Il ‘mistero’ del metano marziano

Come già anticipato in questo articolo, SAM, il laboratorio chimico a bordo del rover Curiosity della Nasa, ha rivelato la fuoriuscita di metano sulla superficie di Marte. Un grattacapo che sta impegnando gli scienziati, dal momento che il pianeta rosso non ospita creature viventi capaci di produrre il gas.
Gli strumenti di bordo ne hanno “annusato” le tracce nel cratere Gale e la teoria formulata è quella di particolari meccanismi geologici che coinvolgerebbero acqua e rocce nelle profondità del pianeta rosso.

Sin qui tutto facile, direte voi. Tuttavia, SAM ha scoperto che il metano si comporta in modi inaspettati. Appare di notte e scompare durante il giorno. Fluttua stagionalmente e talvolta raggiunge livelli 40 volte superiori alla media. E non si accumula nella tenue atmosfera, dal momento che l’ExoMars Trace Gas Orbiter dell’ESA (l’Agenzia spaziale europea), inviato appositamente, non ha rilevato alcuna concentrazione.

UNA TEORIA INTERESSANTE

Sulla Terra la maggior parte del metano è prodotta dalle creature viventi, ma su Marte, come detto, la fonte dev’essere un’altra. I ricercatori stanno quindi analizzando i dati in laboratorio e stanno conducendo progetti di modellazione al pc. In un articolo pubblicato sul Journal of Geophysical Research: Planets, il team ha suggerito che il metano, indipendentemente da come venga prodotto, potrebbe essere sigillato sotto il sale solidificato che potrebbe formarsi nella regolite marziana, che è il “terreno” fatto di rocce e polvere. Il gas fuoriuscirebbe all’aumentare della temperatura diurna o durante le stagioni più calde.

Guidati da Alexander Pavlov, uno scienziato planetario del Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, nel Maryland, i ricercatori suggeriscono che il gas potrebbe anche esplodere in sbuffi superficiali sotto la pressione, ad esempio, di un rover delle dimensioni di un piccolo SUV che ci passa sopra. L’ipotesi del team potrebbe aiutare a spiegare perché il metano venga rilevato solo nel cratere Gale, dato che è uno dei due posti su Marte in cui un robot sta vagando e perforando la superficie (l’altro è il cratere Jezero, dove sta lavorando il rover Perseverance della NASA, sebbene quel rover non abbia uno strumento per il rilevamento del metano.)

Pavlov fa risalire l’origine di questa ipotesi a un esperimento non correlato condotto nel 2017, che prevedeva la coltivazione di microrganismi in un permafrost marziano simulato (terreno ghiacciato) infuso di sale, come lo è gran parte del permafrost del pianeta rosso. Pavlov e i suoi colleghi hanno testato se i batteri noti come alofili, che vivono nei laghi di acqua salata e in altri ambienti ricchi di sale sulla Terra, potessero prosperare in condizioni simili su Marte. I risultati sulla crescita dei microbi si sono rivelati inconcludenti, ha detto, ma i ricercatori hanno notato qualcosa di inaspettato: lo strato superiore del terreno ha formato una crosta di sale mentre il ghiaccio salato sublimava, trasformandosi da solido a gassoso e lasciando dietro di sé il sale.

IL PERMAFROST MARZIANO

In effetti nel 2019 il laboratorio chimico del rover rilevò un’esplosione inspiegabile di metano. Da quel momento, il team ha testato cinque campioni di permafrost intrisi di diverse concentrazioni di un sale chiamato perclorato, molto diffuso su Marte. Probabilmente oggi non c’è permafrost nel cratere Gale, ma i sigilli potrebbero essersi formati molto tempo fa, quando Gale era più freddo e ghiacciato.

Gli scienziati hanno esposto ciascun campione a temperature e pressioni atmosferiche diverse all’interno di una camera di simulazione di Marte. Periodicamente, il team di Pavlov ha iniettato neon, un analogo del metano, sotto il campione di terreno e ha misurato la pressione del gas sotto e sopra di esso. Una pressione più elevata sotto il campione implicava che il gas fosse intrappolato. Alla fine, un sigillo si è formato in condizioni simili a quelle di Marte entro 3-13 giorni solo in campioni con una concentrazione di perclorato dal 5% al ​​10%.

Si tratta di una concentrazione di sale molto più elevata di quella misurata da Curiosity nel cratere Gale. Ma la regolite è ricca di un diverso tipo di minerali salini chiamati solfati, che il team di Pavlov vuole testare.

MIGLIORARE LA NOSTRA COMPRENSIONE

Il rover Curiosity è arrivato in una regione che si ritiene si sia formata quando il clima di Marte stava rendendo arido il pianeta.
Migliorare la nostra comprensione dei processi di generazione e distruzione del metano su Marte è una raccomandazione chiave della Planetary Mission Senior Review, e un lavoro teorico come quello di Pavlov è fondamentale per questo sforzo. Tuttavia, gli scienziati affermano che sono necessarie anche misurazioni del metano più coerenti.

SAM annusa la presenza di metano solo diverse volte all’anno perché è impegnato a svolgere il suo compito principale di perforazione. Per avere un quadro migliore e per testare la frequenza con cui i livelli di metano aumentano, si rende necessaria una nuova generazione di strumenti di superficie che misurino continuamente le concentrazioni su aree diverse.