Sulla Terra, la maggior parte del metano viene prodotto dagli esseri viventi ma su Marte, dove non sono ancora stati trovati segni di vita, né presente e né passata, è un vero mistero.
La suite SAM (Sample Analysis at Mars) a bordo del rover Curiosity ha annusato tracce del gas vicino alla superficie, nel cratere Gale. E questi rilevamenti si aggiungono a tutte le altre osservazioni effettuate nel corso degli anni dalle sonde dalle sonde in orbita attorno al pianeta.

Secondo gli scienziati, all'origine della storia ci sono meccanismi geologici che coinvolgono acqua e rocce nelle profondità del sottosuolo. Tuttavia, il SAM ha scoperto che il metano si comporta in modi inaspettati nel cratere Gale. Appare di notte e scompare durante il giorno. Fluttua stagionalmente e talvolta raggiunge livelli 40 volte superiori al normale. Ma si rileva difficilmente nell'atmosfera dove sembra non soffermarsi a lungo: sorprendentemente, il Trace Gas Orbiter a bordo della sonda ExoMars dell’ESA, inviato su Marte appositamente per studiare il gas dall'alto, non ne ha ancora rilevato.

Questi risultati discordanti sono un vero dilemma per la scienza.
“È una storia con molti colpi di scena”, ha affermato nel comunicato Ashwin Vasavada, scienziato del progetto Curiosity presso il Jet Propulsion Laboratory della NASA, che guida la missione di Curiosity.

Il metano tiene impegnati gli scienziati di Marte con lavori di laboratorio e progetti di modellazione al computer che mirano a spiegare perché il gas si comporta così e viene rilevato solo nel cratere Gale. Ora, un gruppo di ricerca della NASA propone una nuova spiegazione.

Lo studio è stato pubblicato a marzo sul Journal of Geophysical Research: Planets.

 

Cercando risposte

Guidati da Alexander Pavlov, uno scienziato planetario del Goddard Space Flight Center della NASA, i ricercatori suggeriscono che il metano, indipendentemente da come viene prodotto, rimane sigillato sotto il sale solidificato che si forma nella regolite marziana (il "terreno" fatto di rocce rotte e polvere). Quando la temperatura aumenta durante le stagioni o le ore del giorno più calde, il sigillo può indebolirsi, facendo fuoriuscire il gas. Ad esempio, potrebbe esplodere in sbuffi sotto la pressione di un rover delle dimensioni di un piccolo SUV, come Curiosity.

L'ipotesi del team aiuta a spiegare perché il metano viene rilevato solo nel cratere Gale, ha detto Pavlov, ma non nel cratere Jezero dove sta lavorando Perseverance (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 infuso di sale, come è in effetti gran parte del suolo di Marte. All'epoca, il team aveva 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 sul Pianeta Rosso. I risultati sulla crescita dei microorganismi si sono rivelati inconcludenti, ha detto, ma i ricercatori hanno notato qualcosa di inaspettato: lo strato superiore del terreno formava una crosta di sale mentre il ghiaccio sublimava.

Permafrost su Marte e sulla Terra

“Non ci abbiamo pensato molto al momento”, ha detto Pavlov, ma l'esperimento è tornato in mente nel 2019, quando lo spettrometro il SAM ha rilevato un’esplosione di metano che nessuno poteva spiegare. Ed è allora che il team ha iniziato a testare le condizioni che potrebbero formare e rompere i sigilli di sale induriti. Anche se, probabilmente, oggi non c’è permafrost nel cratere Gale, i sigilli potrebbero essersi formati molto tempo fa, quando il clima era più freddo e ghiacciato.

Sono stati messi alla prova cinque campioni di permafrost intrisi di diverse concentrazioni di un sale chiamato perclorato, molto diffuso su Marte. Gli scienziati hanno esposto ciascun campione a temperature e pressioni dell’aria diverse all’interno di un simulatore marziano presso il Goddard. Periodicamente, è stato iniettato il neon, un analogo del metano, sotto il campione di terreno ed è stata misurata la pressione del gas sotto e sopra la superficie. Una pressione più elevata sotto il campione implicava che il gas fosse intrappolato. Alla fine, in qualche giorno, un sigillo si è formato in condizioni simili a quelle di Marte, in campioni con una concentrazione di perclorato dal 5% al 10%.

Questa è, però, una concentrazione di sale molto più elevata di quella misurata da Curiosity nel cratere Gale. Tuttavia, la regolite è ricca di altri minerali salini, chiamati solfati, che il team testerà per vedere se sono ugualmente in grado di formare sigilli.

C'è bisogno di misurazioni più coerenti

Il SAM annusa la presenza di metano solo diverse volte all'anno perché altrimenti è impegnato a svolgere il suo compito principale di studiare campioni dalla superficie e analizzarne la composizione chimica. Ma gli scienziati affermano che, per risolvere il mistero, sono necessarie misurazioni del gas più coerenti.

“Gli esperimenti sul metano richiedono molte risorse, quindi dobbiamo essere molto strategici quando decidiamo di farli”, ha affermato Charles Malespin del Goddard, ricercatore principale di SAM. Tuttavia, 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 sulla risposta a queste domande specifiche”, ha detto Vasavada.