Астрономия

Почему в космосе так много метана?

Почему в космосе так много метана?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

В школе я узнал, что метан - это органическое вещество и что это возможный продукт переработки сырой нефти. Однако недавно я прочитал, что на Уране бывают огромные метановые бури, а на спутнике Сатурна Титане даже есть озера, состоящие только из метана или этана.

Теперь мне интересно, как весь этот метан попадает туда?

Является ли это результатом органических процессов или создается в ядрах солнц, как и другие элементы? Мы вообще знаем?

Метан - тоже довольно сложный материал. Известны ли нам источники более сложных молекул, помимо метана в таких количествах? Кроме жизни на земле?


Часто для образования молекул в межзвездном пространстве в качестве катализатора используется пыль. Причина в том, что в типичных межзвездных средах плотности настолько низки, что даже для встречи всего двух атомов вероятность настолько мала, что масштабы времени образования очень велики. Для 3+ атомов шанс быстро уменьшается. Вместо этого атом может прилипнуть к пылинке и ждать целую вечность, пока прилипнут другие атомы. Атомы медленно «ползают» по поверхности пылинки, в конце концов встречаются и образуют связи. Если образование связи высвобождает энергию (экзотермично), молекула может быть выброшена с поверхности зерна. Этот процесс называется адсорбция.

Пыль также помогает защитить молекулы от звездного излучения, которое в противном случае легко разрушило бы их. Вот почему молекулярные облака также очень пыльные. Но на самом деле УФ-облучение помогает образовывать очень сложные молекулы, ионизируя менее сложные молекулы, которые впоследствии могут связываться с другими атомами и молекулами.

Если окружающая среда чрезвычайно плотная, например, когда звезда умирает и выбрасывает свой газ в виде сверхновой или планетарной туманности, молекулы также могут образовываться. Вероятно, именно так образуется и сама пыль, хотя она может образоваться и позже (в настоящее время это обсуждается; проблема в том, что сверхновые звезды настолько мощны, что их ударные волны стремятся уничтожить пыль вскоре после ее образования, а планетарные туманности образуются. созданы из звезд, которые живут так долго, что не могут объяснить обилие пыли в очень ранней Вселенной, где у них не было бы времени прожить свою жизнь).

Как говорят Стэн Лиу и LocalFluff, метан на самом деле является «легкой» молекулой для образования как потому, что он довольно прост, так и потому, что его составляющие, водород и углерод, являются наиболее часто встречающимися элементами в межзвездной среде и занимают четвертое место в ней соответственно.

На самом деле, в межзвездном пространстве регулярно встречаются гораздо более сложные молекулы, как видно из этого списка.


Почему в космосе так много метана? - Астрономия

Кратер Дарваза в Туркменистане продолжает гореть спустя десятилетия после того, как бурение привело к его обрушению. Изначально пожары были устроены для предотвращения утечки излишков природного газа. (Фото NMK Photography, адаптировано под лицензией Creative Commons)

Как химическое соединение, которое встречается почти повсюду на планете, метан до сих пор нас удивляет. Это один из самых мощных парниковых газов, но причины, по которым и где он появляется, часто остаются загадкой. Что мы знаем наверняка, так это то, что намного больше метана (CH4) проникла в атмосферу с начала промышленной революции. Менее понятно, почему приливы и отливы этого газа изменились в последние десятилетия.

Вы можете найти прозрачный газ без запаха в милях ниже поверхности Земли и в милях над ней. Метан пузырится из болот и рек, извергается из вулканов, поднимается из-за лесных пожаров и просачивается из кишок коров и термитов (где он создается микробами). Населенные пункты наводнены газом. Метан бесшумно вытекает из газовых и нефтяных скважин и трубопроводов, а также из угольных шахт. Его тушат на свалках, очистных сооружениях и рисовых полях.

Избыточный природный газ сжигается в процессе, называемом факелом. Сжигание на факеле проводится для предотвращения повышения давления на устье скважины до опасного уровня и для сжигания лишнего газа, который не может быть уловлен, пока установка не работает. (Фотография sirdle, используется по лицензии Creative Commons.)

В последние годы газ начал появляться в некоторых неожиданных местах. На ночных спутниковых снимках видны светящиеся точки и некоторые из них газовые факелы в сельских районах Северной Дакоты, Техаса и Колорадо. Загадочные кратеры, излучающие метан, появились в Сибири и на полуострове Ямал. В октябре 2014 года ученые объявили, что они обнаружили спутниковые сигналы о горячей точке метана в районе Четырех углов США. Радиолокационные наблюдения показали пузыри метана, поднимающиеся из глубин Северного Ледовитого океана. И сногсшибательные видеоролики в Интернете показывают, как ученые поджигают богатые метаном озера Аляски.

Долгосрочная глобальная тенденция атмосферного метана очевидна. Концентрация газа была относительно стабильной в течение сотен тысяч лет, но затем начала быстро расти примерно в 1750 году. Причина проста: рост населения после промышленной революции означал рост сельского хозяйства, больше отходов и больше производства ископаемого топлива. За тот же период выбросы из естественных источников остались примерно на том же уровне.

Сочетание исторических данных керна льда и инструментов мониторинга воздуха выявляет устойчивую тенденцию: глобальные концентрации метана в атмосфере резко выросли за последние 2000 лет. (Изображение NASA Earth Observatory, сделанное Джошуа Стивенсом с использованием данных EPA.)

Но если вы сосредоточитесь только на последних пяти десятилетиях & mdash, когда были доступны современные научные инструменты для обнаружения атмосферного метана & mdash, то наблюдались колебания в уровнях метана, которые труднее объяснить. С 2007 года количество метана растет, и никто не знает, почему. Некоторые ученые считают, что тропические водно-болотные угодья стали немного влажнее и выделяют больше газа. Другие указывают на бум гидроразрыва природного газа в Северной Америке и ее порой негерметичную инфраструктуру. Другие задаются вопросом, могут ли изменения в сельском хозяйстве играть роль.

«Нет никаких сомнений в том, что метан делает некоторые очень странные и тревожные вещи», - сказал Юан Нисбет, атмосферный ученый из Королевского Холлоуэя, Лондонского университета. Большой вопрос - почему. Ученые задаются вопросом, будут ли у них правильные системы мониторинга, чтобы адекватно ответить на этот вопрос.

Ставки высоки. Глобальные температуры в 2014 и 2015 годах были выше, чем в любой другой период современного температурного рекорда, который датируется 1880 годом. Последнее десятилетие было самым теплым за всю историю наблюдений. И выбросы углерода играют ключевую роль в этом росте.

В 2014 и 2015 годах были установлены рекорды самых высоких температур в мире. Долгосрочная тенденция также показывает, что годы Эль-Ниньо обычно теплее, чем другие годы. (Изображение NASA Earth Observatory, сделанное Джошуа Стивенсом с использованием данных Института космических исследований имени Годдарда NASA.)

Метан составляет всего 0,00018 процентов атмосферы по сравнению с 0,039 процентами углекислого газа. (CO2 примерно в 200 раз больше.) Тем не менее, ученые связывают около одной шестой недавнего глобального потепления с выбросами метана, чего метану не хватает по объему, что он компенсирует по мощности. За 20-летний период одна тонна метана имеет потенциал глобального потепления, который в 84-87 раз превышает потенциал двуокиси углерода. За столетие этот потенциал потепления увеличится в 28–36 раз. Разница заключается в том, что метан в основном удаляется из воздуха в результате химических реакций в течение примерно десяти лет, в то время как углекислый газ остается в атмосфере гораздо дольше, чем столетие.

& ldquoЭто означает, что влияние метана на климат носит начальный характер & rdquo, - пояснил Дрю Шинделл, ученый-климатолог из Университета Дьюка. & ldquoОтчасти причиной такого большого интереса к метану сейчас является то, что сокращение этих выбросов может замедлить потепление в течение следующих нескольких десятилетий. Это не дает нам возможности избавиться от углекислого газа, но выгоды от сокращения углекислого газа проявятся гораздо позже & rdquo.

Глобальный взгляд, местные источники

Кристиан Франкенберг провел большую часть своей карьеры, пытаясь использовать спутники для наблюдения за метаном. Он начал свои исследования в качестве аспиранта в Гейдельбергском университете (Германия), где сосредоточился на интерпретации наблюдений, сделанных сканирующим абсорбционным спектрометром для атмосферной картографии (SCIAMACHY), спектрометром изображений на спутнике Европейского космического агентства и rsquos Envisat. Анализируя спектры инфракрасного света, отраженного поверхностью Земли, Франкенберг и его коллеги смогли составить карту концентраций метана в глобальном масштабе.

Перед завершением работы в 2012 году данные SCIAMACHY предоставили ученым частый доступ к измерениям метана, показанным здесь с разрешением около 250 км на пиксель. (Карта обсерватории Земли НАСА, составленная Джошуа Стивенсом с использованием данных SCIAMACHY из Интернет-службы мониторинга тропосферных выбросов.)

В 2011 году Франкенберг и его коллеги опубликовали свои карты, на которых показаны средние концентрации метана во всем мире в период с 2003 по 2009 годы. Карты выявили заметные вариации и горячие точки, которые не были очевидны при наземных измерениях или съемках с самолетов. Например, низменная плодородная область бассейна Сычуань на юго-западе Китая имеет самые высокие концентрации метана в мире. В регионе активно развивается газовая промышленность, а также много рисовых полей и животноводческих ферм. Индо-Гангская равнина, северный Таиланд и восточный Китай, а также все основные сельскохозяйственные районы в Азии получили высокие баллы по метану, в то время как засушливое Тибетское плато было необычно низким. В Африке болотистые водно-болотные угодья Судд на юге Судана имели самую высокую концентрацию, в то время как плодородная Ферганская долина в Узбекистане выделялась в Центральной Азии.

Хотя спутник Envisat & mdash, несущий SCIAMACHY & mdash, больше не работает, другие системы продолжают контролировать атмосферный метан. Атмосферный инфракрасный зонд (AIRS) на борту спутника NASA & rsquos Aqua работает с 2002 года (карта обсерватории Земли NASA, составленная Джошуа Стивенсом с использованием данных AIRS).

«Из глобальных данных очевидно, что понимание того, что происходит на водно-болотных угодьях, особенно тропических водно-болотных угодьях, имеет решающее значение для понимания глобальных тенденций», - сказал Франкенберг, который сейчас работает в Лаборатории реактивного движения. & ldquoК сожалению, эти же районы в Африке, Азии и Южной Америке являются одними из мест, где отсутствуют наземные сенсорные сети, а облачный покров является наиболее проблемным для спутников. & rdquo

Еще одна область, которая выделялась в данных SCIAMACHY, - это бассейн Сан-Хуан в районе Четырех углов на западе США. Хотя этот район известен своей активной газовой, угольной и нефтяной промышленностью, никто не ожидал найти столько метана, сколько обнаружил спутник. SCIAMACHY наблюдала метановое облако размером с Делавэр. Это была самая большая горячая точка метана в Северной Америке, которую обнаружил спутник. Подключив наблюдения SCIAMACHY к компьютерному моделированию атмосферы, исследователи подсчитали, что область выбрасывала около 0,59 тераграмма метана в год, что эквивалентно всем выбросам метана от нефтяной, газовой и угольной промышленности в Соединенном Королевстве в течение года.

«Никто не думал о том, чтобы взглянуть на« Четыре угла », пока не вышли данные SCIAMACHY», - сказал Эрик Корт, ученый из Мичиганского университета и ведущий автор исследования, описывающего аномалию. & ldquoСпутник может дать нам только общий обзор, поскольку SCIAMACHY не имеет разрешения, чтобы сказать нам, откуда взялся метан. Для такой степени детализации вам потребуются наблюдения с самолета и с земли & rdquo.

Буровые площадки усеивают ландшафт региона Четыре угла на юго-западе США. (Фотография сделана 10 августа 2010 г. компанией EcoFlight.)

Чтобы точно определить источники, Национальное управление океанических и атмосферных исследований (NOAA) в апреле 2015 года организовало полевую кампанию «Проекты Twin Otter по определению выбросов нефтяных скважин и природного газа» (TOPDOWN). Десятки ученых из Университета Колорадо, Университета Мичигана, НАСА и NOAA установили датчики метана на самолетах и ​​передвижных фургонах с целью обнаружения источников горячей точки. В то же время операторы японского спутника наблюдения за парниковыми газами (GOSAT) направили датчик на Четыре угла, чтобы наблюдать за выбросами метана из космоса.

Предварительный анализ показывает, что добыча ископаемого топлива, вероятно, является ключевым источником метана. (Исследователи TOPDOWN планируют опубликовать подробные результаты где-то в 2016 году.) Тем временем Корт предупреждает, что естественные факторы, такие как топография и характер ветра, также играют важную роль в появлении горячих точек в данных SCIAMACHY.

& ldquoПомните, что это карта аномалий метана, а не карта выбросов метана. Это важное различие, так как сигналы представляют собой комбинацию выбросов и ветров, - сказал Корт. & ldquoПредставьте себе случай, когда у вас высокие выбросы, но постоянные сильные ветры. Это не приведет к сильному сигналу, так как метан будет более распределен & rdquo.

По словам Корта, наблюдения SCIAMACHY показывают, что горизонтальное бурение и крупномасштабный гидроразрыв пласта и технологии, приведшие к буму добычи сланцевого газа и нефти за последнее десятилетие, не были источником метана «Четыре угла». Спутниковые наблюдения проводились в период с 2003 по 2009 годы, до того, как сланцы были распространены. Извлечение метана из угольных пластов (природный газ, застрявший в порах и трещинах угольных пластов) является гораздо более вероятным объяснением. Бассейн Сан-Хуан имеет крупнейшее месторождение метана в угольных пластах в США.

& ldquoTOPDOWN предлагает прекрасный пример подхода, который необходимо использовать научному сообществу, чтобы понять, почему концентрация метана растет, & rdquo, - сказал Франкенберг. & ldquoСпутники могут дать нам важные подсказки и указать правильное направление, но их всегда необходимо дополнять измерениями с самолетов и земли, чтобы гарантировать правильную интерпретацию их наблюдений. & rdquo

Вариации тренда

Станция Глобальной службы атмосферы Кейп-Грим, расположенная на западном побережье Тасмании, отслеживает качество воздуха. Это одна из нескольких станций, которые помогают ученым составить глобальную картину атмосферных аэрозолей и загрязнителей. (Фотография Всемирной метеорологической организации, используется по лицензии Creative Commons.)

С 1967 года NOAA координирует совместную сеть отбора проб воздуха, международную сеть наземных датчиков, которые контролируют состав атмосферы. Примерно в 50 центрах по всему миру исследователи собирают пробы воздуха в колбы каждую неделю и отправляют их в Колорадо для подробного анализа. С 1978 года несколько организаций, в том числе НАСА, по отдельности поддерживают Расширенный глобальный эксперимент по атмосферным газам (AGAGE), который выполняет аналогичные измерения. Хотя сети имеют ограниченное количество станций и неравномерное распределение, станций достаточно для оценки глобальной концентрации метана, поскольку метан быстро попадает в атмосферу.

Согласно записям этих наземных станций, эти концентрации изменились таким образом, что заинтриговали и озадачили ученых. В 1985 году средняя концентрация составляла 1620 частей на миллиард (ppb). К 2015 году он увеличился до 1800 частей на миллиард. (До промышленной революции концентрации оставались стабильными на уровне около 700 частей на миллиард). Однако темпы роста в последние десятилетия были разными. С 1980-х по 1992 год метан увеличивался примерно на 12 частей на миллиард в год. Затем наступило примерно десятилетие более медленного роста на уровне 3 частей на миллиард в год. В период с 2000 по 2007 год концентрации метана в атмосфере стабилизировались. Начиная с 2007 года, они снова начали расти и продолжают расти со скоростью 6 частей на миллиард в год.

Содержание метана в атмосфере продолжало увеличиваться, хотя скорость этого увеличения со временем значительно варьировалась и озадачила экспертов. (Изображение NASA Earth Observatory, сделанное Джошуа Стивенсом с использованием данных NOAA.)

Большинство экспертов сходятся во мнении о причине спада в 1990-е годы. Они объясняют это более засушливыми условиями в тропиках, а также сокращением использования ископаемого топлива и сельскохозяйственных выбросов после распада бывшего Советского Союза.

Причина недавнего увеличения остается темой изучения и обсуждения, объяснил Эд Длугокенки, ученый NOAA, который возглавляет группу, отслеживающую тенденции метана. Есть намеки на то, что увеличение выбросов ископаемого топлива в Северной Америке и увеличение выбросов от тропических водно-болотных угодий могут играть важную роль, но детали запутаны.

Выбросы метана, связанные с деятельностью человека, растут. (Изображение NASA Earth Observatory, сделанное Джошуа Стивенсом с использованием данных CDIAC.)

Ученые надеются, что новая сеть датчиков сможет расшифровать отчетливые химические отпечатки различных источников метана. Когда в химической структуре метана больше нейтронов, он считается «более тяжелым» изотопом, чем меньше нейтронов, тем более «легче» метан. Различные процессы производят разные пропорции тяжелого и легкого метана. Например, водно-болотные угодья, как правило, выделяют метан с более легкими изотопными отпечатками, характерными для газа, производимого микробами. Более тяжелый изотопный отпечаток обычно связан с метаном, извлеченным из ископаемого топлива.

В изотопных данных есть признаки, указывающие на то, что сельскохозяйственные источники или водно-болотные угодья в значительной степени способствовали увеличению с 2007 года. & LdquoСовпадающее время увеличения метана и увеличения тропических осадков после перехода от Эль-Ниньтильдео к Ла-Ниньтильдеа, наряду с изменением пространственных структур в нашей стране. наблюдения, являются хорошими индикаторами большого вклада тропических водно-болотных угодий & rdquo, - отметил Длугокенский.

Однако некоторые детали все еще остаются спорными или нечеткими. «Я еще не видел публикации, которая бы полностью объясняла причины недавнего подъема метана. Выбросы, связанные с разработкой новых источников ископаемого топлива и добычей полезных ископаемых, нефтеносными песками, должны вносить свой вклад, хотя я также видел измерения, которые показывают, что выбросы из тропических водно-болотных угодий также увеличиваются & rdquo, - сказал Мурат Айдин, химик по атмосфере из Калифорнийского университета в Ирвине. & ldquo Я ожидаю, что в течение следующих нескольких лет эта проблема будет обсуждаться в научной литературе. В конце концов, это может быть не одно или другое, а сочетание нескольких факторов & rdquo.

Сланцевая революция

На ночных спутниковых снимках свет от Игл Форд конкурирует с соседними городами Сан-Антонио и Остин. Электрическое свечение бурового оборудования и рабочих поселков в сочетании с мерцающими газовыми факелами создают безошибочную световую дугу на юго-востоке Техаса.

Газовые ракеты смешиваются с другими ночными огнями, которые мерцают над сланцевым пластом Игл Форд в Техасе. (Карта Земной обсерватории НАСА, составленная Джошуа Стивенсом с использованием данных, предоставленных NOAA.)

При дневном свете вид такой же ошеломляющий. В начале 2000-х здесь был сонный кустарник.К 2010 году шумная сеть дорог и прямоугольных буровых площадок полностью изменили ландшафт. Многие из этих колодок забиты тяжелой техникой, что является признаком того, что они находятся в процессе гидравлического разрушения или & ldquofracked & rdquo.

17 декабря 2000 г.

18 декабря 2015 г.

Спутниковые снимки показывают, насколько бурение природного газа изменило ландшафт сланцевого месторождения Игл Форд. Используйте интерактивный ползунок для сравнения изображений. (Снимки Земной обсерватории НАСА, сделанные Джошуа Стивенсом с использованием данных Landsat Геологической службы США.)

В то время как нефтегазовая промышленность на протяжении десятилетий разрушала горные породы, чтобы добыть больше нефти, бум гидроразрыва пласта в последние годы изменил правила игры. Энергетические компании недавно разработали методы горизонтального и вертикального бурения сланцевых залежей. Закачивая большие объемы воды в скважины на несколько миль ниже поверхности, они разрушают сланцы и высвобождают природный газ, в основном метан.

Согласно данным, собранным Агентством энергетической информации США, с 2006 года доля угля в энергетическом портфеле США резко упала, поскольку потребление энергии из природного газа увеличилось. В апреле 2015 года природный газ превзошел уголь в качестве основного источника электроэнергии (не включая отопление) в Соединенных Штатах.

До начала 20 века древесина и уголь преобладали в энергопотреблении США (отопление и электричество). Нефть, а за ней и природный газ, быстро взяли верх. В настоящее время потребление угля сокращается, в то время как потребление природного газа снова увеличивается. (Изображение NASA Earth Observatory, сделанное Джошуа Стивенсом с использованием данных EIA.)

Некоторые ученые и политики утверждают, что переход от угля и нефти к природному газу может замедлить темпы глобального потепления, поскольку при сжигании метана образуется примерно вдвое меньше углекислого газа, чем при сжигании угля. Фактически, ускорители природного газа часто говорят о природном газе как о топливе, которое можно использовать до тех пор, пока производство из возобновляемых источников, таких как солнечная и ветровая энергия, не увеличится.

Однако другие исследователи, такие как Корнельский университет и советник Роберт Ховарт, подвергли сомнению эту идею, заявив, что утечка метана может сделать климатический след природного газа намного больше, чем первоначально предполагалось. В процессе добычи и распределения ископаемого топлива может происходить утечка значительного количества несгоревшего природного газа. Некоторая утечка происходит на устье скважины при первом бурении скважин. Но утечка & ldquodownstream & rdquo также происходит на газоперерабатывающих предприятиях, трубопроводах и другой инфраструктуре транспортировки и хранения газа. Таким образом, хотя метан может быть более чистым для горения, он гораздо более эффективен, чем углекислый газ, если он выбрасывается непосредственно в атмосферу без сжигания.

Большинство ученых считает, что для того, чтобы получить немедленный климатический эффект от природного газа, совокупная утечка должна составлять не более 3,2 процента добычи. Кроме того, дополнительное потепление, вызванное утечкой метана, перевешивает потенциальную выгоду.

Забор природного газа в Соединенных Штатах увеличивается одновременно с увеличением концентрации метана в атмосфере в глобальном масштабе. Добыча топлива - не единственная причина роста, но ученые прилагают все усилия, чтобы выяснить, где и сколько газа утекает. (Изображение NASA Earth Observatory, сделанное Джошуа Стивенсом с использованием данных EIA.)

Определить количество утечки метана непросто, и, хотя несколько исследовательских групп пытались определить скорость утечки, единого мнения нет. Оценки правительственных агентств и отдельных исследователей, основанные на наблюдениях с земли, неба и космоса, колеблются от 1,5 до 10 процентов, при этом дистанционные исследования обычно показывают более высокие показатели утечки.

Некоторые ученые пытаются использовать спутники для обнаружения утечек из инфраструктуры гидроразрыва пласта. Оливер Шнайзинг, атмосферный ученый из Бременского университета, проанализировал данные SCIAMACHY с 2006 по 2011 год по пластам Игл Форд и Баккен. Шнайзинг и его коллеги обнаружили значительное увеличение концентрации метана над обоими газовыми месторождениями по мере активизации буровых работ. В период с 2009 по 2011 год концентрации метана были настолько высокими, что Шнайзинг оценил уровень утечки примерно в 10 процентов.

В 2015 году Touch & eacute Howard, инженер-эколог из Indaco Air Quality Services из Северной Каролины, предложил удивительно простое объяснение того, почему исследования скорости утечек, основанные на наземных данных, так разительно отличаются от данных с воздуха и спутников. Он утверждает, что широко используемый наземный датчик имеет программный недостаток, из-за которого он резко недооценивает выбросы метана.

«Научное сообщество быстро продвинулось в понимании неорганизованных выбросов метана», - сказал Ховарт. & ldquoМы еще не располагаем окончательной историей, но исследования, которые показывают тревожно высокие темпы выбросов, появляются. Пока мы не узнаем больше, это должно заставить задуматься всех, кто продвигает сланцевый газ в качестве промежуточного топлива & rdquo.

Арктическая вечная мерзлота

Почти четверть свободной ото льда суши в северном полушарии покрыта вечной мерзлотой. Это составляет 23 миллиона квадратных миль вечной мерзлоты. (Карта обсерватории Земли НАСА, составленная Джошуа Стивенсом с использованием данных Национального центра данных по снегу и льду.)

По оценкам ученых, в мерзлых почвах Арктики может храниться в пять раз больше углерода, чем было выброшено в результате всей деятельности человека с 1850 года. Это беспокоит людей, изучающих глобальное потепление. Хотя выбросы вечной мерзлоты в настоящее время составляют менее 1 процента глобальных выбросов метана, некоторые исследователи полагают, что это может резко измениться по мере потепления мира и того, что богатая углеродом мерзлая почва, мерзлота и мдаш спадут.

Когда вечная мерзлота достаточно прогревается, почва оттаивает и увеличивается активность микробов. Таяние также открывает новые пути утечки старых запасов & ldquogeologic & rdquo метана, долгое время удерживаемого ледниками и слоями почвы. Оба процесса выбрасывают дополнительный метан в атмосферу.

Большие участки обнаженной вечной мерзлоты видны после обрушения части прибрежной тундры Аляски. (Фото USGS Alaska Science Center.)

Кэти Уолтер Энтони, гидролог из Университета Аляски & ndashFairbanks, нанесла на карту более 150 000 выходов метана вблизи границ таяния вечной мерзлоты и отступающих ледников. Утечки выглядят как дыры в замерзших озерах и реках, которые при ближайшем рассмотрении пузыряются газом. Ее команда обнаружила, что они действительно могут зажечь такие утечки.

Просачивание метана, обнаруженное Энтони, не обязательно вызвано глобальным потеплением, и нет никакого способа узнать, как это число сегодня сравнивается с числом, которое существовало в более ранние периоды. Но простое существование таких просачиваний иллюстрирует, как метан теоретически может улетучиваться, когда нижележащие почвы и воды выходят из-под ледяного покрова.

Профессор Кэти Уолтер Энтони обсуждает метан, замерзшие озера и последствия изменения климата. (Видео Университета Аляски в Фэрбенксе)

На сегодняшний день ученые обнаружили мало свидетельств того, что выбросы вечной мерзлоты увеличились. Сеть наземных датчиков NOAA & rsquos не обнаружила ничего необычного, хотя количество станций наблюдения в Арктике невелико. Ни один спутник не обнаружил ничего необычного, но проводить наблюдения в Арктике сложно из-за облачности и ограниченного освещения зимой.

Чтобы лучше понять текущие выбросы метана из вечной мерзлоты и установить основу для мониторинга будущих изменений, ученые НАСА недавно оснастили самолет C-23 Sherpa датчиками для измерения углекислого газа и метана. В рамках эксперимента «Углерод в арктических водоемах» (CARVE) исследователи летают над северной Аляской каждое лето в течение последних четырех лет. «Мы знаем, что вечная мерзлота нагревается даже быстрее, чем температура воздуха в Арктике - всего за последние 30 лет она составила 2,7–4,5 градуса», - сказал Чарльз Миллер, главный исследователь CARVE. & ldquoЧто мы не очень хорошо понимаем, так это влияние, которое оказывает на выбросы углекислого газа и метана. & rdquo

По мере того как весенняя оттепель продвигается на север через тундру Аляски, метан выделяется из верхнего слоя почвы. Ученые CARVE наблюдали этот феномен, когда в трех отдельных полетах регистрировались всплески высоких уровней метана в направлении на север. (Карта Земной обсерватории НАСА, составленная Джошуа Стивенсом с использованием данных CARVE.)

В первый год полетов (2012 г.) команда обнаружила, что выбросы метана находятся в районе ожидаемой нормы для Аляски. Наблюдения 2013 и 2014 годов еще не были полностью проанализированы и опубликованы, но предварительные оценки преподнесли некоторые сюрпризы. Например, в то время как выбросы метана, казалось, были на нормальном уровне, количество углекислого газа, выходящего из вечной мерзлоты, было высоким. Команда CARVE также нашла доказательства того, что арктические регионы выделяют метан спустя долгое время после того, как поверхностные почвы замерзают зимой. Поскольку большинство климатических моделей практически не предполагают выбросов метана в Арктике зимой, ключевые предположения потребуют обновления.

Хотя кампания CARVE завершилась в 2015 году, Миллер продолжит измерения в рамках эксперимента НАСА по арктико-бореальной уязвимости (ВВЕРХУ), который начался в 2015 году.

Газовые гидраты

На планете есть еще один огромный запас метана. Это было источником сценариев Судного дня и многих спекуляций. Но факты не соответствуют драматическим сценариям.

В холодных глубинах океана природный газ и вода могут сливаться в ледяные смеси, известные как клатраты метана или газогидраты. Эти залежи замороженного газа встречаются по всему миру, в основном по краям континентов, хотя залежи могут образовываться только при определенных условиях давления и температуры. Считается, что общий объем газовых гидратов огромен. Большинство оценок предполагает, что под водой в газовых гидратах хранится больше энергии, чем во всех других источниках ископаемого топлива вместе взятых.

Захваченные молекулы метана образуют ледяное твердое тело. Это твердое вещество, известное как газовый гидрат, легко воспламеняется и при горении выделяет метан. (Фотография предоставлена ​​Министерством энергетики США)

«Люди, как правило, очень встревожены газовыми гидратами из-за того, сколько метана хранится в этих месторождениях», - сказала Кэролайн Руппел, руководитель программы по газовым гидратам США. & ldquoНо изменение климата & mdashe, даже если предположить наихудшие сценарии & mdash, не должно иметь практически никакого влияния на подавляющее большинство из них & rdquo.

Действительно, большая часть гидратов газа - около 99 процентов - улавливается в глубоководных средах, где температуры достаточно низкие, а давление достаточно велико для того, чтобы отложения оставались стабильными. Большая часть этих глубоководных отложений находится под слоями наносов, поэтому даже если глобальное потепление будет продолжаться тысячи лет, оно, вероятно, мало на них повлияет.

Лишь небольшая часть газовых гидратов (около 3,5 процента) встречается на глубинах, где потепление океанических вод может вызывать разрушение гидрата метана, вызывая пузыри метана. Однако метан, выбрасываемый под водой, по-прежнему редко попадает в атмосферу напрямую. Микробы на дне океана и живущие в толще воды обычно потребляют его или сначала превращают в углекислый газ.

Углерод, выделяющийся при таянии вечной мерзлоты, потребляется микробами. Во время этого процесса микробы выделяют метан, который может образовывать пузырьки, которые остаются подо льдом. (Фотография предоставлена ​​USGS.)

Всего 1 процент гидратов метана находится на очень небольшой глубине под арктической вечной мерзлотой, либо на суше, либо недалеко от берега. На суше даже самые мелкие гидраты метана все еще глубоко погребены отложениями, поэтому газ не может легко уйти. Руппель отмечает, что в мелководных морских районах гидраты метана могут разрушаться при потеплении, но отложения в этом регионе составляют такой небольшой процент от общих запасов гидрата метана, что воздействие на климат будет минимальным.

«Мы определенно не увидим катастрофических климатических последствий или внезапных климатических изменений в результате разложения газовых гидратов, как утверждают некоторые», - сказал Руппел. Скорее, более вероятным последствием будет небольшое повышение кислотности океана.

Будущее метана

Многие вопросы о метане остаются без ответа, и существующие инструменты ограничивают то, насколько хорошо на них можно ответить. Например, изотопные измерения могут иметь решающее значение для определения того, насколько производство ископаемого топлива способствует увеличению концентрации метана. Но количество станций, способных собирать изотопные данные, весьма ограничено.

На втором месте после кишечной ферментации (пищеварение жвачими животными), на добычу и использование природного газа приходится самый высокий уровень выбросов метана в мире. (Изображение NASA Earth Observatory, сделанное Джошуа Стивенсом с использованием данных EPA.)

Аналогичным образом, спутниковые наблюдения могут сыграть ключевую роль, но существующие источники спутниковых данных также ограничены. Датчик SCIAMACHY обеспечивал глобальные измерения метана в тропосфере, начиная с 2003 года, но он прекратил сбор данных, когда миссия Envisat завершилась в 2012 году. Датчик TES на спутнике NASA & rsquos Aura может измерять метан, но ему не хватает чувствительности в нижней тропосфере, где метан происходят выбросы. Лучшим вариантом для спутниковых снимков метана в тропосфере является датчик TANSO на японском спутнике GOSAT.

Спонсируемый голландцами датчик TROPOMI должен выйти на орбиту в 2016 году и должен предоставлять данные, которые в несколько раз более подробны, чем SCIAMACHY или TANSO. Повышенное разрешение значительно улучшит то, что можно наблюдать из космоса, и должно помочь ученым заполнить пробелы, в которых наземные и воздушные наблюдения редки.

Заглянув дальше, французские и немецкие космические агентства работают над разработкой миссии под названием MERLIN, которая будет отражать лазерный луч (лидар) от поверхности Земли, чтобы обнаружить химические признаки метана. Ожидаемая дата запуска - декабрь 2019 года. Лидар дороже датчиков других типов, но на него не так сильно влияют облака или частицы в воздухе. Тем временем Харис Ририс, ученый из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА, разрабатывает лидарный датчик следующего поколения, который мог бы иметь даже большую чувствительность и точность, чем датчик на MERLIN.

Исследователи НАСА Харис Ририс и Стюарт Ву используют зеркало для настройки прототипа нового эхолота, который предназначен для непрерывных измерений атмосферного метана с высоким разрешением. (Фото Эмили Шаллер.)

Между тем, политики начали рассматривать идею о том, что сокращение выбросов метана может обеспечить немедленный и относительно дешевый способ борьбы с изменением климата. В 2012 году Шинделл утверждал в своей научной статье, что сокращение метана и черного углерода предотвратит прогнозируемое глобальное потепление на 0,5 градуса (Цельсия) к 2050 году.

«Что-то делать с метаном» не решит нашу климатическую проблему, но поможет в ближайшем будущем », - сказал Шинделл. & ldquoИ если мы когда-либо собираемся решить проблему выбросов углерода, мы должны с чего-то начать. & rdquo


В Антарктиде впервые обнаружена активная утечка метана с морского дна

Предоставлено: Pixabay / CC0 Public Domain.

Группа исследователей из Университета штата Орегон подтвердила первую активную утечку метана с морского дна в Антарктиде. В своей статье, опубликованной в Труды Королевского общества B, группа описывает свою поездку к Пепельным конусам, расположенным в проливе Мак-Мердо в море Росса, и почему, по их мнению, это свидетельствует об очень серьезных последствиях для глобального потепления.

Ученые считают, что большое количество метана запечатано под дном океана у побережья Антарктиды. Считается, что он возник в результате разложения водорослей под донными отложениями. И, вероятно, там было очень давно. По мере того как планета нагревается, ученые забеспокоились, что метан может высвободиться, если вода над ней нагреется. И если это произойдет, они опасаются, что это приведет к выбросу такого количества метана, что не будет никакого восстановления - планета будет теплее, чем мы можем выжить.

Исследователи отмечают, что утечка метана в Cinder Cones происходит не в той части океана, которая нагревается, поэтому причина утечки остается загадкой. Гораздо большее беспокойство вызывает реакция подводных микробов. Предыдущие исследования показали, что, когда другие части морского дна начинают выделять метан, микробы перемещаются и съедают его, не позволяя ему пробираться на поверхность и в атмосферу. Они отмечают, что Cinder Cones протекает не менее пяти лет, но до сих пор метаноядные микробы не проникли внутрь. Таким образом, метан почти наверняка попадает в атмосферу. Причина, по которой это вызывает такое беспокойство, указывают они, заключается в том, что это предполагает, что если другие части морского дна в Антарктиде начнут просачиваться метан из-за потепления, микробы могут не перемещаться в этот район достаточно быстро, чтобы предотвратить образование большого количества газа свой путь в атмосферу. Они планируют продолжить мониторинг утечки в Cinder Cones, отметив, что микробы могут проникнуть еще через пять лет. Но этого исследования придется подождать, поскольку пандемия отложила их планы.


Тайна метана на Марсе и Титане

Из всех планет Солнечной системы, кроме Земли, Марс, возможно, обладает наибольшим потенциалом для жизни, как вымершей, так и сохранившейся. Он очень похож на Землю: процесс формирования, ранняя история климата, резервуары с водой, вулканы и другие геологические процессы. Микроорганизмы подошли бы как нельзя лучше. Другое планетарное тело, самый большой спутник Сатурна Титан, также регулярно упоминается в обсуждениях внеземной биологии. В своем изначальном прошлом Титан обладал условиями, способствующими образованию молекулярных предшественников жизни, и некоторые ученые полагают, что он мог быть живым тогда, а может быть, даже живым сейчас.

Чтобы добавить интриги к этим возможностям, астрономы, изучающие оба этих мира, обнаружили газ, который часто ассоциируется с живыми существами: метан. Он существует в небольших, но значительных количествах на Марсе, и Титан буквально наводнен им. Биологический источник по крайней мере столь же вероятен, как и геологический, для Марса, если не для & shyTitan. Любое объяснение было бы по-своему увлекательным, раскрывая либо то, что мы не одни во Вселенной, либо что и Марс, и Титан имеют большие подземные водоемы вместе с неожиданными уровнями геохимической активности. Понимание происхождения и судьбы метана на этих телах даст важные ключи к разгадке процессов, которые определяют формирование, эволюцию и обитаемость земных миров в этой солнечной системе и, возможно, в других.

Метан (CH4) в изобилии встречается на планетах-гигантах - Юпитере, Сатурне, Уране и Нептуне - где он был продуктом химической обработки первичного вещества солнечной туманности. Однако на Земле метан особенный. Из 1750 частей на миллиард по объему (ppbv) метана в атмосфере Земли от 90 до 95 процентов имеет биологическое происхождение.Копытные, питающиеся травой, такие как коровы, козы и яки, изрыгивают пятую часть годового глобального выброса метана. Этот газ является побочным продуктом метаболизма бактерий в их кишечнике. Другие важные источники включают шитермиты, рисовые поля, болота и т. Д.

утечка природного газа (сама является результатом прошлой жизни) и фотосинтезирующих растений [см. & ldquoМетан, растения и изменение климата & rdquo, Фрэнк Кепплер и Томас Р & oumlckmann Scientific American, февраль 2007 г.]. Вулканы вносят менее 0,2 процента от общего бюджета метана на Земле, и даже они могут просто выделять метан, производимый организмами в прошлом. Абиотические источники, такие как промышленные процессы, сравнительно незначительны. Таким образом, обнаружение метана на другом похожем на Землю объекте, естественно, повышает вероятность появления жизни на этом теле.

В воздухе
Именно это произошло с Марсом в 2003 и 2004 годах, когда три независимые группы ученых объявили об открытии метана в атмосфере этой планеты. Используя спектрограф высокого разрешения в Инфракрасном телескопе на Гавайях и на Южном телескопе Джемини в Чили, команда во главе с Майклом Муммой из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА обнаружила концентрации метана, превышающие 250 частей на миллиард, варьирующиеся по планете и, возможно, со временем. Витторио Формизано из Института физики и межпланетных наук в Риме и его коллеги (включая меня) проанализировали тысячи инфракрасных спектров, собранных орбитальным аппаратом Mars Express. Мы обнаружили, что метан гораздо менее распространен, в диапазоне от нуля до примерно 35 частей на миллиард, со средним планетарным значением примерно 10 частей на миллиард. Наконец, Владимир Краснопольский из Католического университета Америки и его коллеги с помощью телескопа Канада-Франция-Гавайи измерили планетарное среднее значение около 10 частей на миллиард. Они не могли определить вариацию по планете из-за плохого сигнала и пространственного разрешения.

Команда Mumma & rsquos сейчас повторно анализирует свои данные, чтобы попытаться определить, почему их значение является выбросом. На данный момент я возьму значение 10 ppbv как наиболее вероятное. Это соответствует концентрации метана (в молекулах на единицу объема), которая составляет всего 40 миллионных долей от концентрации в атмосфере Земли. Тем не менее, даже малейшее присутствие газа требует объяснения.

Хотя астрономы обнаружили метан на Титане еще в 1944 году, только дополнительное открытие азота 36 лет спустя вызвало огромный интерес к этой холодной и далекой луне [см. & LdquoTitan, & rdquo Тобиаса Оуэна Scientific American, Февраль 1982 г.]. Азот - ключевой компонент биологических молекул, таких как аминокислоты и нуклеиновые кислоты. Тело с азотно-метановой атмосферой, где давление на уровне земли в полтора раза больше, чем на нашей родной планете, может иметь правильные ингредиенты для молекулярных предшественников жизни и, как предполагают некоторые, даже самой жизни для формирования.

Метан играет центральную контролирующую роль в поддержании плотной азотной атмосферы на Титане. Это источник углеводородного тумана, который поглощает солнечное инфракрасное излучение и нагревает стратосферу примерно на 100 градусов по Цельсию, а также водорода, столкновения молекул которого приводят к 20-градусному потеплению в тропосфере. Если метан когда-нибудь закончится, температура упадет, газообразный азот конденсируется в жидкие капли, и атмосфера рухнет. Особый персонаж Titan & rsquos изменится навсегда. Его смог и облака рассеялись. Метановый дождь, который, кажется, вырезал его поверхность, прекратится. Озера, лужи и ручьи пересохнут. А если приподнять завесу, то суровая поверхность Титана обнажится и будет легко доступна для телескопов на Земле. Титан потеряет свою загадочность и превратится в очередной спутник с разреженным воздухом.

Может ли быть, что метан на Марсе и Титане имеет биологическое происхождение, как на Земле, или ему есть другое объяснение, такое как вулканы или удары комет и метеоритов? Наше понимание геофизических, химических и биологических процессов помогло сузить область возможных источников на Марсе, и многие из тех же аргументов применимы и к Титану.

Разделить солнечным светом
Первый шаг к ответу на вопрос - определить скорость, с которой метан должен производиться или доставляться. Это, в свою очередь, зависит от того, как быстро газ удаляется из атмосферы. На высоте 60 километров и выше над поверхностью Марса солнечное ультрафиолетовое излучение расщепляет молекулы метана. Ниже в атмосфере атомы кислорода и гидроксильные радикалы (ОН), которые образуются при расщеплении молекул воды ультрафиолетовыми фотонами, окисляют метан. Без пополнения запасов метан постепенно исчезал бы из атмосферы. & Ldquolifetime & rdquo метана & mdash определяется как время, необходимое для того, чтобы концентрация газа упала на коэффициент математической константы e, или примерно три & mdashis от 300 до 600 лет, в зависимости от количества водяного пара, который претерпевает сезонные и шиальные изменения, и от силы солнечная радиация, которая меняется в течение солнечного цикла. На Земле аналогичные процессы дают шиметану время жизни около 10 лет. На Титане, где солнечное ультрафиолетовое излучение намного слабее, а кислородсодержащих молекул значительно меньше, метан может существовать от 10 до 100 миллионов лет (что все еще короткое время с геологической точки зрения).

Время жизни метана на Марсе достаточно велико, чтобы ветры и диффузия смешали газ с атмосферой достаточно равномерно. Таким образом, наблюдаемые вариации уровней метана над планетой & shyplanet вызывают недоумение. Они могут быть признаком того, что газ поступает из локальных источников или исчезает в локальных стоках. Одним из возможных поглотителей является химически активная почва, которая может ускорить потерю метана. Если бы такие дополнительные поглотители работали, потребовался бы еще больший источник для поддержания наблюдаемой численности.

Следующим шагом является рассмотрение возможных сценариев образования метана. Красная планета - хорошее место для начала, потому что в ней очень мало метана. Если механизм не может объяснить даже эту небольшую сумму, вряд ли он сможет объяснить гораздо большее количество Титана. Для 600-летнего срока службы необходимо будет производить чуть более 100 метрических тонн метана каждый год, чтобы поддерживать постоянный глобальный средний показатель в 10 частей на миллиард. Это примерно четверть миллиона производства на Земле.

Как и на Земле, вулканы, скорее всего, не виноваты. Марсианские вулканы потухли сотни миллионов лет назад. Кроме того, если бы вулкан был ответственным за метан, он также выбрасывал бы огромное количество диоксида серы, а атмосфера Марса лишена соединений серы. Внепланетные вклады также кажутся минимальными. По оценкам, около 2000 тонн микрометеоритной пыли ежегодно достигает поверхности Марса. Менее 1 процента их массы составляет углерод, и даже этот материал в значительной степени окислен и, следовательно, является незначительным источником метана. Кометы состоят из метана на 1% по весу, но в среднем они попадают на Марс только раз в 60 миллионов лет. Таким образом, количество доставляемого метана составит около одной тонны в год или менее 1 процента от необходимого количества.

Может быть, в недавнем прошлом на Марс столкнулась комета? Он мог доставить большое количество метана, и со временем его содержание в атмосфере снизилось бы до нынешнего значения. Удар кометы диаметром 200 метров 100 лет назад или кометы диаметром 500 метров 2000 лет назад мог дать достаточно метана, чтобы учесть наблюдаемое в настоящее время среднее глобальное значение в 10 частей на миллиард. Но эта идея сталкивается с проблемой: метан не равномерно распределяется по планете. Время, необходимое для равномерного распределения метана по вертикали и горизонтали, составляет не более нескольких месяцев. Таким образом, кометный источник приведет к равномерному распределению метана по Марсу, вопреки наблюдениям.

Дым в воде
Это оставляет нам два возможных источника: гидрогеохимический и микробный. Любой из них был бы восхитителен. Гидротермальные жерла, известные как «черные курильщики», были впервые обнаружены на Земле в 1977 году в разломе Гал & Аутепагос [см. & Ldquo Гребень Восточно-Тихоокеанского поднятия & rdquo, Кен Макдональд и Брюс П. Люендик Scientific American, Май 1981 г.]. С тех пор океанологи обнаружили их вдоль многих других средних и океанических хребтов. Лабораторные эксперименты показывают, что в условиях, преобладающих в этих жерлах, ультраосновные силикаты и камни, богатые железом или магнием, такие как оливин и пироксен, могут реагировать с образованием водорода в процессе, обычно называемом серпентинизацией. В свою очередь, реакция водорода с зернами углерода, диоксидом углерода, оксидом углерода или углеродистыми минералами может производить метан.

Ключом к этому процессу являются водород, углерод, металлы (которые действуют как катализаторы), а также тепло и давление. Все они доступны и на Марсе. Процесс серпентинизации может происходить как при высоких температурах (от 350 до 400 градусов С), так и при более умеренных (от 30 до 90 градусов С). По оценкам, эти более низкие температуры наблюдаются в предполагаемых водоносных горизонтах на Марсе.

Хотя низкотемпературная серпентинизация может производить марсианский метан, биология остается серьезной возможностью. На Земле микроорганизмы, известные как метаногены, производят метан как побочный продукт потребления водорода, двуокиси углерода или окиси углерода. Если бы такие организмы жили на Марсе, они бы нашли готовый запас питательных веществ: водород (либо производимый в процессе серпентинизации, либо диффундирующий в почву из атмосферы) плюс углекислый газ и окись углерода (в породах или из атмосферы).

Образовавшийся в результате серпентинизации или микробов, метан может храниться в виде стабильной клатрат-гидратной химической структуры, которая улавливает молекулы метана, как животные, в клетке для последующего выброса в атмосферу, возможно, путем постепенного выделения газа через трещины и трещины или эпизодических взрывов, вызванных вулканизмом. Никто не уверен, насколько эффективно будут формироваться клатраты или насколько легко они будут дестабилизированы.

Наблюдения Mars Express намекают на более высокие концентрации метана над участками, содержащими подземный водный лед. Эту корреляцию можно объяснить либо геологическим, либо биологическим сценарием. Водоносные горизонты подо льдом будут служить средой обитания для существ или местом гидрогеохимического производства метана. Без дополнительных данных биологические и геологические возможности представляются одинаково вероятными.

Титанический океан
На первый взгляд, можно подумать, что метан на Титане легче понять: Луна образовалась в субтуманности Сатурна, атмосфера которой содержит огромное количество газа. Тем не менее, данные свидетельствуют в пользу производства метана на Титане, а не доставки метана на Титан. Зонд "Гюйгенс" совместной миссии НАСА и Европейского космического агентства "Кассини-Гюйгенс" не обнаружил ксенона или криптона в атмосфере Луны. Если бы планетезимали, сформировавшие Титан, принесли метан, они бы тоже принесли эти тяжелые благородные газы. Отсутствие таких газов указывает на то, что метан, скорее всего, образовался на Титане.

Таким образом, присутствие метана на Титане так же загадочно, как и на Марсе, и в некоторых отношениях даже больше из-за его огромного количества (5 процентов по объему). Вероятный источник, как и на Марсе, - серпентинизация при относительно низких температурах. Кристоф Сотен из Нантского университета во Франции и его коллеги утверждали, что Титан может выдержать подземный океан жидкой воды. Растворенный аммиак, действующий как антифриз, поможет предотвратить его замерзание. В их модели океан находится на глубине 100 километров под поверхностью Титана и глубиной от 300 до 400 километров. В прошлом распад радиоактивных элементов и оставшееся тепло от образования Титана могло растопить почти весь лед тела, поэтому океан мог простираться вплоть до скалистого ядра.

В этих условиях реакции между водой и горной породой привели бы к высвобождению газообразного водорода, который, в свою очередь, вступил бы в реакцию с диоксидом углерода, монооксидом углерода, частицами углерода или другим углеродистым материалом и образованием метана. Я полагаю, что этот процесс мог бы объяснить наблюдаемое на Титане содержание метана. После образования метан мог храниться в виде стабильного клатратного гидрата и выбрасываться в атмосферу либо постепенно, в результате вулканизма, либо в виде взрывов, вызванных ударами.

Интригующий ключ к разгадке - газ аргон 40, обнаруженный Гюйгенсом, когда он спускался через атмосферу Титана. Этот изотоп образуется в результате радиоактивного распада калия 40, который задерживается в породах глубоко в ядре Титана. Поскольку радиоактивный период полураспада калия 40 составляет 1,3 миллиарда лет, небольшое количество аргона 40 в атмосфере свидетельствует о медленном выделении газов изнутри. Кроме того, оптические и радиолокационные изображения поверхности показывают признаки криовулканизма - извержения водно-аммиачного льда - что также указывает на то, что материал поднимается из недр. Поверхность кажется относительно молодой и без кратеров, что является признаком того, что поверхность покрыта материалом изнутри. Расчетная скорость шлифовки позволит высвободить метан изнутри достаточно быстро, чтобы уравновесить фотохимические потери. Метан на Титане играет роль воды на Земле вместе с жидкими поверхностными резервуарами, облаками и дождем - полноценный металогический цикл. Таким образом, существует значительный объем свидетельств, даже в большей степени, чем для Марса, что метан, хранящийся внутри, без труда выбрался бы на поверхность и впоследствии испарился в атмосферу.

Может ли биология сыграть роль в создании метана на Титане? Кристофер Маккей из Исследовательского центра Эймса НАСА и Хизер Смит из Международного космического университета в Страсбурге, Франция, а также Дирк Шульце-Макух из Университета штата Вашингтон и Дэвид Гринспун из Денверского музея природы и науки предположили, что ацетилен и водород может служить питательными веществами для метаногенов даже в условиях экстремального холода на поверхности Титана (& ndash179 градусов C). Этот биогенный процесс отличается от того, что используется метаногенами на Земле и их родственниками, если таковые имеются, на Марсе тем, что вода не требуется. Вместо этого жидкие углеводороды на поверхности Титана служат средой.

Однако у этой гипотезы есть недостаток. Данные Гюйгенса исключают подземный источник ацетилена, это соединение должно в конечном итоге происходить из метана в атмосфере. Таким образом, это похоже на круговой аргумент: для производства метана (микробами) нужен метан. Более того, изобилие метана на Титане настолько велико, что метаногены должны были бы работать с перегрузкой, чтобы произвести его, серьезно истощая доступные питательные вещества.

Ввиду этих препятствий биологическое объяснение метана на Титане гораздо менее привлекательно, чем на Марсе. Тем не менее, гипотеза обитаемости требует исследования. Некоторые ученые утверждают, что эта луна могла быть или до сих пор может быть обитаемой. Он получает достаточно солнечного света, чтобы превращать азот и метан в молекулы, которые являются предшественниками биологии. Подземный водно-аммиачный рассол с добавлением некоторого количества метана и других углеводородов может быть благоприятной средой для сложных молекул или даже живых организмов. В далеком прошлом, когда молодой Титан еще охладился, жидкая вода могла даже течь по поверхности.

Органическая еда
Одним из важных измерений, которое может помочь определить источники метана на Марсе и Титане, является соотношение изотопов углерода. Жизнь на Земле эволюционировала, чтобы предпочесть углерод 12, который требует меньше энергии для связывания, чем углерод 13. Когда аминокислоты объединяются, образующиеся белки демонстрируют заметный дефицит более тяжелого изотопа. Живые организмы на Земле содержат в 92–97 раз больше углерода 12, чем углерода 13 для неорганического вещества, стандартное соотношение составляет 89,4.

На Титане, однако, зонд Гюйгенс показал отношение 82,3 в метане, что меньше, а не больше, чем стандартное значение для земных неорганических веществ. Это открытие решительно возражает против присутствия жизни в том виде, в каком мы ее знаем. Конечно, некоторые ученые предполагают, что жизнь на Титане могла развиваться иначе, чем на Земле, или что соотношение неорганических изотопов там может быть другим.

Еще никто не определил соотношение изотопов углерода для Марса. Это измерение является сложной задачей, когда концентрация газа настолько мала (одна миллиардная от концентрации на Титане). Марсоход NASA & rsquos Mars Science Laboratory (MSL), который должен прибыть на Марс в 2010 году, должен иметь возможность проводить точные измерения изотопов углерода в метане и, возможно, других органических материалах. Он также будет изучать твердые и газообразные образцы на предмет других химических признаков прошлой или настоящей жизни, таких как очень высокое отношение содержания метана к более тяжелым углеводородам (этан, пропан, бутан) и хиральность (предпочтение левосторонним или правосторонним). переданные органические молекулы).

С этими проблемами связан вопрос, почему органические вещества, похоже, отсутствуют на поверхности Марса. Даже в отсутствие жизни метеориты, кометы и частицы межпланетной пыли должны были доставить органику за последние четыре с половиной миллиарда лет. Возможно, ответ кроется в марсианских пылевых дьяволах, штормах и обычном сальтации (взмахах ветром пылинок). Эти процессы генерируют сильные статические электрические поля, которые могут запускать химический синтез перекиси водорода. Будучи мощным антисептиком, перекись водорода быстро стерилизует поверхность и удаляет органические загрязнения. Окислитель также ускорит локальную потерю метана из атмосферы, поэтому потребуется более крупный источник для объяснения содержания, наблюдаемого в марсианской атмосфере.

Таким образом, метан служит клеем, который каким-то таинственным образом скрепляет Титан. Присутствие метана на Марсе столь же интригующе, не в последнюю очередь потому, что оно вызывает представления о жизни на этой планете. Будущее исследование обоих тел будет стремиться определить, были ли они когда-либо пригодны для жизни. Хотя жизнь, как мы ее знаем, может производить метан, присутствие метана не обязательно означает существование жизни. Таким образом, планетологи должны тщательно исследовать источники, поглотители и изотопный состав этого газа, а также других органических молекул и следов компонентов как в газообразных, так и в твердых образцах. Даже если будет установлено, что метан не имеет никакого отношения к жизни, его изучение раскроет некоторые из наиболее фундаментальных аспектов формирования, истории климата, геологии и эволюции Марса и Титана.


Метан в атмосфере резко увеличивается, и это беспокоит ученых.

Ученые любят хорошие тайны. Но гораздо веселее, когда будущее человечества не поставлено на карту.

Эта загадка связана с метаном, мощным парниковым газом. Двадцать лет назад уровень метана в атмосфере перестал расти, что дало человечеству небольшую передышку, когда дело дошло до замедления изменения климата. Но в 2007 году концентрация снова начала расти - и, согласно новому исследованию, она набирает темпы в последние четыре года.

Ученые не выяснили причину, но они говорят, что ясно одно: этот всплеск может поставить под угрозу Парижское соглашение о климате. Это связано с тем, что многие сценарии достижения цели удержания глобального потепления «значительно ниже 2 градусов по Цельсию» предполагали, что метан уже будет падать, что позволяет выиграть время для решения долгосрочной задачи по сокращению выбросов углекислого газа.

«Я не хочу все время бегать и кричать о волках, но это очень, очень беспокоит», - сказал Юан Нисбет, ученый-Земле из Королевского Холлоуэй, Лондонский университет, и ведущий автор недавнего исследования. сообщают, что рост атмосферного метана ускоряется.

Метан образуется при разложении мертвого вещества без большого количества кислорода. В природе он просачивается из заболоченных болот, торфяных болот и наносов. Некоторых порождают и лесные пожары.

Однако в наши дни деятельность человека дает около половины всех выбросов метана. Утечки от операций с ископаемым топливом являются крупным источником, как и сельское хозяйство, особенно разведение крупного рогатого скота, который производит метан в кишечнике. Даже груды мусора, которые гниют на свалках, производят газ.

Атмосфера содержит гораздо меньше метана, чем углекислый газ, который является основной движущей силой изменения климата. Но метан настолько хорош в улавливании тепла, что одна тонна газа вызывает потепление в 32 раза больше, чем одна тонна CO2, в течение столетия.

Молекула для молекулы, метан «обладает большим ударом», - сказала Дебра Вунк, атмосферный физик из Университета Торонто.

В течение 10 000 лет концентрация метана в атмосфере Земли колебалась ниже 750 частей на миллиард, или частей на миллиард. Он начал подниматься в 19 веке и продолжал подниматься до середины 1990-х годов. Попутно это вызвало до одной трети потепления, которое планета испытала с начала промышленной революции.

Ученые полагали, что уровни метана, возможно, достигли нового равновесия, когда они достигли отметки около 1775 частей на миллиард, и что усилия по сокращению выбросов могут вскоре обратить вспять историческую тенденцию.

«Была надежда, что метан теперь пойдет по своей траектории вниз», - сказал Мэтт Ригби, ученый-атмосферник из Бристольского университета в Англии. «Но мы наблюдали прямо противоположное: он неуклонно растет уже более десяти лет».

Этот рост ускорился в 2014 году, в результате чего уровень метана превысил 1850 частей на миллиард. Эксперты не понимают, почему.

«Это такая запутанная картина, - сказал Ригби. «Все озадачены. Мы просто озадачены ».

Ученые придумали разные объяснения. Может ли это быть рост выбросов от ископаемого топлива или сельского хозяйства? Рост производства метана на водно-болотных угодьях? Изменения скорости реакции метана с другими химическими веществами в атмосфере?

Нисбет и его команда исследовали, согласуется ли какая-либо из этих гипотез с изменением химической сигнатуры метана в атмосфере.

Некоторые молекулы метана весят больше других, потому что одни атомы углерода и водорода тяжелее других. А в последнее время средний вес метана в атмосфере становится все меньше.

Похоже, это связано с биологическими источниками, такими как заболоченные земли и домашний скот, которые, как правило, производят легкий метан. Дэниел Джейкоб, атмосферный химик из Гарварда, который не участвовал в исследовании Нисбета, сказал, что это объяснение согласуется с его собственным исследованием. Его результаты показывают, что большая часть дополнительного метана поступает из тропиков, которые являются домом для обширных водно-болотных угодий и значительной части мирового скота.

Оценки выбросов угольных шахт, нефтяных и газовых скважин предполагают, что вклад ископаемого топлива также растет, но эти источники обычно выделяют более тяжелые молекулы метана, что, по-видимому, противоречит атмосферным наблюдениям.

Некоторые исследователи предложили способ устранения этого несоответствия. Пожары создают еще более тяжелую версию метана, а сжигание в сельском хозяйстве, особенно в развивающихся странах, похоже, уменьшилось за последнее десятилетие. Уменьшение количества этого источника сверхтяжелого метана сделало бы атмосферный метан в целом более легким, потенциально маскируя увеличение выбросов от ископаемого топлива.

Наконец, реакции разложения метана удаляют больше более легких молекул, чем более тяжелых. Если этот процесс замедлится, что приведет к накоплению метана в атмосфере, останется больше легкого газа, что, возможно, поможет объяснить общую тенденцию.

Нисбет и его коллеги пришли к выводу, что они пока не могут исключить ни одно из этих объяснений. «Возможно, все они происходят», - сказал он.

Одна возможность явно отсутствует в списке. Ученые давно опасались, что таяние арктических отложений и почв может высвободить огромное количество метана, но пока нет никаких доказательств этого, сказал Эд Длугокенки, атмосферный химик из Национального управления океанических и атмосферных исследований, который работал над исследованием, которое будет опубликовано. в журнале Global Biogeochemical Cycles.

Нисбет сказал, что он опасается, что повышение уровня метана может быть признаком опасного цикла: изменение климата может привести к расширению водно-болотных угодий и позволить окружающей среде поддерживать больше скота, что приведет к еще большему выбросу метана.

«Очевидно, что потепление подпитывает потепление», - сказал он. «Это почти как если бы планета переключила передачи».

По словам исследователей, если метан продолжит расти, это может серьезно поставить под угрозу усилия по поддержанию температуры на планете. Сократить выбросы CO2 до уровня, достаточного для достижения климатических целей, - непростая задача даже без этого дополнительного метана.

«Неожиданный и устойчивый текущий рост метана может настолько подавить весь прогресс, достигнутый в других усилиях по сокращению выбросов, что Парижское соглашение потерпит неудачу», - написали Нисбет и его соавторы.

Не помогает то, что ученые недавно пересмотрели потенциал глобального потепления метана в сторону повышения на 14%.

Независимо от того, что стоит за недавним увеличением, ученые говорят, что есть способы снизить концентрацию метана. И преимущества будут быстро накапливаться, потому что метан имеет более короткий срок службы, чем CO2, и остается в атмосфере всего около десяти лет.

По словам Джейкоба, на долю людей приходится до 60% выбросов метана, и почти половина из них может приходиться на отрасль ископаемого топлива.

По его словам, одним из приоритетов является устранение утечек из нефтяных и газовых скважин. Метан является основным ингредиентом природного газа, поэтому у компаний есть финансовый стимул стараться улавливать как можно больше.

Часто большую часть вины несут несколько виновных, «что одновременно и страшно, и хорошо», потому что они представляют большие возможности, сказал Вунк. На месторождении Barnett Shale в Техасе 2% предприятий производят половину выбросов метана на месторождении. В Южной Калифорнии в результате утечки в каньоне Алисо в 2015 и 2016 годах было выброшено около 100 000 тонн метана, что эквивалентно сжиганию 1 миллиарда галлонов бензина.

У ученых также есть идеи по сокращению выбросов метана от домашнего скота. Некоторые эксперименты показывают, что изменение рациона крупного рогатого скота, например, путем добавления жиров или водорослей, может уменьшить количество выделяемого животными метана. Также может помочь закрытие свалок и использование производимого ими метана для производства электроэнергии.

Подобные меры могут иметь большое влияние, и Вунк сказал, что они дают ей повод для надежды.

«Мы могли бы фактически уменьшить количество метана в атмосфере в те сроки, которые имеют отношение к проблеме, с которой мы сталкиваемся прямо сейчас», - сказала она.

Получите нашу бесплатную новостную рассылку Coronavirus Today

Подпишитесь на последние новости, лучшие истории и их значение для вас, а также ответы на ваши вопросы.

Время от времени вы можете получать рекламные материалы от Los Angeles Times.

Джулия Розен - научный репортер газеты Los Angeles Times из Портленда, штат Орегон.


Вот что мы знаем о Титане и океанах жидкого метана # 039s

Титан, пожалуй, один из самых захватывающих спутников, вращающихся вокруг Сатурна сегодня, так что астрономы потратили много времени на его изучение, когда миссия Кассини бродила по системе Сатурна. Мало того, что это одна из самых больших лун во всей Солнечной системе, она также покрыта жидкими океанами, которые могут поддерживать химию, необходимую для обитания инопланетной жизни.

Основываясь на том, что мы только что сказали вам, вы можете подумать, что Титан похож на миниатюрную Землю, но это не так. Океаны Титана состоят из жидкого метана, что очень далеко от океанов с жидкой водой на Земле. Более того, физический облик Титана сильно отличается от Земли: Титан - холодное и ледяное место, а Земля - ​​опасное и пригодное для жизни место.

Миссия НАСА «Кассини» потратила много времени на изучение Титана, изучая систему Сатурна, и именно тогда ученые-планетологи подтвердили существование океанов жидкого метана на поверхности мира. На изображениях также были обнаружены метановые облака, которые указывают на то, что Титан испытывает метановый цикл, схожий с круговоротом воды на Земле. На этих же изображениях также показаны каньоны и другие образования, вырезанные из текущей жидкости.

Ученые были особенно заинтригованы, узнав, что на озерах Титанерскос мало рябь на поверхности. Фактически, если вы посмотрите на него лично, он будет казаться массивным горизонтальным стеклом на фоне ландшафта. Нам еще предстоит понять, почему на Титане нет волн, но некоторые предполагают, что это может быть связано с меньшим гравитационным влиянием или воздействием аэрозолей на поверхность.

Хотя Титан химически отличается от Земли, это не означает, что Луна непригодна для жизни. Вполне возможно, что Титан поддерживает, по крайней мере, микробные формы жизни, которые полагаются на метан так же, как аналогичные формы жизни на Земле полагаются на воду. Мы не будем знать наверняка, пока не посетим мир поближе, лично и черт возьми.


Что стоит за повышением уровня метана в атмосфере?

Группа ученых во главе с Джоном Уорденом из Лаборатории реактивного движения НАСА, возможно, решила загадку, связанную с сильным парниковым газом. Уровни атмосферного метана повышаются, поэтому Уорден и его коллеги применили новый анализ спутниковых и наземных данных, чтобы более точно определить источники.

Концентрация метана в атмосфере резко возросла - примерно на 25 тераграмм в год - с 2006 года. В последние годы различные исследовательские группы придумали жизнеспособные, но противоречивые объяснения этого увеличения.

Некоторые команды опубликовали доказательства, свидетельствующие о том, что выбросы из биогенных источников вызывают рост. Водно-болотные угодья, жвачные животные и рисовые поля, где обитают микробы, производящие метан, являются одними из основных источников биогенного метана.

Другие команды утверждали, что одновременное увеличение содержания этана в атмосфере, ключевого компонента природного газа, подразумевает, что виновником является ископаемое топливо. Добыча и транспортировка ископаемого топлива добавляют этан и метан в атмосферу из-за утечек в колодцах, трубопроводах и другой инфраструктуре.

В новом исследовании Уорден и его коллеги утверждают, что рост несут как ископаемые виды топлива, так и биогенные источники (водно-болотные угодья и сельское хозяйство). Команда Worden & rsquos подсчитала, что с 2006 года ископаемое топливо вносит в атмосферу от 12 до 19 тераграммов метана ежегодно. Они обнаружили, что биогенные источники вносят от 12 до 16 тераграммов в год. В то же время выбросы от сжигания биомассы - диких пожаров и предписанного сжигания - снизились на 4–5 тераграмм в год.

Ключом к точному определению этих цифр был расчет новой оценки выбросов от сжигания биомассы. В прошлом исследователи полагались на оценки выбросов метана «снизу вверх», основанные на результатах Глобальной базы данных по выбросам при пожарах (GFED), модели, которая оценивает выбросы на основе спутниковых наблюдений за выгоревшими площадями, типом растительности и другими факторами. Группа Worden & rsquos дополнила оценки GFED включением спутниковых измерений метана и окиси углерода в атмосфере. Наблюдения «сверху вниз» были получены с помощью датчика измерения загрязнителей в тропосфере (MOPITT) на спутнике Terra и датчика тропосферного эмиссионного спектрометра (TES) на Aura.

Визуализация выше, основанная на данных GFED, показывает, сколько наземных пожаров было сожжено во всем мире в период с 2000 по 2015 год. Ежегодно выгоревшая площадь уменьшалась примерно на 12 процентов в период с начала 2000-х годов до более позднего периода 2007-2014 годов, согласно данным наблюдения с помощью визуализирующих спектрометров среднего разрешения, датчиков на спутниках NASA & rsquos Aqua и Terra.

Логичным предположением было бы, что выбросы метана от пожаров уменьшатся примерно на тот же процент, что и изменение площади выгорания. Но наблюдения TES и MOPITT ясно показали, что сокращение выбросов метана было почти вдвое больше, чем предполагало это предположение.

Большинство молекул метана в атмосфере не имеют идентифицирующих признаков, которые раскрывают их происхождение, поэтому для отслеживания их источников требуются дополнительные доказательства: измерения других газов, химический анализ, изотопные сигнатуры, наблюдения за землепользованием и многое другое. Изотопы углерода в молекулах метана оказались особенно полезными. Из источников метана, изученных в новом исследовании, выбросы от пожаров содержали наибольший процент тяжелых изотопов углерода, выбросы микробов были наименьшими, а выбросы ископаемого топлива были промежуточными.

«Интересным моментом в этом исследовании было объединение всех этих различных доказательств, чтобы собрать воедино эту головоломку», - сказал Уорден.

Снимки обсерватории Земли НАСА, сделанные Джошуа Стивенсом с использованием данных из Глобальной базы данных по выбросам пожаров и Лаборатории исследования системы Земли NOAA. Рассказ Адама Войланда (Обсерватория Земли НАСА), основанный на информации из пресс-релиза Кэрол Расмуссен (группа новостей НАСА по науке о Земле).

В то время как вклад ископаемого топлива, сельского хозяйства и водно-болотных угодий увеличился, выбросы метана от пожаров сокращаются.

Образ Дня на 11 января 2018 года

Инструменты: Aqua & mdash MODIS для измерений на месте Модель Terra & mdash MODIS


Почему Илон Маск и Джефф Безос так интересуются космосом?

Нам, людям, нужно больше контролировать то, как мы движемся в дивные новые миры за пределами нашей планеты.

Г-жа Свишер освещает технологии и пишет мнения.

Почему два самых богатых человека мира так сильно хотят покинуть планету?

Илон Маск из Tesla и Джефф Безос из Amazon имеют совокупное состояние более 350 миллиардов долларов и возглавляют две из самых ценных компаний, когда-либо созданных. Но когда они не вводят новшества на Земле, они сосредотачивают свои значительные умственные способности на том, чтобы воплотить в жизнь многопланетную среду обитания человека.

По мнению г-на Маска, это происходит через его другую компанию, SpaceX, которая стала еще более крупным игроком на арене частных космических технологий. Помимо запусков спутников и других ракетных инноваций, компания объявила, что в конце года отправит на орбиту свой первый «полностью гражданский» экипаж в рамках миссии под названием Inspiration4. SpaceX уже доставила астронавтов НАСА на Международную космическую станцию ​​и планирует доставить больше, а также частных астронавтов по высокой цене.

Наиболее амбициозно г-н Маск заявил, что SpaceX высадит людей на Марс к 2026 году. Для этого частная компания будет использовать часть из почти 3 миллиардов долларов, включая 850 миллионов долларов, объявленных на этой неделе в нормативной документации. собраны за последний год для финансирования этих титанических усилий.

Хотя мистер Маск, возможно, не первый человек, побывавший на красной планете, он однажды сказал мне, что хочет там умереть, шутя: «Только не при приземлении».

Г-н Безос, который уходит с поста генерального директора Amazon в этом году, как ожидается, ускорит свои космические путешествия через свою компанию Blue Origin, слоган которой, в частности, гласит: «Земля во всей ее красоте - это просто наша место отправления. "

Как и SpaceX, Blue Origin работает над запусками полезной нагрузки и многоразовыми орбитальными ракетами-носителями, а также над технологией посадки на Луну, чтобы достичь того, что г-н Безос однажды назвал «недорогим доступом в космос». Руководство Blue Origin недавно заявило, что компания близка к тому, чтобы отправиться в космос вместе с людьми.

Самая экстравагантная идея г-на Безоса, представленная в 2019 году, - это видение космических колоний - вращающихся цилиндров, плавающих в самых разных средах.

«Это очень большие сооружения, длиной в километры, и в каждом из них содержится миллион человек или более», - сказал он, отметив, что они призваны снять напряжение на Земле и сделать ее более пригодной для жизни.

Вероятно, для космических инноваций хорошо, что два миллиардера стараются изо всех сил и привлекают всевозможные стартапы, инвестиции и интерес к этой области. Но в последнее время вся их безумная агрессия была омрачена двумя впечатляющими усилиями НАСА.

Две миссии НАСА на этой неделе доставили впечатляющие моменты, заставляющие взглянуть от ужасных новостей, извергаемых нашими смартфонами, на потрясающую небесную красоту бесконечной вселенной.

Первой была серия изображений с потрясающих камер высокой четкости на вездеходе Perseverance, автономном транспортном средстве размером с автомобиль, который на прошлой неделе приземлился в кратере Джезеро на Марсе. Фотографии настолько резкие, что вы можете увеличить их достаточно близко, чтобы рассмотреть отверстия в камнях на поверхности и даже получить довольно хорошее представление о самой грязи. Панорама большего размера столь же захватывающая, пустынная сцена, которая захватывает дух чуждой, но в то же время кажется довольно знакомой.

Я обнаружил, что смотрю на эти сцены в течение часа, удивляясь тому, что могу разглядеть детали элегантного вырезанного ветром валуна с расстояния 133,6 миллиона миль. Марсианская миссия стоимостью 2,7 миллиарда долларов включает поиск признаков древней марсианской жизни, сбор образцов и полет вертолета под названием Ingenuity.

Но снимки с Марса быстро превзошли еще более раннюю миссию НАСА к Юпитеру, выполненную космическим зондом Juno, который вышел на орбиту планеты в 2016 году. Недавно он совершил несколько очень близких пролетов, которые дали, пожалуй, самые потрясающие фотографии из всех, что мы » я когда-либо видел эту планету.

На изображениях, выделенных гражданскими учеными на основе общедоступных данных и изображений НАСА, видны изящно закрученные струйные потоки, похожие на картину из ртути, созданную каким-то космическим артистическим гением. Хотел бы я сам ехать на «Юноне», чтобы увидеть вблизи собирающиеся огромные циклоны и бурлящие тучи.

Всего год назад Юнона прислала еще одно изображение Юпитера, похожее на лучший мрамор из когда-либо созданных, которое НАСА назвало «Огромная красота».

Возможно, тот факт, что жизнь на Земле кажется такой ненадежной в данный момент, объясняет, по крайней мере частично, почему мистер Безос и мистер Маск хотят найти способы избавиться от этого.

Но важно помнить, что эти двое мужчин - всего лишь два голоса среди миллиардов землян. Остальным из нас надлежит больше контролировать то, как мы собираемся двигаться в дивные новые миры за пределами нашей жемчужины планеты.

За последние десятилетия мы передали так много своей судьбы столь немногим людям, особенно когда речь идет о критически важных технологиях. По мере того, как мы предпринимаем предварительные шаги к тому, чтобы покинуть Землю, кажется, что мы продолжаем возлагать слишком много доверия в руки технических титанов.

Подумайте об этом: мы, люди, изобрели Интернет, и технологические магнаты в значительной степени владеют им. И мы, люди, изобрели космические путешествия, и теперь кажется, что магнаты тоже могут владеть им.

Будем надеяться, что нет. НАСА и другие правительственные космические агентства по всему миру нуждаются в нашей постоянной поддержке для расширения освоения космоса.

Я понимаю, что у нас огромные потребности на этой планете, и деньги, вложенные в космические путешествия, можно было бы вместо этого потратить на улучшение жизни здесь, на Земле. Но риск для нашей планеты, связанный с изменением климата, означает, что мы должны думать намного шире.

Помните скрытое сообщение, которое инженеры НАСА поместили на спускаемый парашют марсохода Perseverance. Цвета на желобе представляли собой двоичный код, который переводится как «Дерзайте могущественные дела».

Это послание, пришедшее из огромной и пустой вселенной, предназначалось не только мистеру Безосу и мистеру Маску. На самом деле это было предназначено для всех нас.


Вот и # 8217s, что закрыло солнечную обсерваторию Sunspot

Знак «Стоп» и желтая лента с изображением места преступления у входа в солнечную обсерваторию Санспот. Изображение предоставлено Диланом Тейлор-Леманом / Daily News.

ОБНОВЛЕНИЕ 20 СЕНТЯБРЯ 2018. Рейтер и другие СМИ сообщают, что таинственное закрытие на 11 дней солнечной обсерватории Санспот в Нью-Мексико стало результатом расследования ФБР в отношении дворника, подозреваемого в использовании беспроводной интернет-службы учреждения для просмотра и распространения детской порнографии. Документы федерального суда, поданные в среду, 19 сентября, раскрывают эту информацию. Сообщается, что подозреваемый «взволновался», что привело к закрытию обсерватории из соображений безопасности персонала. Подробнее читайте в Reuters.

ОБНОВЛЕНИЕ 16 СЕНТЯБРЯ 2018: Ассоциация университетов для исследований в области астрономии (AURA) опубликовала следующее заявление о состоянии солнечной обсерватории солнечных пятен на пике Сакраменто, Нью-Мексико. Обсерватория была закрыта & # 8211, а жителей и персонал попросили держаться подальше от горы & # 8211 с 6 сентября. В заявлении говорится, что солнечная обсерватория Sunspot вернется к обычному режиму работы с понедельника, 17 сентября. В заявлении AURA говорится, что :

7 сентября Ассоциация университетов для исследований в области астрономии (AURA) и Национальный научный фонд (NSF) приняли решение временно освободить солнечную обсерваторию солнечных пятен на пике Сакраменто, штат Нью-Мексико, в качестве меры предосторожности при решении проблемы безопасности. Учреждение было закрыто в установленном порядке и теперь снова открывается. Жители, которые покинули свои дома, вернутся на объект, и все сотрудники вернутся на работу на этой неделе.

AURA сотрудничает с продолжающимся расследованием правоохранительных органов преступной деятельности, имевшей место на пике Сакраменто. За это время мы стали обеспокоены тем, что подозреваемый в расследовании потенциально представлял угрозу безопасности местного персонала и жителей. По этой причине AURA временно покинула объект и прекратила научную деятельность в этом месте.

Решение о выезде было основано на логистических проблемах, связанных с защитой персонала в таком удаленном месте, и на необходимости быстрого реагирования на потенциальную угрозу. AURA определила, что перемещение небольшого количества местного персонала и жителей с горы было наиболее разумным и эффективным действием для обеспечения их безопасности.

В свете последних событий в расследовании мы определили, что опасность для персонала отсутствует, и солнечная обсерватория Sunspot возвращается к обычному режиму работы с 17 сентября. Учитывая значительную огласку, вызванную временным закрытием, и последующее ожидание необычного количества посетителей на сайте, мы временно привлекаем службу безопасности, пока объект возвращается к нормальной рабочей среде.

Мы понимаем, что отсутствие связи в то время, когда объект был освобожден, некоторых беспокоил и расстраивал. Тем не менее, наше желание предоставить дополнительную информацию должно быть сбалансировано с риском того, что, если новость распространится в то время, это предупредит подозреваемого и помешает расследованию правоохранительных органов. Это был риск, на который мы не могли пойти.

ОРИГИНАЛЬНАЯ ИСТОРИЯ НАЧИНАЕТСЯ ЗДЕСЬ: Все любят хорошие тайны, и есть очень Любопытный случай, происходящий сейчас в Нью-Мексико. В четверг, 6 сентября, солнечная обсерватория Солнечных пятен в Санспоте, штат Нью-Мексико, а также находящееся поблизости Управление почтовой службы США (USPS) были внезапно закрыты и эвакуированы. Сообщалось, что это было связано с & # 8220 соображениями безопасности & # 8221, но никаких подробностей предоставлено не было, и на момент написания этой статьи все еще не было. Санспот расположен на пике Сакраменто и национальном лесу Линкольна, в частности, в округе Отеро.

Мы решили временно покинуть этот объект в качестве меры предосторожности. И мы работаем с соответствующими органами над этим вопросом.

Солнечный телескоп Данна в солнечной обсерватории Солнечных пятен. Изображение получено солнечной обсерваторией Sunspot.

Ассоциация исследовательских университетов в области астрономии, которая управляет учреждением, в настоящее время решает проблему безопасности. Мы решили покинуть объект в качестве меры предосторожности. Это было наше решение эвакуировать объект.

В заявлении на сайте обсерватории № 8217 говорится:

В четверг, 6 сентября, AURA приняла решение временно закрыть Sunspot. Солнечная обсерватория Sunspot продолжает тесно сотрудничать с AURA, чтобы мы могли открыть ее как можно скорее. Мы надеемся, что вы приедете к нам в гости, когда мы снова откроемся, и сами убедитесь в услугах, которые мы предоставляем для науки и общественности в области гелиофизики, с ажиотажем, вызванным этим закрытием. Если у вас есть какие-либо вопросы о научных исследованиях, которые мы проводим на телескопе, или о работе, которую мы проводим через Центр для посетителей, свяжитесь с нашим директором, доктором МакАтиром ([email protected]).

Директор солнечной обсерватории Sunspot R.T. Джеймс Макэтир также сказал:

В прошлый четверг утром нам позвонили из AURA и сказали, что они временно эвакуируют объект, и попросили нас эвакуировать наших людей. Итак, я позвонил нашим людям и очень разумно и спокойно попросил их уйти и запер все. Мы уехали с утра четверга.

Вид с воздуха на объект на пике Сакраменто. Изображение предоставлено Национальным научным фондом.

Солнечная обсерватория Sunspot является частью сети Национальной солнечной обсерватории и поддерживается AURA. Обсерватория использует солнечный телескоп Данна, который делает снимки Солнца с самым высоким разрешением и другие данные о Солнце в любой точке мира. Обсерватория Апач-Пойнт, расположенная примерно в миле от солнечной обсерватории Санспот, все еще работает и не была закрыта.

Инцидент, конечно же, породил много предположений относительно того, что происходит, но, учитывая немногочисленные подробности, трудно сказать что-либо наверняка. Это делает кажется настоящим событием, учитывая освещение в местных новостях и сообщения на официальных сайтах. Неудивительно, что это также популярно на различных форумах, посвященных заговорам. Теории варьировались от утечки ртути до контакта с инопланетянами. Сам городок Санспот очень маленький, и все 12-15 жителей были эвакуированы, а также четыре сотрудника обсерватории, пять или шесть сотрудников AURA и сотрудники почтового отделения (количество неизвестно).

Что делает это интригующим, так это сообщения о причастности ФБР. По словам шерифа округа Отеро Бенни Хауса:

ФБР отказывается рассказывать нам, что происходит. У нас есть люди там (в Санспоте), которые просили нас подождать, пока они его эвакуируют. Никто не стал бы вдаваться в подробности каких-либо обстоятельств, почему. ФБР было там. Какова была их цель, никто не скажет. Но для того, чтобы ФБР вмешалось так быстро и было так скрытно, там наверху происходило много всего. Был вертолет Blackhawk, группа людей вокруг антенн и рабочие бригады на вышках, но никто нам ничего не сказал.

Еще один вид с воздуха, показывающий расположение обсерватории и почтового отделения. Изображение через Google Earth.

Хаус хочет знать, почему ФБР попросило местные правоохранительные органы помочь с эвакуацией, но отказался сообщить им, о чем идет речь:

Они хотели, чтобы мы помогли эвакуироваться, но никто нам ничего не сказал. Мы пошли туда, и все было хорошо. Никакой угрозы не было. Никто не мог идентифицировать конкретную угрозу. Мы немного потусили, потом уехали. У нас нет причин быть там. Никто не скажет нам, чего мы должны остерегаться.

По словам Рода Сперджена, представителя USPS:

Прямо сейчас нам сказали, что они временно покинули этот район. Нам не сообщили, почему и когда это истекает.

На сегодняшний день, 13 сентября 2018 года, обсерватория закрыта. Как Лифсон сказал Alamogordo Daily News:

Ничего не изменилось по сравнению с прошлой неделей.

Центр астрономии и посетителей солнечных пятен. Изображение получено солнечной обсерваторией Sunspot.

Так что же произошло на самом деле? Некоторые из наиболее правдоподобных теорий включают в себя какой-то инцидент или попытку шпионажа со стороны враждебной страны или группы (с учетом сообщений людей, работающих над антеннами и вышками), возможный террористический заговор или аварию с участием ртути, хранившейся под объектом. Но потребуется ли при разливе ртути участие ФБР? Теории заговора варьировались от надвигающейся крупной солнечной вспышки до инопланетян. Новая статья о Зона войны делает доводы в пользу шпионажа. Обсерватория также находится довольно близко к базе ВВС Холломан и ракетному полигону Уайт-Сэндс, что подтверждает такую ​​возможность.

Как сообщалось в Alamogordo Daily News 13 сентября 2018 г., причиной закрытия была нет разлив ртути. По словам МакАтира:

Ртути нет. Это совершенно другой набор протоколов, который не требует запирания всех дверей. У нас очень регулярное техническое обслуживание. Здесь нет повода для беспокойства.

В заявлении якобы астронома, размещенном на Reddit, говорится, что скоро будет объявлено от AURA. Тем временем мельница слухов будет продолжать распространяться.

Итог: Солнечная обсерватория Sunspot откроется 17 сентября 2018 года.


Смотреть видео: ВЫ УВЕРЕНЫ ЧТО ЗНАЕТЕ О КОСМОСЕ? (November 2022).