Il Trace Gas Orbiter ESA-Roscosmos ha stabilito nuovi limiti massimi relativi alla quantità di metano, etano, etilene e fosfina nell’atmosfera marziana, quattro cosiddetti gas “biomarcatori” che sono potenziali segni di vita.
La ricerca di biomarcatori su Marte è uno degli obiettivi principali dell’ExoMars Trace Gas Orbiter. Un biomarcatore chiave di interesse è il metano, poiché gran parte del metano trovato sulla Terra è prodotto da esseri viventi o attività geologica, e quindi lo stesso potrebbe essere vero per Marte.
Il “mistero del metano” su Marte va avanti da molti anni, con risultati contraddittori provenienti da missioni tra cui il Mars Express dell’ESA e il rover Curiosity della NASA che rilevano picchi di gas nell’atmosfera di Marte, fluttuazioni sia in orbita che sulla superficie del pianeta, segni che variano con le stagioni, così come totale assenza di metano.
Stime precedenti da Marte e missioni a terra vanno da 0,2 fino a 30 parti per miliardo di volume (ppbv), indicando fino a 30 molecole di metano per miliardo di molecole. Per dare un termine di riferimento, il metano è presente nell’atmosfera terrestre a quasi 2000 ppbv.
Tuttavia, i primi risultati del Trace Gas Orbiter, riportati nell’aprile 2019, non hanno rilevato metano, calcolando invece che, se presente, il gas dovrebbe avere una concentrazione massima di appena 0,05 ppbv.
“Abbiamo usato il Trace Gas Orbiter per raffinare il limite superiore per il metano su Marte ancora di più, e questa volta raccogliendo dati per più di 1,4 anni marziani – 2,7 anni terrestri,” ha spiegato Franck Montmessin di LATMOS, Co-Principal Investigator della Atmospheric Chemistry Suite (ACS) di Trace Gas Orbiter e autore principale di uno dei tre nuovi articoli sui biomarcatori marziani. “Non abbiamo trovato alcun segno del gas, il che suggerisce che la quantità di metano su Marte è probabilmente persino inferiore a quanto suggeriscono le stime precedenti“.
Poiché gli strumenti dell’orbiter sono altamente sensibili, se il metano è presente deve essere in quantità inferiore a 0,05 ppbv – e più probabilmente inferiore a 0,02 ppbv, secondo Franck e colleghi. Gli scienziati hanno anche cercato segni di metano intorno alla “casa” di Curiosity, il cratere Gale, e non hanno trovato nulla, nonostante il rover abbia segnalato la presenza di metano.
“Curiosity effettua le misurazioni proprio sulla superficie di Marte mentre l’orbiter a pochi km al di sopra, quindi la differenza tra questi due risultati potrebbe essere spiegata da metano intrappolato nella bassa atmosfera o nelle immediate vicinanze del rover,” ha aggiunto Franck.
L’apparente mancanza di metano marziano segnalata da Franck e colleghi è supportata da uno studio che si è servito dei dati dello strumento NOMAD (Nadir Occultation MArs Discovery) dell’orbiter, che copre un intero anno marziano, alla ricerca di metano e altri due biomarcatori.
“Non abbiamo trovato alcun segno di metano su Marte e abbiamo fissato un limite superiore di 0,06 ppbv, che concorda con i risultati iniziali di TGO utilizzando l’ACS,” ha affermato l’autrice principale del documento Elise Wright Knutsen, precedentemente al Goddard Space Flight Center della NASA, negli Stati Uniti, e ora al LATMOS, Francia. “Oltre a cercare il metano globale, abbiamo anche cercato pennacchi localizzati in oltre 2000 località del pianeta e non abbiamo rilevato nulla, quindi se il metano viene rilasciato in questo modo, deve essere sporadico“.
Oltre al metano, Elise e colleghi hanno cercato altri due potenziali gas biomarcatori: etano ed etilene. Queste molecole dovrebbero registrarsi dopo che il metano viene scomposto dalla luce solare, e quindi sono importanti sia di per sé che nel contesto della caccia al metano. Anche le molecole di etano ed etilene hanno una vita breve, il che significa che se si trovano in un’atmosfera planetaria devono essere state rilasciate di recente o create tramite un processo in corso. Questo li rende ottimi indicatori di possibili attività biologiche o geologiche.
“Questi sono i primi risultati di ExoMars sulla ricerca di questi due gas,” ha spiegato Elise. “Non li abbiamo rilevati nemmeno noi, quindi abbiamo fissato i limiti superiori per etano ed etilene rispettivamente a 0,1 e 0,7 ppbv, bassi, ma superiori ai nostri limiti per il metano”.
L’orbiter è stato anche a caccia di fosfina, un gas che ha causato un’enorme controversia l’anno scorso quando sarebbe stato rilevato su Venere. La maggior parte della fosfina sulla Terra è prodotta biologicamente, il che la rende un interessante biomarcatore nelle atmosfere dei pianeti terrestri.
“Non abbiamo trovato alcun segno di fosfina su Marte,” ha affermato Kevin Olsen dell’Università di Oxford, nel Regno Unito, e autore principale dello studio sulla fosfina. “I nostri limiti superiori sono simili per quelli di etano ed etilene, tra 0,1 e 0,6 ppbv“.
La ricerca della vita su Marte, o delle sue tracce persistenti, è un obiettivo centrale del programma ExoMars e la caccia ai biomarcatori in particolare è un obiettivo primario del Trace Gas Orbiter. Il prossimo rover ExoMars Rosalind Franklin, il cui lancio è previsto per il 2022, completerà la caccia di TGO ai biomarcatori scavando nella superficie marziana: è più probabile che i campioni sotterranei riescano a trattenere i biomarcatori, poiché il materiale è schermato dal duro ambiente di radiazioni dello Spazio.
“Indipendentemente dal fatto che i biomarcatori vengano rilevati o meno, questi risultati sono importanti per la nostra comprensione di quali processi si verificano e quali no nell’atmosfera marziana: informazioni essenziali quando si considera dove concentrare la nostra continua indagine su Marte,” ha aggiunto Håkan Svedhem, ESA Project Scientist per ExoMars Trace Gas Orbiter. “Rimangono molte domande chiave: ad esempio, perché Curiosity rileva metano al cratere Gale, mentre noi non ne troviamo in orbita? Questo metano potrebbe provenire da qualche altra parte o essere trovato solo in particolari luoghi del pianeta o forse un processo inaspettato potrebbe distruggere il metano presente prima che possiamo rilevarlo?
Sarà entusiasmante continuare a lavorare in collaborazione con missioni come i rover Curiosity e Rosalind Franklin, entrambi con punti di osservazione completamente diversi da un orbiter, per definire davvero cosa stia succedendo in questo misterioso ambiente planetario“.
