwortet. Ich fange an, dem auf den Grund zu gehen, ich muss noch 2 weitere Sensoren gut genug verstehen, um sie beurteilen zu können, aber ich mache einige Fortschritte.
Okay, ich habe diese Antwort aktualisiert, die ein bisschen besser sein sollte als anfangs. Ich arbeite daran, etwas mit der ganzen dornigen Geschichte davon zu produzieren, aber das ist eine zu lange Antwort, um hier alles abzudecken. Ich habe auch einige Quellen hinzugefügt, obwohl ich mehr verwendet habe, versuche ich, sie alle herauszufinden.

Ich bin Jose Juan Lopez Moreno, Co-I (Co-Ermittler) von TGO-NOMAD, und ich fühle mich verpflichtet, auf die Antwort von PearsonArtPhoto zu antworten.

Es gibt etwas Reales: TGO trägt 2 unabhängige Instrumente mit einer Empfindlichkeit, die hoch genug ist, um Methan mit einer niedrigen Grenze von 0,05 ppbv zu erkennen. Diese unabhängigen Instrumente werden von verschiedenen und unabhängigen Teams geleitet. Sie sind weit davon entfernt, gebrochen zu werden, sie liefern außergewöhnliche Ergebnisse, wenn sie andere Verbindungen der Marsatmosphäre auf nie zuvor erreichten Niveaus messen.

Die Lebensdauer von Methan in der Marsatmosphäre beträgt mehr als 300 Jahre, daher können wir angesichts der Ergebnisse, die ACS und NOMAD liefern, mit voller Zuversicht sagen, dass, wenn IRGENDWELCHE der veröffentlichten Messungen des Mars-Methans echt waren, sowohl ACS als auch NOMAD hätte bei allen und allen bisher gemachten Beobachtungen Methan entdecken müssen. Bisher jedoch KEINE ERKENNUNG. Somit?

Daher zeigen die negativen Ergebnisse, dass es in der gegenwärtigen Marsatmosphäre keine Anzeichen von Methan gibt, und wir können mit sehr geringen Kenntnissen der atmosphärischen Physik versichern, dass Methan auf dem Mars in den letzten 350 Jahren nicht in Konzentrationen von höchstens 0,05 ppbv vorhanden war .

Welche Art von Auflösung, bitzeitlich und räumlich, hat das? Gibt es eine Höhe, über der die Werte gemacht werden? Hier geht mit Sicherheit eine sehr merkwürdige Einstellung vor sich. Hmmm...
Bei allem Respekt @JoseJuanLopwzMoreno, Curiosity ist nicht der erste Fund von Methan. Mars Express fand Hinweise, bodengestützte Beobachtungen fanden ebenfalls Hinweise und jetzt Curiosity. Es ist wichtig zu verstehen, warum Curiosity Methan liest und NOMAD nicht. Die Wissenschaft macht oft Fortschritte, indem sie aus Fehlern lernt, die Weltraumwissenschaft ist da keine Ausnahme, und keine Seite sollte diese Möglichkeit ignorieren.
Danke für diese Antwort, aber ich bin mit der letzten Schlussfolgerung überhaupt nicht einverstanden: "... wir können versichern, dass Methan auf dem Mars nicht vorhanden war , ...". Nein, das kannst du nicht! Man kann nur sagen, dass es kein " freies Methan in der Marsatmosphäre gab , vorausgesetzt, wir wissen genug über die atmosphärische Physik des Mars ". Es klingt pingelig, aber es ist der Unterschied zwischen wissenschaftlichen Fakten und Meinungen. Sind Sie anderer Meinung?
Ich verstehe nicht, wie diese Antwort so viele positive Stimmen erhält. Es kommt zwar von einer maßgeblichen Quelle, aber der einzige konkrete Punkt, der gemacht wird, ist im Grunde: We have two independent "zero" measurements, therefore it has to be zero, regardless of other evidence.Selbst RAID1 in Unternehmensservern fällt von Zeit zu Zeit aus, ganz zu schweigen von Geräten, die der Strahlung und dem Vakuum des Weltraums ausgesetzt sind.
Zwei Instrumente rund um den Mars, die speziell zum Nachweis von Methan bestimmt sind, versagen. Erdgestützte Instrumente zeigen etwas an, obwohl es im Rauschen liegen könnte, und Curiosity entdeckt auch etwas. Keines dieser Instrumente stimmt überhaupt überein, aber die beiden hochwertigsten der Instrumente zeigen nichts, was schon etwas aussagt, obwohl ich mir nicht sicher bin, was das ist. Hmmm...
Was bedeutet co-l ? Können Sie diese Abkürzung erweitern?
@rrauenza co-I = Co-Ermittler, dh jemand, der an der Durchführung eines Projekts beteiligt ist. Vgl. PI (Principal Investigator), der für das Projekt verantwortlich ist.
Wie versucht dies überhaupt, die ursprüngliche Frage zu beantworten? Es sind im Wesentlichen dieselben Informationen, die das OP bezweifelt und die aus genau derselben Quelle stammen.
Kann der NOMAD bei ausreichend reflektiertem oder künstlichem Licht nachts Methan erkennen? space.stackexchange.com/questions/41055/…

Update Juli 2021: Es handelt sich um eine tägliche Variation, nicht um ein Instrumentenproblem

Ein NASA-Artikel erklärt, dass der Unterschied zwischen den Methanmessungen von Curiosity und dem Trace Gas Orbiter auf die Tageszeit zurückzuführen ist, zu der jedes Raumschiff seine Messungen durchführt:

Moores und andere Mitglieder des Curiosity-Teams, die Windmuster im Krater Gale untersuchten, stellten die Hypothese auf, dass die Diskrepanz zwischen den Methanmessungen auf die Tageszeit zurückzuführen ist, zu der sie vorgenommen wurden . Da es viel Strom benötigt, arbeitet TLS hauptsächlich nachts, wenn keine anderen Curiosity-Instrumente arbeiten. Die Marsatmosphäre ist nachts ruhig, bemerkte Moores, sodass sich das aus dem Boden sickernde Methan in der Nähe der Oberfläche ansammelt, wo Curiosity es erkennen kann.

Der Trace Gas Orbiter hingegen benötigt Sonnenlicht, um Methan etwa 3 Meilen oder 5 Kilometer über der Oberfläche zu lokalisieren. „Jede Atmosphäre in der Nähe der Oberfläche eines Planeten durchläuft tagsüber einen Zyklus“, sagte Moores. Die Wärme der Sonne erschüttert die Atmosphäre, da warme Luft aufsteigt und kühle Luft absinkt. So wird das Methan, das nachts in der Nähe der Oberfläche eingeschlossen ist, tagsüber in die breitere Atmosphäre eingemischt, wodurch es auf nicht nachweisbare Werte verdünnt wird . "Also wurde mir klar, dass kein Instrument, insbesondere ein umlaufendes, etwas sehen würde", sagte Moores.

Dies wurde getestet, indem Curiosity tagsüber, in der folgenden Nacht und am folgenden Tag eine Reihe von Messungen durchführte. Die Ergebnisse bestätigten, dass die Werte nachts höher waren.

Das Curiosity-Team beschloss sofort, die Vorhersage von Moores zu testen, indem es die ersten hochpräzisen Tagesmessungen sammelte. TLS maß Methan nacheinander im Laufe eines Marstages, wobei eine nächtliche Messung mit zwei tagsüber gemessen wurde. [...]
Die nächtliche Messung von TLS passte genau in den Durchschnitt, den das Team bereits ermittelt hatte. „Das ist also eine Möglichkeit, diese große Diskrepanz zu beseitigen“, sagte Mahaffy.

Während diese Studie darauf hindeutet, dass die Methankonzentrationen an der Oberfläche des Kraters Gale im Laufe des Tages steigen und fallen, müssen die Wissenschaftler das globale Methanrätsel auf dem Mars noch lösen.

Dies steht jedoch völlig im Widerspruch zu der Behauptung von Jose Juan Lopez Moreno oben, der besagt, dass Methan eine lange Lebensdauer in der Marsatmosphäre hat und „in den letzten 350 Jahren nicht auf einem Niveau von höchstens 0,05 ppbv gewesen sein kann“. Eine tägliche Emission, die Oberflächenkonzentrationen auf 21 ppbv konzentriert, würde die Atmosphäre als Ganzes ziemlich schnell auf Werte von mehr als 0,05 sättigen ... Eine der beiden Behauptungen ist nicht nur falsch, sondern völlig falsch.
Seltsamer und neugieriger , es gibt eine Behauptung , dass die "Rate des Methansickerns am Gale-Krater, die wir finden, 2,8 kg pro Marstag entspricht".
Ist es möglich, dass Curiosity Rover sein eigenes Methan gemessen hat oder die Spektrometrie nicht durchgeführt hat?
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