(组图)这仪器能告诉你火星甲烷是怎么回事

    自从天文学家几年前在火星大气中发现甲烷以来，他们一直希望查明这些气体是不是由生命产生的。现在研究人员正在研发一种新探测器，可以根据火星甲烷的重量，追踪它的源头。

　　甲烷是在火星上发现的第一种有机化合物，这项发现可能蕴含着多层含义。美国科学家在1月15日宣布了一项新的分析数据，他们再次推测甲烷可能预示着火星上存在生物活动。美国普林斯顿大学的图里斯·昂斯托特(Tullis Onstott)说：“因为地球上的大部分甲烷都是由生物产生的。”

　　产烷生物在新陈代谢过程中产生了这种温室气体。虽然可能类似的生物体也生活在火星土壤中，但是火星甲烷可能是通过地质过程产生的，并不需要生命。昂斯托特和他的同事们正在为将来的一项火星车任务制造光学仪器，这项任务将会解决火星甲烷之谜。这个项目是天体生物学和技术手段研发及任务概念研究((ASTID))的一部分。

　　2003年，科学家利用地球上的望远镜发现火星甲烷，后来通过欧洲航天局的“火星快车”飞船得到证实。虽然火星甲烷的数量非常少，与地球上每十亿份空气就有1800份甲烷相比，火星上每十亿份空气中仅有10份甲烷，但是火星上的甲烷显然都集中在赤道附近。因为这些甲烷“云团”仅需一年时间就会散开，因此，火星上的甲烷来源一定非常集中，而且是源源不断产生甲烷气体。昂斯托特说：“要使甲烷在火星上呈现出来，就必须不断产生甲烷。”据昂斯托特估计，这个局部地区产生的甲烷的数量，跟地球上的南极永冻层产生的甲烷数量一样，南极永冻层是地球上的4大温室气体来源之一。

　　生命喜欢更轻的同位素

　　火星上的什么东西会产生这么多甲烷呢？虽然产生甲烷的途径多种多样，但是最后的答案是生物体或者非生物来源。非生物甲烷是在地下的高温高压环境下产生的。虽然地质过程可以产生甲烷，但是氢气和二氧化碳等一些带碳分子的物质发生反应，也会形成甲烷。

　　甲烷可以直接通过火山或者裂缝进入大气。或者它暂时被像冰一样的物质封锁起来，等到温暖季节，就会慢慢从这些物质中逃逸出来。其中的主要选项是，火星产烷生物利用这颗行星上的氢和二氧化碳等分子成分，在酶的帮助下生成甲烷。昂斯托特说：“酶在更低的温度下，可以发挥跟在地球上一样的功能，产生更多甲烷。”现在，火星上通过生物途径生成甲烷的过程可能仍在进行。或者它在很久以前已经结束，我们看到的甲烷，可能都是以前被储存起来的。

　　有一种方法可以不通过从土壤中寻找生命迹象，来确定火星甲烷的来源。这种方法涉及到所有甲烷并不是通过一种方法产生的事实。甲烷的构成成分以不同的形式存在，这种形式被称作同位素，不同同位素的质量是不一样的。地球化学并不太挑剔，它会利用任何一种同位素生成甲烷。然而生命喜欢消耗更轻的同位素。昂斯托特说：“与较轻的化合物发生反应时，酶促过程会更快。”至于产烷生物，它们将选择带氢和碳12的分子。这样，生物甲烷将比非生物甲烷更轻。然而令人感到沮丧的是，火星上可能还存在吃甲烷的生物体。这些所谓的嗜甲烷菌(methanotroph)对质量较轻的甲烷比较偏爱，因此它们可能在不断清除掉产烷生物活动留下的迹象。然而昂斯托特认为，甲烷同位素丰度的变化，可能标志着火星上存在一个生物甲烷循环过程。