La maggior parte dei campioni rocciosi marziani che il rover Perseverance ha sigillato in contenitori campione in titanio sono costituiti da nuclei di roccia o regolite che potrebbero rivelare informazioni importanti sulla storia di Marte e sulla presenza di vita microbica miliardi di anni fa. Ma alcuni scienziati sono altrettanto interessati della prospettiva di studiare l’atmosfera marziana nello spazio extra attorno al materiale roccioso, conservata anch’essa nei contenitori di Titanio.
Studiare l’atmosfera marziana catturata insieme ai campioni rocciosi del Pianeta Rosso
Gli studiosi vogliono saperne di più sull’atmosfera marziana, che è composta principalmente da anidride carbonica ma potrebbe includere anche tracce di altri gas che potrebbero essere stati presenti sin dalla formazione del Pianeta Rosso.
“I campioni d’atmosfera marziana provenienti dal Pianeta Rosso ci direbbero non solo del clima e dell’atmosfera attuali, ma di come sono cambiati nel tempo“, ha affermato Brandi Carrier, scienziato planetario presso il Jet Propulsion Laboratory della NASA nel sud della California: “Ci aiuterà a capire come si evolvono i climi diversi dal nostro“.
Tra i campioni che potrebbero essere portati sulla Terra c’è un contenitore riempito esclusivamente con gas depositato sulla superficie marziana come parte di un deposito di campioni, ma la maggior parte del gas raccolto dal rover si trova tra i campioni di roccia. Questi sono unici perché il gas interagirà con il materiale roccioso per anni prima che i campioni possano essere aperti e analizzati nei laboratori sulla Terra.
Rilevare i gas nell’atmosfera marziana
Quello che gli scienziati riusciranno a ricavare da loro permetterà di comprendere meglio quanto vapore acqueo aleggia vicino alla superficie marziana, un fattore che determina perché il ghiaccio si forma dove si trova sul pianeta e come il ciclo dell’acqua di Marte si è evoluto nel tempo.
Gli scienziati vogliono anche una migliore comprensione dei gas in tracce presenti nell’atmosfera marziana. La cosa più allettante dal punto di vista scientifico sarebbe la rilevazione di gas nobili (come neon, argon e xeno), che sono così non reattivi che potrebbero essere rimasti immutati nell’atmosfera da quando si sono formati miliardi di anni fa.
Se catturati, quei gas potrebbero rivelare se Marte inizialmente aveva un’atmosfera. L’antico Marte aveva un’atmosfera molto più densa di quella odierna, ma gli scienziati non sono sicuri se sia sempre stata lì o se si sia sviluppata in seguito. Ci sono anche grandi domande su come l’antica atmosfera marziana possa essere paragonata a quella della Terra primordiale.
Il campione di atmosfera marziana fornirebbe inoltre la possibilità di valutare le dimensioni e la tossicità delle particelle di polvere, informazioni che aiuteranno i futuri astronauti su Marte.
“I campioni di gas hanno molto da offrire agli scienziati di Marte“, ha affermato Justin Simon, geochimico del Johnson Space Center della NASA a Houston, che fa parte di un gruppo di oltre una dozzina di esperti internazionali che aiuta a decidere quali campioni raccogliere il rover: “Anche gli scienziati che non studiano Marte sarebbero interessati perché farà luce su come si formano ed evolvono i pianeti“.
Conclusioni
Nel 2021, un gruppo di ricercatori planetari, tra cui scienziati della NASA, ha studiato l’atmosfera portata dalla Luna in un contenitore d’acciaio dagli astronauti dell’Apollo 17 circa 50 anni prima.
“La gente pensa che la Luna sia priva di atmosfera, ma ne possiede una molto tenue che interagisce con le rocce della superficie lunare nel tempo“, ha detto Simon, che studia una varietà di campioni planetari alla Johnson: “Quello include i gas nobili che fuoriescono dall’interno della Luna e si raccolgono sulla superficie lunare”.
Il modo in cui il team di Simon ha estratto il gas per lo studio è simile a quello che si potrebbe fare con i campioni d’aria di Perseverance. Innanzitutto, mettono il contenitore precedentemente non aperto in un contenitore ermetico. Quindi hanno perforato l’acciaio con un ago per estrarre il gas in una trappola fredda, essenzialmente un tubo a forma di U che si estende in un liquido, come l’azoto, con un basso punto di congelamento. Modificando la temperatura del liquido, gli scienziati hanno catturato alcuni dei gas con punti di congelamento più bassi sul fondo della trappola fredda.
“Ci sono forse 25 laboratori nel mondo che manipolano il gas in questo modo“, ha detto Simon. Oltre a essere utilizzato per studiare l’origine dei materiali planetari, questo approccio può essere applicato ai gas delle sorgenti termali e a quelli emessi dalle pareti dei vulcani attivi, ha aggiunto.
Naturalmente, queste fonti forniscono molto più gas di quello che Perseverance ha nelle sue provette di campionamento. Ma se un singolo contenitore con atmosfera marziana non trasporta abbastanza gas per un particolare esperimento, gli scienziati potrebbero combinare i gas di più tubi per ottenere un campione aggregato più grande.
