La ricerca di segni di vita su Marte è uno degli obiettivi principali delle missioni spaziali attuali. Tra i vari indizi che potrebbero rivelare la presenza di vita passata o presente sul Pianeta Rosso, il metano è uno dei più intriganti. Questo gas, composto da un atomo di carbonio e quattro di idrogeno, è di grande interesse per gli astrobiologi perché potrebbe essere associato a forme di vita microbica.
Il rover Curiosity della Nasa, nell’ambito della missione Mars Science Laboratory, ha rilevato più volte la presenza di metano poco sopra la superficie del cratere Gale, in quella parte di atmosfera a diretto contatto con il suolo, nota come strato limite planetario. Le concentrazioni di metano sembrano variare stagionalmente e anche nell’arco della giornata, ma queste osservazioni hanno sollevato dubbi nella comunità scientifica a causa della mancanza di rilevamenti di metano a quote medio-alte da parte dell’orbiter ExoMars Trace Gas Orbiter dell’Esa.
Il dibattito scientifico sul metano marziano
La discrepanza tra le misurazioni ha portato gli scienziati a ipotizzare l’esistenza di processi di migrazione ed emissione del metano verso la superficie di natura episodica, seguiti da una rapida distruzione del gas. Questi processi sono simili ai “trasudamenti di gas naturale” che avvengono sulla Terra. Ma come spiegare la natura episodica di queste emissioni e come conciliare le variazioni atmosferiche del metano con un possibile meccanismo di trasporto dal sottosuolo?
La simulazione del trasporto di metano
Un team di ricercatori del Los Alamos National Laboratory ha cercato di rispondere a queste domande attraverso l’uso di supercalcolatori per simulare il trasporto di metano dal sottosuolo all’atmosfera. Il meccanismo proposto è quello del pompaggio barometrico, che prevede il rilascio di gas sotto la spinta di fluttuazioni della pressione atmosferica. John P. Ortiz, ricercatore al Los Alamos National Laboratory e primo autore dello studio pubblicato sulla rivista Journal of Geophysical Research – Planets, spiega che i cambiamenti nella pressione atmosferica, associati a sistemi meteorologici, possono spingere o estrarre gas dai materiali geologici se questi presentano fratture ben collegate.
Le implicazioni delle scoperte sul metano marziano
Le simulazioni condotte dai ricercatori hanno preso in considerazione anche l’adsorbimento delle molecole di metano sulla superficie delle fratture della roccia marziana al variare della temperatura, valutando la quantità di metano che si mescola in uno strato limite planetario simulato. I risultati indicano che le abbondanze di metano sono controllate da due fattori: il trasporto sotterraneo guidato dal pompaggio barometrico e la dinamica dello strato limite planetario.
La compatibilità dei risultati con le osservazioni di Curiosity
Le simulazioni sono compatibili con emissioni di metano nell’atmosfera che avvengono nella stagione estiva all’emisfero Nord di Marte appena prima dell’alba, confermando i dati ottenuti dal rover Curiosity. I livelli di metano variano non solo stagionalmente, ma anche giornalmente.
L’influenza della geologia del sottosuolo e delle condizioni atmosferiche
L’emissione di metano nei modelli è risultata variare significativamente in base alla dimensione delle fratture del sottosuolo, dalle quali dipende l’effetto della pressione atmosferica sul trasporto di gas. Questo suggerisce che le variazioni di metano nel cratere Gale siano influenzate dall’interazione tra la geologia del sottosuolo e le condizioni atmosferiche.
Per verificare il meccanismo di trasporto proposto e approfondire la caratterizzazione della variazione diurna del metano su Marte, i ricercatori propongono una serie di misurazioni con lo strumento Tunable Laser Spectrometer a bordo di Curiosity. Queste misurazioni, da effettuarsi nella prossima estate nell’emisfero Nord di Marte, potrebbero confermare o confutare l’influenza del pompaggio atmosferico.
In conclusione, lo studio suggerisce diverse finestre temporali in cui Curiosity può raccogliere dati per vincolare la tempistica delle fluttuazioni del metano e, si spera, avvicinarsi alla comprensione della sua provenienza su Marte.
