美国宇航局在火星上突然闻到甲烷的味道，但不要指望太空牛的出现

甲烷再次成为新闻话题，但这次不是以可怕的气候灾难预兆的形式。《纽约时报》上周末报道称，美国宇航局的“好奇号”探测器在盖尔陨坑附近的火星大气中意外发现了令人惊讶的高甲烷含量——至少是“好奇号”在 2013 年测量的甲烷含量的三倍。这一消息得到了美国宇航局的证实，再次点燃了人们的希望，即我们已经在这颗红色星球上发现了外星生命的迹象。

“看到这样的新数据总是很有趣，因为它给了我们更多思考、评估和分析的东西，”休斯顿行星地质学家、行星科学研究所高级科学家 Dorothy Oehler 说。每个人心中最大的疑问是，我们能否从这个峰值中收集到比之前的研究更好地解释火星甲烷的起源。“这显然是能量和兴趣的脉动。我们正在努力看看这有多真实。”

但仅此而已——甲烷峰值的真实性以及它对寻找火星生命意味着什么，这些问题尚未得到解答，而且很复杂。更有可能的是，这一最新观察结果只会让我们更接近答案，而不是直接给出答案。

在另一个星球上发现甲烷是一件大事，因为它是地球上一些微生物产生的气体。这些微生物，即产甲烷菌，在氧气极低或没有氧气的环境中生存，并释放甲烷作为废物。它们经常出现在湿地、深埋地下的岩石中，甚至一些哺乳动物的消化道中。没错，它们就是牛放屁和打嗝毁灭世界的原因。

尽管牛会放屁，但不难看出这些生物在火星更温暖、更潮湿时是如何进化的——以及当这颗红色星球变成寒冷的荒地时，它们如何找到在地下生存的方法。甲烷一旦暴露在大气中，只需几百年就会分解，因此火星上检测到的甲烷水平一定是最近释放出来的。

我们之前曾探测到过这些峰值，但这些重复的测量并没有产生太多清晰的结果。好奇号火星车拥有一套令人难以置信的机载科学仪器，但它并没有针对测量这些气体或运行可以提示其来源的分析进行优化。Oehler 之前曾独立验证过好奇号 2013 年的甲烷探测，这得益于欧洲航天局的火星快车轨道器的观测。这些峰值是真实存在的，这是一个令人鼓舞的证据。

然而，欧空局和俄罗斯航天局的火星微量气体轨道器（其设计初衷是更灵敏地探测火星大气中甲烷的含量，精确到万亿分之一）在第一批结果中一无所获。我们确实在火星上发现了甲烷，但我们并没有真正理解这意味着什么。

这些峰值的短暂性只会加剧混乱。NASA 周一证实，好奇号对甲烷峰值的读数（峰值为 21 ppb）已降至 1 ppb 以下的背景水平。“这是我们在火星上遇到的甲烷峰值，”她说。“它们不会持续很长时间”，在火星上停留一两天后就会消失。即使是 21 ppb 也比我们在地球上看到的低两个数量级。

也许火星上的甲烷都不是新鲜的。甲烷可能被困在地球上的永久冻土和冰中，而火星上有大量冰，足以容纳数十亿年前产生的甲烷。“你所要做的就是，”奥勒说，“给地球施加压力或改变当地条件，以某种方式破坏冰的稳定性”，并将气体释放到地表。这些轰鸣声可能是由地震活动、潜在的火山活动、流星撞击引起的——任何可能打开断层并破坏永久冻土封层的因素。欧空局 TGO 任务的项目科学家 Håkan Svedhem 还补充说，由季节或昼夜效应引发的温度变化可能会为离散浓度的气体移动到地表开辟一条道路。

尽管甲烷是生物活动的强烈迹象，但它远非过去或现在外星生命的明确指标。奥勒认为，至少有一部分甲烷气体可能来自地球物理过程。地球上最常见的非生物甲烷生成剂是费托反应，其中氧化形式的碳与氢结合生成甲烷和水。这些通常是高温反应，但有些版本的现象可能发生在类似火星的气候中。

非生物甲烷的第二个来源是生热作用——埋藏的有机物质被加热。“这在地球上一直都在发生。事实上，这就是我们从有机物质中获取石油和天然气的方式，”奥勒说。陨石可能将这些有机物质带到了火星。撞击加热可能将其分解成甲烷，而冰冻条件可能将其吸入地下的冰层中。

第一步是弄清楚甲烷的来源。它很可能是地下来源，但这一点尚未得到证实。斯维德姆指出，TGO 和火星快车恰好与好奇号同时在盖尔陨石坑附近收集了观测数据。这三者的数据，加上温度和大气风的测量数据，可以为我们提供一个狭窄的探索目标。

如果不进行地面和地下调查，火星甲烷之谜可能就无法解开。“我们必须考虑到，火星上可能存在一些我们不太了解的过程——一些快速破坏或封存甲烷的方法或机制，但这些方法或机制在大气中无法测量，”奥勒说。其他人可能建议，进行此类研究的最佳选择是火星 2020 探测器，它将能够钻入地下两米。这听起来不是什么了不起的壮举，但它可能足以让我们了解是什么或是谁在排放所有这些气体。