據(jù)國外媒體報道，近日，美國國家航空航天局的好奇號火星科學實驗室對火星大氣探索過程中取得了重大突破，揭開火星如何失去原有大氣的謎團。研究火星大氣究竟發(fā)生了何種全球性事件有助于幫助科學家評估這顆紅色星球曾經(jīng)是否適合人類居住。當前火星大氣比地球大氣要稀薄近100倍。好奇號火星車當前所處的位置在蓋爾撞擊坑附近的一處被稱為“石巢”（Rocknest）的地方，并對此處的火星大氣進行了停車樣本分析。
根據(jù)火星車搭載的大氣探測裝置結(jié)果顯示，火星一部分的大氣損失源于一個特別的物理過程，其有助于保持住某些元素較重的同位素。該進程在火星大氣演變過程中扮演著一個重要的作用。同位素是同一元素具有相同的質(zhì)子數(shù)，但中子數(shù)不同的核素。來自好奇號火星車進行大氣樣品分析的質(zhì)譜儀、氣相色譜儀和激光分光計數(shù)據(jù)顯示，相較于當前火星大氣同位素比例而言，在火星形成初期，大氣二氧化碳中較重的碳同位素增加了5%，同位素分布比率暗示了火星頂部大氣可能已經(jīng)丟失，進入了外層的行星際空間中。
由于大氣上層物質(zhì)的丟失，使得較輕的同位素被耗盡。對地球上火星隕石中氬同位素的調(diào)查研究也顯示了火星大氣富集較重同位素的事件。圖中顯示了火星大氣中五種氣體的百分比情況，該數(shù)據(jù)來自好奇號火星車所搭載的大氣分析四極桿質(zhì)譜儀在2012年10月進行的測量分析。科學家推測火星遙遠過去的大氣環(huán)境與現(xiàn)在的狀況可能存在較大的不同，隨著美國國家航空航天局新一代火星大氣與揮發(fā)物演化探測器在2014年抵達火星展開探索任務，將調(diào)查火星高層大氣可能的損失。
隨著對火星大氣的研究有了初步調(diào)查結(jié)果，好奇號火星車大氣樣品分析儀等敏感儀器也對火星上痕量的甲烷氣體進行探測，初步結(jié)果顯示，火星大氣中幾乎不存在甲烷。甲烷是一種由生命活動產(chǎn)生的簡單前體化學物質(zhì)，在地球上該物質(zhì)可以由生物和非生物過程產(chǎn)生。從地球上或者火星軌道上很難對火星大氣中的甲烷成分進行直接探測，因為如果甲烷確實存在于火星大氣中的話，這種氣體只有通過痕跡跟蹤才能發(fā)現(xiàn)。
比如在好奇號火星大氣探測裝置中的可調(diào)激光器光譜儀，首次在火星大氣中尋找甲烷分子，最初設定的甲烷分子上限值為數(shù)十億分之一數(shù)量級。位于加州帕薩迪納的美國宇航局噴氣推進實驗室科學家克里斯·韋伯斯特（Chris Webster）對此評論為：顯然在蓋爾撞擊坑不存在豐富的甲烷氣體分子，現(xiàn)在所處任務節(jié)點的相關(guān)發(fā)現(xiàn)使我們感到興奮，雖然我們了解火星大氣中甲烷等氣體的最低上限值，但大氣系統(tǒng)的多樣性使得未來可能帶給我們其他驚喜。
如果火星大氣中存在甲烷分子，那么它們的來源以及如何消失都將是需要解決的問題。科學家認為火星上的甲烷非生物來源包括彗星、受到宇宙紫外輻射的星際塵埃粒子、水和巖石的相互作用等，而生物來源則為潛在的微生物。如果微生物曾經(jīng)生活在火星上，那么甲烷很可能來自于這些潛在的生物源，而火星大氣的甲烷消失之謎可能由于大氣中的光化學作用。
根據(jù)位于格林貝爾的美國宇航局戈達德空間飛行中心好奇號火星車綜合大氣分析儀的首席調(diào)查員保羅·馬哈菲（Paul Mahaffy）介紹：“隨著我們對火星大氣進行的首次氣體痕量調(diào)查，我們已經(jīng)看到諸如火星大氣分析儀強大而復雜的化學分析能力。同時對火星大氣和固體樣本的分析對理解火星是否存在可居住性的研究是至關(guān)重要的。”(新華網(wǎng))