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Acqua e vita su Marte per merito del metano

Acqua e vita su Marte per merito del metano
Crediti: NASA

Metano e acqua sono tra gli argomenti più controversi che riguardano il passato ed il presente di Marte.
Ci sono prove di entrambe gli elementi ma nessuno sa ancora spiegare come sono andati esattamente i fatti.

Il metano ha una storia recente.
Nel 2003 le osservazioni con l'Infrared Telescope Facility (IRTF) e il W.M. Keck, entrambi sulla cima del Mauna Kea nelle Hawaii, e quelle del Gemini South a Cerro Pachon sulle Ande Cilene, avevano mostrato tre caratteristiche spettrali (linee di assorbimento) tipiche del metano nell'atmosfera del Pianeta Rosso.
"La linea metano rilevata è molto forte", aveva dichiarato all'epoca Michael Mumma, ricercatore principale presso il Center for Astrobiology and Solar System Exploration Division al Goddard Space Flight Center della NASA di Greenbelt, Maryland. "Il metano viene rapidamente distrutto nell'atmosfera del pianeta in una varietà di modi, quindi la nostra scoperta di ingenti pennacchi di metano nell'emisfero settentrionale di Marte nel 2003 indica un processo in corso che sta rilasciando il gas", aveva aggiunto.
Tuttavia, altre osservazioni da Terra e direttamente dall'orbita marziana produssero risultati contraddittori.
In base ai modelli generali e fotochimici di Marte, il metano dovrebbe rimanere nell'atmosfera per circa 300 anni e, in tale lasso di tempo, distribuirsi uniformemente intorno al pianeta. Invece, le osservazioni mostravano una localizzazione limitata all'emisfero settentrionale nel periodo estivo ed una fuga del gas in pochi mesi.
Ad esempio, il Planetary Fourier Spectrometer (PFS) a bordo della sonda Mars Express (MEX) rilevò un valore medio globale di 15 parti per miliardo, con indicazioni di fonti localizzate ed un incremento significativo durante il periodo estivo al polo nord. Il Thermal Emission Spectrometer (TES) dell'orbiter Mars Global Surveyor (MGS) registrò metano intermittente tra il 1999 e il 2003, con concentrazioni da 5 a 60 parti per miliardo in luoghi dove sono sospettate condizioni geologiche favorevoli, come un'attività geotermica residua (Tharsis e Elysium) e una forte idratazione (Arabia Terrae).
E recentemente, il laboratorio ambulante Sample Analysis at Mars (SAM) a bordo del rover Curiosity ha inequivocabilmente identificato picchi sporadici di metano atmosferico.

L'acqua ha una storia ancora più misteriosa.
Non solo si discute sulla sua presenza attuale transitoria sulla superficie del pianeta sotto forma di salamoie salate o di brina ma si ritiene che in passato fosse presene in grandi quantità a formare fiumi, laghi e mari, lasciando gli inequivocabili terreni argillosi, valli scolpite e canaloni che vediamo oggi.

Ora, si scopre che i due elementi potrebbero avere qualcosa in comune perché secondo i ricercatori del Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Science (SEAS), Marte, all'inizio della sua storia, potrebbe essere stato scaldato da un intermittente effetto serra ad opera del metano, che avrebbe favorito la formazione di acqua liquida e, forse, la comparsa della vita.

"Il Marte primordiale è unico, nel senso che è l'unico ambiente planetario, oltre la Terra, dove possiamo affermare con sicurezza che ci sono stati periodi almeno episodici dove la vita avrebbe potuto prosperare", ha dichiarato Robin Wordsworth, primo autore dell'articolo pubblicato sulla rivista Geophysical Research Letters.

Da anni, ormai, i ricercatori cercano di immaginare e modellare il Pianeta Rosso 4 miliardi di anni fa. Comprendere la sua evoluzione atmosferica è fondamentale per determinare come e quanto l'acqua allo stato liquido è riuscita a rimanere in superficie e, di conseguenza, per quanto tempo l'ambiente si è mantenuto ospitale.
L'anidride carbonica, che costituisce il 95 per cento dell'atmosfera marziana, ha senz'altro contribuito ad un'atmosfera più spessa ed è un gas dal noto effetto serra sulla Terra. Ma le simulazioni hanno mostrato che la CO2 da sola non sarebbe riuscita a mantenere il pianeta abbastanza caldo. Il team, allora, ha cercato di introdurre nelle simulazioni i gas più leggeri, come l'idrogeno, che tuttavia tendono a disperdersi nello spazio.
Il metano, ad esempio, sarebbe potuto essere molto più abbondante miliardi di anni fa, rilasciato da un'attività geologica all'epoca più dinamica. E i processi in corso sulla luna di Saturno, Titano, studiata dalla sonda della NASA Cassini, dimostrano che le interazioni con la radiazione solare innescano reazioni fotochimiche in grado di convertire il gas in altri elementi, come l'idrogeno.
"Abbiamo guardato cosa accade quando il metano, l'idrogeno e l'anidride carbonica si scontrano e come interagiscono con i fotoni ed abbiamo scoperto che questa associazione determina un assorbimento delle radiazioni molto efficace", hanno spiegato gli autori. Un effetto serra già teorizzato da Carl Sagan nel 1977.
"Questa ricerca dimostra che gli effetti del riscaldamento da metano ed idrogeno sono stati sottovalutati", ha commentato Wordsworth.

Transient reducing greenhouse warming on early Mars [abstract]

The evidence for abundant liquid water on early Mars despite the faint young Sun is a long-standing problem in planetary research. Here we present new ab initio spectroscopic and line-by-line climate calculations of the warming potential of reduced atmospheres on early Mars. We show that the strength of both CO2–H2 and CO2–CH4 collision-induced absorption (CIA) has previously been significantly underestimated. Contrary to previous expectations, methane could have acted as a powerful greenhouse gas on early Mars due to CO2–CH4 CIA in the critical 250–500 cm−1 spectral window region. In atmospheres of 0.5 bar CO2 or more, percent levels of H2 or CH4 raise annual mean surface temperatures by tens of degrees, with temperatures reaching 273 K for pressures of 1.25–2 bars and 2–10% of H2 and CH4. Methane and hydrogen produced following aqueous alteration of Mars' crust could have combined with volcanically outgassed CO2 to form transient atmospheres of this composition 4.5–3.5 Ga. Our results also suggest that inhabited exoplanets could retain surface liquid water at significant distances from their host stars.

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Elisabetta Bonora

Sono una image processor e science blogger appassionata di astronomia, spazio, fisica e tecnologia, affascinata fin da bambina dal passato e dal futuro.
Dal 2009 elaboro le immagini raw delle missioni spaziali insieme a Marco Faccin ed ho creato questo blog ad agosto 2012, in occasione dello sbarco del rover Curiosity su Marte.
Per lavoro mi occupo di digital advertising, web e video analytics presso Shiny (SV – Italia) ma passo la maggior parte del tempo libero su questo sito e tra i cataloghi delle foto scattate dalle sonde e dai rover inviati nel nostro Sistema Solare "per esplorare nuovi mondi, alla ricerca di nuove forme di vita, per arrivare là dove nessuno è mai giunto prima!" ...Ovviamente, è chiaro, sono una fan di Star Trek!

Sito web: https://twitter.com/EliBonora
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