故事始于2004年。当时，欧洲空间局的“火星快车”探测器在火星大气中捕捉到甲烷的微弱踪迹，浓度约10ppb（十亿分之一）。这一发现立即引发质疑——有学者指出，探测器的光谱仪灵敏度可能不足以排除仪器误差，甚至有人怀疑是地球大气中的甲烷污染了数据。这场争议持续了近十年，直到2013年，“好奇”号火星车在盖尔陨坑的探测结果为“火星快车”提供了关键佐证：当“好奇”号测得甲烷浓度骤升至7ppb时，恰好处于同一区域的“火星快车”也记录到了相似信号。两次独立探测的时空重叠，让甲烷的存在从“疑似”变为“可能”。
然而，科学验证的曲折远未结束。2019年4月，“火星快车”团队宣布通过改进算法，在火星大气中确认了甲烷的季节性释放模式；但仅十天后，ExoMars轨道探测器的TRACE-GAS仪器组便发布相反结论：其高精度光谱仪未检测到显著甲烷，即使存在，浓度也低于0.05ppb，几乎可以忽略。这种探测结果的“时空错位”让科学家困惑不已——同一颗星球，为何不同探测器、不同时间的测量能相差数十倍？
更令人费解的是甲烷浓度的“瞬时剧变”。“好奇”号曾记录到盖尔陨坑上空甲烷浓度在24小时内从0.6ppb飙升至21ppb，随后又迅速回落至检测限以下。这种“脉冲式”释放与地球上的生物活动模式惊人相似，但火星表面极端干燥、强辐射的环境，又让生命存在的假设显得牵强。德国马克斯·普朗克研究所的科学家甚至提出一个大胆猜想：上世纪70年代“海盗号”着陆器可能已发现火星生命，但实验中向土壤样本注入过量水分，导致适应干旱的微生物死亡。这一“科幻式”解释虽缺乏实证，却为甲烷之谜增添了更多想象空间。
与“生命派”针锋相对的是“地质派”。他们认为，火星甲烷可能源于地下永久冻土的分解，或是橄榄石等矿物与水、二氧化碳的化学反应。美国宇航局喷气推进实验室的模拟实验显示，火星地下数公里处的低温环境，足以通过非生物途径持续产生微量甲烷。火星大气中甲烷的快速消失（半衰期约300年，远短于理论值）也被部分学者归因于未知的光化学过程，或是土壤对甲烷的强吸附作用。
面对矛盾数据，科学家开始反思探测方法的局限性。例如，“好奇”号使用激光光谱仪（TLS）进行原位检测，而轨道器依赖太阳光穿过大气时的吸收光谱，两种技术对甲烷分布的时空分辨率差异巨大。更棘手的是，火星大气中的尘埃、水汽可能干扰光谱信号，导致“假阳性”或“假阴性”结果。正如麻省理工学院的研究团队所言：“我们可能在用地球的标准衡量火星，而这颗红色星球的气候循环远比想象中复杂。”
这场持续二十年的争论，本质上是科学探索的缩影。每一次质疑与反驳，都在推动技术迭代：从最初的光谱仪升级到激光调谐技术，从单点检测到全球建模，科学家正逐步逼近真相。尽管目前仍无定论，但甲烷之谜已深刻改变了人类对火星的认知——它不再是一颗死寂的星球，而是一个可能隐藏着活跃地质或生命过程的复杂系统。正如参与“好奇”号项目的科学家所说：“未知不是失败，而是通往新问题的路标。”
