Nel 2013 il rover della NASA Curiosity rilevò la presenza di metano nell’aria di Marte. Quello del rover non è stato l’unico rilevamento di metano nell’atmosfera di Marte, nel corso del tempo questo gas è stato rilevato varie volte dai diversi strumenti che scandagliano il Pianeta Rosso, e in vari punti. Purtroppo, però, la presenza del metano si è rilevata fuggevole, al punto che da un anno a questa parte, la sonda Europea Trace Gas Orbiter, inviata, praticamente, proprio per confermare i rilievi precedenti e la loro eventuale stagionalità, non riesce a rilevare alcuna traccia di metano nell’atmosfera di Marte, nemmeno a concentrazioni bassissime come 50 parti per trilione, pur avendo scansionato ormai l’intera atmosfera marziana.

Insomma, siamo sicuri che il metano c’era, oltre che da Curiosity è stato rilevato anche dalla sonda dell’ESA Mars Express per ben due volte, ma è scomparso e non sappiamo né da dove arrivasse né che fine abbia fatto. Secondo gli scienziati, il metano nell’atmosfera di Marte dovrebbe metterci circa 300 anni a degradarsi completamente e scomparire.

Una nuova relazione pubblicata dal planetologo italiano Marco Giuranna, dell’INAF, conferma, ad una rilettura ed una nuova interpretazione dei dati rilevati da Mars Express, di poter confermare la rilevazione di Curiosity del 2013, avendo la sonda europea rilevato il gas metano nella stessa area e quasi nello stesso momento in cui ne rilevò la presenza il rover. L’aspetto più interessante è che il rilascio sembra essere avvenuto in una zona di faglia nei pressi del Gale Crater, dando adito ad ipotesi relative alla sua origine.

Il risultato più probabile, secondo il team, è che 39-54 tonnellate di metano siano state all’epoca rilasciate nell’atmosfera di Marte da una fonte sotterranea. Dopo aver considerato quando è iniziata l’uscita e la probabile dimensione, gli scienziati sono stati in grado di creare una probabile griglia per le emissioni.

Il modello suggerisce che l’emissione potrebbe provenire da Aeolis Mensae, un’area caratteristica a quasi 500 chilometri a est del Gale Crater. L’idea più accettata è che una rottura del permafrost marziano ha permesso un rilascio significativo di gas metano. Si pensa che le caratteristiche di Aeolis Mensae siano favorevoli a questo tipo di formazione del permafrost, aumentando la possibilità che rotture periodiche o linee di faglia possano consentire un rilascio. L’accumulo di gas potrebbe aver causato una frattura del permafrost, oppure il permafrost potrebbe essere stato fessurato dall’impatto di un meteorite.

“Siamo ancora lontani dal capire quale sia la sorgente del metano.” Ha commentato Marco Giuranna a Reccom Magazine. “Il mio ultimo lavoro ha individuato per la prima volta una potenziale sorgente (luogo di origine) e questo è sicuramente un primo passo importante. Può senz’altro trattarsi di metano abiotico, ma non dimentichiamo che il fatto che fuoriesca ora, non significa che sia stato generato ora. Può tranquillamente trattarsi di metano formatosi molto tempo fa, quando le condizioni sul pianeta erano molto diverse.”

“Per ora non abbiamo ancora abbastanza elementi per favorire un’ipotesi piuttosto che un’altra, ma neanche per escluderla.” Ha concluso il planetologo dell’Istituto Nazionale di Astrofisica.

Questa indagine mette in evidenza uno dei vuoti nella nostra conoscenza di Marte. Ormai conosciamo bene la superficie del pianeta, ma ne sappiamo ancora molto poco del sottosuolo marziano. In questo momento è in corso la missione InSight che ha lo scopo di indagare la geologia del sottosuolo di Marte proprio per questa ragione.

Se si accertasse che il metano liberato nell’atmosfera di Marte non è di origine biologica per molti sarebbe una delusione: sarebbe molto più eccitante sccoprire che il metano marziano è di origine biologica ma, comunque, localizzare una fonte intermittente plausibile per il rilascio di metano consentirebbe agli scienziati di categorizzare meglio i dati mentre pianificano le missioni e cercano le migliori posizioni per esplorare la composizione profonda del pianeta.

Vi ricordate che qualche tempo fa i planetologi erano sconcertati dal fatto che non si riusciva più a rilevare la presenza di metano nell’atmosfera di Marte? Ebbene, ora il metano è stato ritrovato… Facciamo un po’ di storia: ci fu un grande scalpore quando emersero rapporti secondo i quali il rover Curiosity aveva rilevato metano su Marte. Ma c’era un problema: non si poteva escludere che i suoi sensori fossero difettosi o che qualche dato fosse stato male interpretato.

La sonda dell’Agenzia spaziale europea Mars Express, in orbita intorno al pianeta rosso, nel 2013 rilevò la presenza di metano nell’area del Gale Crater, proprio la regione esplorata da Curiosity, solo un giorno prima di del rover.

Altri strumenti hanno rilevato metano su Marte. Questa, però, è stata la prima volta che due apparecchiature distinte hanno rilevato il metano (CH ₄) nella stessa regione e praticamente nello stesso momento. “Nonostante varie rilevazioni riportate da gruppi separati e diversi esperimenti, e sebbene siano stati proposti meccanismi plausibili per spiegare l’abbondanza, la variabilità e la durata del metano nell’attuale atmosfera marziana, il dibattito sul metano divide ancora la comunità di Marte“, ha spiegato lo scienziato planetario Marco Giuranna dell’Istituto Nazionale di Astrofisica.

“Prima del nostro studio, le rilevazioni di metano su Marte non erano state confermate da osservazioni indipendenti: quest’ultima scoperta costituisce la prima conferma indipendente di una rilevazione di metano“. Questa scoperta rende le rilevazioni precedenti più difficili da spiegare come un errore nei dati, o una scarsa risoluzione spettrale, o persino – come è stato suggerito – spiegarlo come metano già presente all’interno di Curiosity quando giunse su Marte.

No. Quel metano è decisamente marziano.

E potrebbe essere davvero un grosso problema. Qui sulla Terra, abbiamo una certa quantità di quel gas – circa 1.800 parti per miliardo in volume (ppbv) nell’atmosfera, di cui il 90-95% è generato da creature viventi o morte. Esistono processi geologici che possono generare metano in modo abiotico. Sui giganti gassosi e ghiacciati come Giove, Saturno, Urano e Nettuno, l’abbondanza di metano viene prodotta attraverso processi chimici.

Plutone ha ghiaccio di metano. La luna di Saturno Titano ha laghi di metano liquido. si tratta, quindi, di qualcosa che, decisamente, non è una rarità nel sistema solare. Su Marte la concentrazione globale di metano è minuscola rispetto a quella terrestre – appare a raffiche, con una media globale di soli 10 ppbv . Ma capire da dove viene il metano di Marte, e come, ci dirà qualcosa di nuovo ed eccitante sul Pianeta Rosso – anche se la fonte non fosse biologica.

L’orbiter Mars Express aveva già rilevato il metano in precedenza, nel 2004, utilizzando lo strumento Planetary Fourier Spectrometer (PFS). È lo strumento che ha realizzato anche il rilevamento del 2013, ma con nuove tecniche di osservazione e analisi che aumentano la fiducia nei risultati.

“A causa del suo assorbimento debole, dell’abbondanza relativamente bassa e dell’elevata variabilità spaziale e temporale, le analisi quantitative di CH ₄ con il PFS richiedono un’attenzione particolare al modo in cui gli spettri vengono raccolti, gestiti e analizzati“, ha detto Giuranna.

Lo scienziato dell’INAF ha anche spiegato che il team ha sviluppato un nuovo approccio per selezionare e recuperare i dati dal PFS, analizzandolo con metodi che migliorano l’accuratezza e “riducono le incertezze statistiche“.

(Giuranna et al., Nature Geoscience, 2019)

Ciò ha richiesto molto lavoro, ricominciando ad analizzare i dati dal cielo, motivo per cui il risultato è stato rilasciato solo ora, circa sei anni dopo il rilevamento. Ma quel lavoro meticoloso ha dato i suoi frutti, perché ha ristretto l’area dove possiamo cercare il rilascio di metano e, guarda caso, è proprio l’area dove opera il rover Curiosity.

Secondo i ricercatori, la zona transitoria nella regione di faglia vicino al Gale Crater è il luogo più probabile di rilascio del metano. Ciò potrebbe anche spiegare perché scompare e riappare in modo così particolare.

“Il terreno accidentato della Aeolis Mensae è collegato con la regione della Medusae Fossae Formation (MFF) ed è nelle immediate vicinanze della località in cui il QFP è stato proposto per contenereghiaccio superficiale”, ha detto Giuranna. “Il permafrost è uno dei migliori sigilli per il metano, è possibile che il ghiaccio sfuso nel QFP possa intrappolare e sigillare il metano del sottosuolo.”

“Quel metano potrebbe essere rilasciato episodicamente lungo le faglie che sfondano il permafrost a causa del parziale scioglimento del ghiaccio, l’accumulo di pressione del gas, o stress dovuti ad aggiustamenti planetari o all’impatto locale dei meteoriti“.

Non lo sapremo finché non saremo in grado di dare un’occhiata, ma ora sappiamo che ulteriori indagini sarebbero assolutamente utili.

Nel frattempo, la ricerca di metano è in corso. Lo strumento PFS continua a monitorare l’atmosfera marziana e il suo intero arretrato di dati sarà rianalizzato utilizzando le nuove tecniche del team.

Potrebbe essere anche opportuno rivedere i dati negativi attuali del Trace Gas Orbiter dell’ESA alla luce di questa nuova rivelazione.

La ricerca è stata pubblicata su Nature Geoscience .

I ricercatori dell’USC hanno stabilito che le acque sotterranee probabilmente esistono in un’area geografica più ampia rispetto ai soli poli di Marte e che esiste un sistema attivo, profondo fino a 750 metri, da cui le acque sotterranee arrivano in superficie attraverso crepe nei crateri specifici che hanno analizzato .

Heggy, che fa parte del team dell’esperimento radar Mars Express MarsSis che sonda il sottosuolo Marte e il co-autore Abotalib Z. Abotalib, un ricercatore post-dottorato presso la USC, ha studiato le caratteristiche dei solchi che appaiono sulle pareti di alcuni crateri su Marte.

Finora, gli scienziati hanno ritenuto che queste formazioni caratteristiche fossero collegate a flussi di acqua superficiale.

“Suggeriamo che questo potrebbe non essere vero. Proponiamo un’ipotesi alternativa che i solchi siano formati dalla fuoriuscita di acqua proveniente da una fonte sotterranea pressurizzata che arriva in superficie spostandosi verso l’alto lungo le fessure del terreno“, dice Heggy. “L’esperienza acquisita con le nostre ricerche sull’idrologia del deserto è stata la chiave di volta per raggiungere questa conclusione, abbiamo visto gli stessi meccanismi verificarsi nel Sahara e nella penisola arabica e ci ha aiutato a studiare lo stesso meccanismo su Marte“, ha detto Abotalib Z. Abotalib, autore principale dello studio.

I due scienziati hanno concluso che le fratture all’interno di alcuni crateri di Marte hanno permesso alle sorgenti d’acqua di sollevarsi in superficie a causa della pressione profonda al di sotto. L’acqua fuoriesce in superficie, generando le caratteristiche linee nitide e distinte che si trovano sulle pareti di questi crateri. I due scienziati forniscono anche una spiegazione su come queste caratteristiche idriche variano con le stagioni su Marte.

Lo studio, che sarà pubblicato il 28 marzo 2018 in Nature Geoscience, suggerisce che le acque sotterranee potrebbero essere più profonde di quanto si pensasse in precedenza nelle aree in cui tali flussi sono osservati su Marte. I risultati suggeriscono che queste fratture del terreno associate a sorgenti, dovrebbero essere esplorate per verificare la disponibilità effettiva di acqua da utilizzare in caso colonizzazione. Il loro lavoro suggerisce che dovrebbero essere sviluppati nuovi metodi di indagine per studiare queste fratture.

Ricerche precedenti effettuate per esplorare la presenza di acque sotterranee su Marte si basavano sull’interpretazione degli echi elettromagnetici inviati dagli esperimenti di rilevamento radar dall’orbita a bordo di Mars Express e Mars Reconnaissance Orbiter. Questi esperimenti misuravano il riflesso delle onde sia dalla superficie che dal sottosuolo ogni volta che era possibile la penetrazione. Tuttavia, questo metodo non ha fornito prove della presenza di acque sotterranee, a parte la rilevazione nel Polo Sud del 2018.

Gli autori di questo studio hanno utilizzato immagini e modelli ottici ad alta risoluzione per studiare le pareti dei crateri di grande impatto su Marte. L’obiettivo era di correlare la presenza di fratture con le fonti che generano brevi flussi d’acqua. Heggy e Abotalib, che hanno studiato a lungo le falde acquifere del sottosuolo e il movimento dei flussi di acque sotterranee sulla Terra e negli ambienti desertici, hanno trovato similitudini tra i meccanismi di movimento delle acque sotterranee nel Sahara e su Marte.

“Le acque sotterranee sono una prova evidente della passata somiglianza tra Marte e Terra e suggeriscono che hanno un’evoluzione simile, in una certa misura“, dice Heggy. Questi rari e sconcertanti flussi d’acqua su Marte sono di grande interesse per la comunità scientifica.

“Comprendere come si è formata la falda freatica su Marte, dove è oggi e come si muove, ci aiuta a limitare le ambiguità sull’evoluzione delle condizioni climatiche su Marte negli ultimi tre miliardi di anni e su come queste condizioni abbiano formato questo sistema di acque sotterranee. le somiglianze con il nostro pianeta e se stiamo attraversando la stessa evoluzione del clima e lo stesso percorso effettuato da Marte. Capire l’evoluzione di Marte è cruciale per comprendere l’evoluzione a lungo termine della nostra Terra e l’acqua sotterranea è un elemento chiave in questo processo.”

Il nuovo studio suggerisce che le falde acquifere che sono la fonte di questi flussi d’acqua potrebbero trovarsi a profondità maggiori di 750 metri. “Tale profondità ci impone di prendere in considerazione ulteriori tecniche di ricerca per individuare le falde acquifere profonde.”

Fonte: www.nature.com/articles/s41561-019-0327-5