今年晚些时候，美国宇航局的火星好奇号探测器可能会解开困扰科学界半个世纪的一个大谜团：火星大气中有甲烷吗？

好奇号今晚庆祝探索火星三年。这个汽车大小的机器人于美国东部时间2012年8月6日凌晨1点17分降落在这个星球上，从那以后，它对它的红色家园有了很多了解——包括古代水流的存在。它还测量了火星上的辐射水平，并找到了证据，证明火星在数百万年前就有生命存在。

然而，“好奇”号最大的发现出现在去年底，当时美国宇航局的研究人员宣布，火星车在火星大气中检测到甲烷峰值——这可能意味着火星上有某种物质在产生这种气体。在《科学》杂志上发表的一项研究中，研究人员写道，“好奇”号在火星（SAM）实验室进行的机载样本分析测量，在2013年末和2014年初，空气中甲烷的平均含量为十亿分之七。在那之前和之后的测量中，大气中的甲烷含量仅为十亿分之七。

“如果火星上有甲烷，很可能来自生物来源。”

这一发现再次引发了长达数十年的关于火星上是否存在甲烷的争论。早在20世纪60年代，美国宇航局的一艘宇宙飞船似乎就探测到了甲烷——但经过仔细检查，它发现了错误的气体。从那时起，研究人员利用望远镜和其他航天器试图确定来自地球的甲烷的位置。火星上的甲烷是一件大事：它当然会结束长期争论，但它也有重要的意义。甲烷是有机物的一种特征，甚至可能是生命的特征。在地球上，大约90%的大气甲烷是由有机物分解产生的。

这项科学研究的主要作者、美国宇航局喷气推进实验室的高级研究科学家克里斯·韦伯斯特告诉《边缘报》：“因此，通过推断，如果火星上有甲烷，就有可能来自生物来源。”。

然而，并不是科学界的每个人都相信“好奇号”探测到的甲烷来自火星。美国宇航局艾姆斯研究中心的科学家凯文·扎恩勒（Kevin Zahnle）说，测量结果表现得很滑稽——突然出现，然后消失。这表明甲烷来自附近的某个地方，但他说它不是来自火星。”“火星上有一个已知的甲烷的本地来源，它是火星车本身，”扎恩勒说因此，仅仅从Occam剃刀的角度来看，你必须认为甲烷不知何故来自火星车。”

甲烷传奇

几十年来，火星大气中是否含有甲烷一直是人们热议的话题。这出闹剧始于1969年，当时加州大学伯克利分校的研究人员宣布，美国宇航局的“水手7号”飞船飞过火星，在火星极地冰盖附近探测到甲烷。一个月后，这些发现被撤回，因为事实证明甲烷信号实际上是来自极地冰层的二氧化碳——航天器的仪器不够灵敏，无法区分二氧化碳和甲烷。

这张图片显示了2003年美国宇航局研究人员在火星上发现的甲烷浓度(美国宇航局）

随后，美国宇航局的研究人员利用地面望远镜表示，他们在2003年绘制了火星表面的多个甲烷羽流图。他们发布了一张这些羽流的复杂地图，显示了甲烷的不同区域，测量值为十亿分之六十；据估计，地球大气层中的甲烷含量约为十亿分之二千。

但有一个问题：甲烷信号持续时间不长。到2006年，他们几乎消失了。这让人费解，因为甲烷在火星上的化学寿命是300年，也就是说，从太阳发出的紫外线要花多长时间才能将分子分解。2003年发现的甲烷应该在仅仅三年后仍然存在。

好奇号的部分任务目标是测量甲烷

2004年，环绕地球运行的卫星“火星快车”也在大气中探测到甲烷。不过，宇宙飞船发现甲烷的区域与地面望远镜观测到的位置不符。这些不一致性使得扎恩勒和一组研究人员得出结论，火星上没有确凿的甲烷证据。

这就是为什么好奇号的部分任务目标是测量甲烷。理论上，在火星表面探测到的气体证据应该比从地球或火星轨道探测到的更可靠。火星车的工程师为机器人配备了SAM仪器，该仪器专门用于寻找碳化合物，包括甲烷。

但当“好奇”号于2012年首次抵达火星时，萨姆已经有近一年没有从火星大气中发现任何甲烷。

盛开的羽毛

好奇号的SAM仪器由两个腔室组成。其中一个前视光学室产生一束激光照射到另一个前视光学室，称为样品室。那个取样室里装满了火星空气的样本。然后，激光在样品池内的两个反射镜之间来回反射。激光在镜子之间反弹所需的时间长度告诉研究人员在样品中发现了哪些化合物，包括甲烷。

好奇号的SAM仪器由两个不同的腔室组成——前视光学腔室和样本细胞腔室(美国航天局/喷气推进实验室）

当“好奇”号着陆后，美国宇航局研究小组第一次打开SAM仪器时，他们立刻检测到高甲烷信号。但是这些甲烷来自地球——佛罗里达州的一点点空气是带着好奇之心来的，藏在前舱里。因此，研究人员将试验箱抽出，只留下一点点甲烷作为比较的信号。

在那之后，山姆接收到了非常微小的甲烷信号，大约是十亿分之七。韦伯斯特说，这在科学界被认为是一种“未被发现的现象”“社区对此非常失望，”他说有成千上万的新闻报道称，根据这些测量结果，火星上没有生命。”

然后从2013年底开始，萨姆测量了四个大的甲烷峰值。这些测量值加起来平均为十亿分之七，相当高，是之前读数的10倍。这些峰值在消失前的两个月内被检测到，萨姆又重新采集了0.7%的甲烷。这让研究人员相信，火星车曾有一段时间遇到过地球上一股神秘的甲烷羽流。

只是个漏洞吗？

好奇号目前位于盖尔陨石坑(美国宇航局）

当Zahnle第一次听到这些发现时，他立刻产生了怀疑。他说，火星车有几种方式可能是甲烷的罪魁祸首。有可能是“好奇”号内部的一种物质泄漏了甲烷，或者前视光学室中的甲烷不知何故在积聚。Zahnle说，“好奇”小组已经意识到这些潜在的泄漏源，但是研究人员正在对甲烷峰值的来源做出“更有希望”的解释。

“如果他们对自己的方法不那么完全乐观的话，那就太好了，”Zahnle说，“据记载，火星车里正在积聚甲烷。它来自火星车。一些地方正在泄漏并产生甲烷。”

“如果他们对自己的方法不那么完全乐观，那就太好了。”

但是韦伯斯特拒绝了认为火星车是罪魁祸首的观点，他说这是不可能的。他指出，十亿分之七的浓度太高，不可能来自前庭。”韦伯斯特说：“这些数字加起来就不够了。

韦伯斯特说，我们可能很快就有了辩论的解决方案。有可能高甲烷是季节性的，每年在火星上的北方春天都会出现。今年11月将是自两年前甲烷激增以来的整整一个火星年——因此，如果羽流再次出现，就意味着它们是周期性的。”如果甲烷再次出现，这将是迄今为止关于火星甲烷的最大报道，因为它不仅仅是看到高甲烷；我们会看到其中的模式。”

甲烷的回流可能表明对这种气体有两种不同的解释。有可能在火星的每一个春天，太阳都会在好奇号所在地附近分解古老的有机物质。或者这可能意味着更令人兴奋的事情——火星上的生物正在积极地**甲烷，而这需要整整一年的火星时间。

但如果甲烷没有返回，这可能意味着测量结果只是侥幸。那么，火星是一块贫瘠的太空岩石，还是一个微生物可以生存的地方？三年的任务，而不是解决争议，好奇只加深了它。