Il mistero del metano su Marte: da dove arriva e perché è un enigma che affascina gli scienziati

Curiosity getta nuova luce sul mistero del metano marziano, un primo passo per comprendere l'enigma

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Il Tunable Laser Spectrometer (TLS) del laboratorio chimico Sample Analysis at Mars (SAM) a bordo del rover Curiosity della NASA ha rilevato metano atmosferico durante 4 misurazioni notturne nel cratere Gale su Marte, e la sua totale assenza durante 2 misurazioni diurne: questa differenza giorno-notte suggerisce che il metano possa accumularsi mentre è confinato vicino alla superficie del cratere Gale di notte, ma scende al di sotto dei limiti di rilevamento dello strumento durante il giorno, coerentemente con la mancata rilevazione diurna da parte degli strumenti a bordo del Trace Gas Orbiter (TGO) dell’ESA. I risultati della ricerca sono stati pubblicati su Astronomy & Astrophysics.

Credit: NASA/JPL-Caltech /ASU/MSSS

L’atmosfera di Marte è composta in gran parte da anidride carbonica (95%), azoto (3%), argon (1,6%) e tracce di ossigeno e acqua. La presenza di metano nell’atmosfera marziana è stata rilevata per la prima volta nel 2003.
Sulla Terra, il metano è prodotto da microbi che aiutano la maggior parte del bestiame a digerire le piante.
Sebbene non ci siano bovini su Marte, trovare metano è emozionante perché potrebbe implicare che i microbi vivevano o vivono sul Pianeta Rosso. Tuttavia, anche i processi geologici che comportano l’interazione di rocce, acqua e calore possono produrlo.

Prima di identificarne la fonte, però, gli scienziati planetari hanno dovuto rispondere a una domanda: perché alcuni strumenti rilevano il gas e altri no?

Curiosity, ad esempio, ha ripetutamente rilevato metano proprio sopra la superficie del cratere Gale, ma TGO non ha rilevato metano più in alto, nell’atmosfera marziana.
Quando TGO è ‘salito a bordo’ nel 2016, mi aspettavo pienamente che il team dell’orbiter riportasse che c’è una piccola quantità di metano ovunque su Marte,” ha affermato Chris Webster, ricercatore presso il Jet Propulsion Laboratory della NASA.
Lo strumento TLS ha misurato in media meno della metà di una parte per miliardo di volume di metano nel cratere Gale. Queste misurazioni sono state scandite da picchi fino a 20 parti per miliardo di volume. “Quando il team TGO ha annunciato di non avere rilevato metano, sono rimasto decisamente scioccato,” ha dichiarato Webster.

I ricercatori sono stati scossi dai risultati di TGO e hanno immediatamente iniziato a esaminare le misurazioni di TLS su Marte. Alcuni esperti hanno anche suggerito che poteva essere stato il rover Curiosity a rilasciare il gas.
Abbiamo esaminato le correlazioni con il puntamento del rover, il terreno, lo schiacciamento delle rocce, il degrado delle ruote, e molto altro,” ha spiegato Webster. E’ stato immenso “lo sforzo che il team ha messo nello studiare ogni piccolo dettaglio per assicurarsi che le misurazioni fossero corrette, e lo sono“.

Gli scienziati hanno ipotizzato che la discrepanza tra le misurazioni del metano dipenda dal momento in cui vengono effettuate.
Dato che necessita di molta potenza, TLS funziona principalmente di notte quando nessun altro strumento di Curiosity funziona.

L’atmosfera marziana è calma di notte, quindi il metano che filtra dal suolo si accumula vicino alla superficie dove Curiosity può rilevarlo,” ha evidenziato John Moores, scienziato planetario della York University.
TGO, invece, richiede la luce solare per individuare il metano a circa 5 km sopra la superficie.
Qualsiasi atmosfera vicino alla superficie di un pianeta passa attraverso un ciclo durante il giorno,” ha detto Moores. “Il calore del sole agita l’atmosfera mentre l’aria calda sale e l’aria fredda scende“. “Così, il metano che è confinato vicino alla superficie di notte viene mescolato nell’atmosfera durante il giorno, che lo diluisce a livelli non rilevabili“.

Immediatamente, gli autori hanno deciso di testare questa ipotesi raccogliendo le prime misurazioni diurne ad alta precisione. TLS ha misurato il metano consecutivamente nel corso di un giorno marziano, mettendo a confronto una misurazione notturna con due diurne.
Abbiamo previsto che il metano doveva effettivamente scendere a zero durante il giorno e le nostre due misurazioni diurne lo hanno confermato,” ha affermato il ricercatore principale di SAM, Paul Mahaffy, ricercatore presso il Goddard Space Flight Center della NASA. “La misurazione notturna di TLS rientra perfettamente nella media che avevamo già stabilito. Quindi questo è un modo per mettere a tacere questa grande discrepanza”.

Mentre questo studio quindi suggerisce che le concentrazioni di metano aumentano e diminuiscono durante il giorno sulla superficie del cratere Gale, un grande quesito rimane aperto: gli scienziati planetari devono ancora risolvere il puzzle globale del metano su Marte.