Scritto: Sabato, 15 Gennaio 2022 06:01 Ultima modifica: Sabato, 15 Gennaio 2022 13:15

Sulle tracce del metano di Marte (di nuovo!)


Le emissioni di metano su Marte, che gli scienziati stanno ormai monitorando da anni, potrebbero avere importanti implicazioni per la geologia e l'astrobiologia. Sulla Terra, quasi tutto il metano presente nell'atmosfera è riconducibile ad attività biologiche: dalla flatulenza delle mucche al decadimento del materiale vegetale. Ma per quanto riguarda il Pianeta Rosso, l'argomento è controverso e molto dibattuto.

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Sulle tracce del metano di Marte (di nuovo!)
Crediti: NASA/JPL-Caltech/ASU

Ora, un nuovo documento tenta di risalire alla fonte utilizzato un metodo chiamato "analisi della traiettoria di ritorno" (back-trajectory analysis).
Questo procedimento mette insieme in un unico modello tutto ciò che gli scienziati sanno su Marte, per ricostruire il percorso di una particella d'aria a ritroso nel tempo, dal momento della rilevazione.

Il rover Curiosity della NASA, atterrato su Marte nell'agosto 2012, ha già dimostrato che il pianeta era potenzialmente abitabile in passato. Ma ha anche rilevato concentrazioni di metano nel cratere Gale, un gas che su Marte rappresenta una potenziale biofirma. Lo strumento Tunable Laser Spectrometer (TLS), della suite Sample Analysis at Mars (SAM) a bordo del rover, ha inequivocabilmente identificato picchi sporadici di metano atmosferico, con valori fino a 7,2 ± 2,1 parti per miliardo. Per non parlare del picco osservato il 19 giugno 2019 con 21 parti per miliardo sul quale, però, manca la conferma del Trace Gas Orbiter (TGO) della missione ExoMars che sorvolava il cratere Gale più o meno nello stesso momento. Forse perché, mentre Curiosity stava lavorando al livello del suolo, la sonda stava cercando il gas ad altitudini medio alte dove in quel momento la concentrazione era troppo bassa per essere vista dalla strumentazione.

Curiosity ha anche mostrato che le quantità di metano aumentano e diminuiscono seguendo un ciclo stagionale.

In tutto, durante 7,1 anni di missione, fino a gennaio 2020 (il periodo preso in esame dallo studio), Curiosity ha eseguito 20 misurazioni dirette e 16 in arricchimento dinamico (uno dei metodi di elaborazione del campione utilizzati dal SAM) che hanno rilevato un livello medio di metano di circa 0,41 parti per miliardo in volume.

Curiosity non è stato il solo a trovare tracce del gas nel corso dell'ormai ultra-decennale esplorazione del Pianeta Rosso.

Nel 2003 le osservazioni con l'Infrared Telescope Facility (IRTF) e con 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.
"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 indica un processo in corso che sta rilasciando il gas", aveva aggiunto.
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).

Con tutto questo minestrone di dati, identificare la fonte o le fonti di metano su Marte, ammesso che le rilevazioni siano reali e non falsate da qualche fattore sconosciuto, ha profonde implicazioni per la geologia, l'astrobiologia, nonché per la pianificazione delle future missioni.


Da dove viene il metano di Curiosity?

La deduzione delle posizioni dei siti di emissione del metano richiede la corretta modellizzazione di complessi processi di trasporto atmosferico.
"In questo lavoro, adottiamo un approccio lagrangiano inverso", si legge nel documento, noto anche come back-trajectory analysis, ampiamente utilizzato nella comunità delle scienze ambientali per mappare le regioni di emissione a monte.

"Un insieme di particelle computazionali, che rappresentano singole particelle d'aria, viene rilasciato dal rivelatore al momento del rilevamento e trasportato indietro nel tempo all'interno del modello" che tiene conto dell'andamento del vento nelle varie stagioni e ore del giorno e di altri fattori ambientali e fisici.

Il team si è concentrato sui sette picchi rilevati da Curiosity dall'arrivo su Marte fino a gennaio 2020. Questi possono essere classificati in base alla stagione e all'ora in cui è avvenuto il rilevamento.

picchi metano marte curiosity

In termini di stagioni, le punte 1 e 6 sono state rilevate nel tardo autunno settentrionale e nell'inverno. I picchi 2-5 e 7 sono stati rilevati nella primavera settentrionale. In termini di tempo di sol, le punte 1 e 5 sono state rilevate nel primo pomeriggio e le punte 2-4, 6 e 7 sono state rilevate tra mezzanotte e il primo mattino. Di conseguenza, le punte 1 e 6 condividono modelli di circolazione stagionale, regionale e globale, così come le punte 2-5 e 7. Le punte 1 e 5 condividono modelli di circolazione diurna in crateri simili, così come le punte 2-4, 6 e 7.

Secondo gli autori, molto probabilmente tutti questi picchi di metano provengono dalla stessa zona: la parte nord-occidentale del cratere Gale, come mostrato nelle simulazioni sottostanti; qui si sono presi in considerazione i picchi n.1 e 2 (in alto e in basso) e una finestra temporale di 30 giorni prima della rilevazione e riferite ad un tasso di emissione di 1 micro-mole/s.

Methane Source

Impronte dei luoghi d'origine per i primi due picchi di Metano (in rosso i valori più alti), visualizzate con tre differenti livelli di ingrandimento; nelle due mappe a sinistra è riconoscibile l'altimetria del cratere Gale - Credits: Fasoli et al./AGU - Improvements: Marco Di Lorenzo - (cliccare per ingrandire)

 

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Letto: 298 volta/e Ultima modifica Sabato, 15 Gennaio 2022 13:15

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Elisabetta Bonora

Nella vita lavorativa mi occupo di web, marketing e comunicazione, digital marketing. Nel tempo libero sono un'incontenibile space enthusiast e mamma di Sofia Vega.
Mi occupo di divulgazione scientifica, attraverso questo web, collaborazioni con riviste del settore e l'image processing delle foto provenienti dalle missioni robotiche. Appassionata di astronomia, spazio, fisica e tecnologia, affascinata fin da bambina dal passato e dal futuro. Nel 2019 è uscito il mio primo libro "Con la Cassini-Huygens nel sistema di Saturno".
Amo le missioni robotiche inviate 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!

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