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甲烷如何在火星上消失

  大约在15年前,人们第一次在火星大气层中的探测到甲烷。这也引起了科学界的极大兴趣,因为甲烷,基于我们对地球上甲烷的了解,被认为是一种生物特征,即生物活动和生命的迹象。
  在随后的几年里,人们可以阅读那些交替报道甲烷存在和不存在的文章。这种变化使人们对第一次甲烷测量的准确性产生怀疑。最近对火星大气中甲烷的测量表明,它的动态是足够真实的,而有时只能测量非常低浓度的事实是由于一种未解决的机制,它使甲烷从大气中消失,而不是一种错误的测量。
  目前尚未查明甲烷的来源或消失的原因。特别是后者,甲烷的迅速消失,缺乏合理的解释。最明显的解释,即紫外线辐射引起的甲烷光化学降解,不能解释甲烷的迅速消失,这是解释动力学的先决条件。
  现在科学提出了一种新的解释,可以解释火星上甲烷的消失。多年来,多学科火星小组一直在研究在类似火星的条件下,由风驱动的矿物侵蚀对反应表面形成的重要性。为此目的,研究组开发了在地球实验室模拟火星侵蚀的设备和方法。
  根据火星类似矿物,如玄武岩和斜长石,研究人员已经表明,这些固体可以被氧化,气体在侵蚀过程中被电离。因此,电离甲烷与矿物表面发生反应并与其结合。研究小组已经证明,碳原子,如甲烷中的甲基,直接结合在斜长石中的硅原子,这也是火星表面材料的主要组成部分。
  研究人员在实验室所看到的也可以解释火星上甲烷的消失。通过这种比光化学过程有效得多的机制,可以在观测到的时间内将甲烷从大气中被除去,然后沉积在火星源土壤中。
  研究小组进一步表明,这些矿物表面会导致过氧化氢和氧自由基等活性化学物质的形成,这些化学物质对生物有很大的毒性,包括细菌。
  该小组的研究结果对于评估火星表面或附近生命的可能性非常重要。在一系列后续研究中,研究人员现在将研究甲烷的情况,以及除了大气中的气体外,侵蚀过程是否也会改变,甚至完全去除更复杂的有机物质,这些有机物既可以来自火星本身,也可以作为陨石的一部分来到火星。
  因此,这些结果影响了我们对保存火星上有机物质的理解,从而影响到火星生命的基本问题。

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