Perché il metano si sta diffondendo su Marte? 

Curiosity Mars, Rover della NASA, ha rilevato che il metano sta filtrando dalla superficie del cratere Gale

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Ingenuity, antico fiume su Marte, Metano

Curiosity Mars, Rover della NASA, ha rilevato che il metano sta filtrando dalla superficie del cratere Gale.

Ingenuity, antico fiume su Marte, Metano

Le ragioni del comportamento anomalo del metano su Marte

Le creature viventi producono la maggior parte del metano sulla Terra. Gli scienziati tuttavia non hanno trovato segni convincenti di vita attuale o pregressa su Marte, e quindi non si aspettavano di trovane sul Pianeta Rosso.

Crateri da impatto su Marte, campioni rocciosi

Eppure, il laboratorio chimico portatile a bordo di Curiosity, noto come SAM, o Sample Analysis at Mars, ha continuamente percepito tracce del gas vicino alla superficie del cratere Gale, l’unico posto sulla superficie di Marte dove finora è stato rilevato metano. La sua probabile fonte, presumono gli scienziati, sono meccanismi geologici che coinvolgono acqua e rocce nelle profondità del sottosuolo.



SAM ha altresì scoperto che il metano si comporta in modi inaspettati sul cratere Gale. Appare di notte e scompare durante il giorno. Fluttua stagionalmente e talvolta raggiunge livelli 40 volte superiori al normale. Sorprendentemente, anche il metano non si accumula nell’atmosfera: l’ExoMars Trace Gas Orbiter dell‘ESA, l’Agenzia spaziale europea, inviato su Marte appositamente per studiare il gas nell’atmosfera, non ne ha rilevato tracce.

Gli scienziati di Marte stanno studiando il fenomeno in laboratorio e con progetti di modellazione al computer che mirano a spiegare perché il gas si comporta in modo strano e viene rilevato solo nel cratere Gale.

Lo studio

In uno studio pubblicato sul Journal of Geophysical Research: Planets, un team di scienziati ha ipotizzato che il metano, indipendentemente da come viene prodotto, potrebbe essere sigillato sotto il sale solidificato che potrebbe formarsi nella regolite marziana, che è il “terreno” fatto di rocce rotte e polvere.

Quando la temperatura aumenta durante le stagioni o le ore del giorno più calde, indebolendo il sigillo, il metano potrebbe fuoriuscire.

Guidati da Alexander Pavlov, planetologo del Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, nel Maryland, i ricercatori hanno indicato che il gas potrebbe anche esplodere in sbuffi quando le guarnizioni si rompono 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 viene 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 gas.

Pavlov ha fatto 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 infuso di sale, come lo è gran parte del permafrost marziano.

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 microrganismi si sono rivelati inconcludenti, 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.

Impatto da cratere su Marte

Il team di studiosi 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 presso la NASA Goddard.

Periodicamente, il gruppo di ricercatori 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 tre-13 giorni solo in campioni con una concentrazione di perclorato dal 5% al 10%.

Conclusioni

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 per vedere se possono anche formare sigilli.

Il rover Curiosity è arrivato in una regione che si ritiene si sia formata quando il clima di Marte si stava asciugando.

Migliorare la comprensione dei processi di generazione e distruzione del metano su Marte è una raccomandazione chiave della NASA Planetary Mission Senior Review del 2022, e un lavoro teorico come quello di Pavlov è fondamentale. Gli scienziati affermano tuttavia che sono necessarie anche misurazioni del metano più coerenti.

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SAM percepisce la presenza di metano solo diverse volte all’anno perché altrimenti è impegnato a svolgere il suo compito principale di perforare campioni dalla superficie e analizzarne la composizione chimica.

Gli esperimenti sul metano richiedono molte risorse, quindi dobbiamo essere molto strategici quando decidiamo di farli“, ha affermato Charles Malespin del Goddard, ricercatore principale del SAM.

Per testare la frequenza con cui i livelli di metano aumentano, ad esempio, sarebbe necessaria una nuova generazione di strumenti di superficie che misurino continuamente il metano da molte località su Marte, dicono gli scienziati.

“Parte del lavoro sul Metano dovrà essere lasciato ai futuri veicoli spaziali di superficie che saranno più concentrati nel rispondere a queste domande specifiche”, ha concluso Vasavada.

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