Una nuova scoperta verso la soluzione del mistero del metano su Marte

Credit: ESA.

ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO), la sonda europea realizzata in collaborazione con Roskosmos e operativa in orbita marziana da oltre due anni, continua lo studio dettagliato dell’atmosfera del pianeta rosso e inaspettatamente rileva ozono e anidride carbonica nell’infrarosso, laddove invece ci si aspettava di trovare il metano.

La scoperta è stata effettuata dallo strumento ACS (Atmospheric Chemistry Suite) di realizzazione russa che, insieme al Nadir and Occultation for Mars Discovery (NOMAD), è uno dei due spettrometri di bordo.

Grafico con le linee spettrali delle analisi. A sinistra si notano quelle nuove dell’anidride carbonica, mentre quelle dell’ozono sono a destra. I picchi si riferiscono al vapore acqueo. Credit: K. Olsen et al. (2020).

«Queste rilevazioni sono sicuramente sorprendenti e allo stesso tempo un rompicapo», ha affermato Kevin Olsen dell’University of Oxford (GB). «Sono localizzate nelle esatte lunghezze d’onda in cui ci aspettavamo di vedere forti segnali della presenza di metano. Prima di oggi questa caratteristica dell’anidride carbonica nell’infrarosso era totalmente sconosciuta ed è anche la prima volta che l’ozono viene identificato in questa regione dell’infrarosso».

L’Atmospheric Chemistry Suite con i suoi moduli: NIR, spettrometro nel vicino infrarosso; MIR, nel medio infrarosso; TIRVIM, nel lontano infrarosso; BE, modulo di gestione. Fonte, ESA.

L’atmosfera marziana è dominata dall’anidride carbonica (95,32%), mentre l’ozono, come sulla Terra, è presente nell’alta atmosfera dove funge da schermo per le radiazioni. In passato altre missioni robotiche ne hanno rilevato la presenza nell’ultravioletto, ma mai con la precisione e sensibilità di ACS che, lavorando su tre canali ha la capacità di analizzare i componenti dell’atmosfera nel vicino (0,7 – 1,7 µm), medio (2,2 – 4,4 µm) e lontano infrarosso (1,7 – 17 µm).

Il mistero del metano

Uno degli obbiettivi primari di TGO è sicuramente la caratterizzazione del metano atmosferico che, come sulla Terra, può essere indicativo di attività biologica e geologica.
Sulla Terra la concentrazione del metano atmosferico è pari a 1800 parti per miliardo in volume (ppmv), di cui il 95% deriva da processi biologici (batteri, allevamenti animali e attività umane). Il 5% restante è stato prodotto milioni o miliardi di anni fa, rimasto intrappolato nel sottosuolo e liberato da eventi geologici. Dato che il metano, distrutto dalla radiazione solare, ha una vita di poche centinaia di anni, la sua presenza è indice di processi relativamente recenti.

Infografica con tutte le passate misurazioni del metano nell’atmosfera marziana. Credit: ESA.

Le rilevazioni passate del metano marziano hanno dato risultati controversi, la sua presenza è risultata sporadica e molto variabile nel luogo di misurazione e nel tempo.
I risultati forniti da TGO in questi due anni sono i più accurati e globali mai ottenuti e indicano un limite superiore di 0,05 ppmv, fino a 100 volte inferiore ai valori registrati in passato.

Il metano potrebbe essere prodotto all’interno del pianeta e la sua migrazione e fuoriuscita nell’atmosfera potrebbe avvenire solo in certe zone geologicamente idonee, specialmente dove esistono faglie e fratture nelle rocce.

Schema ipotetico del ciclo del metano su Marte. Credit: ESA.

Secondo Aleksandr Trochimovskij, dell’Istituto Russo di Ricerche Spaziali, rilevare la firma dell’anidride carbonica e dell’ozono dove ci si aspettava il metano è decisamente una svolta.
«Questo potrebbe chiarire le precedenti e divergenti misurazioni del metano nell’atmosfera marziana».
Al posto di disputarsi la bontà dei diversi valori registrati, il team di ricerca di TGO e delle altre sonde precedenti avranno quindi la possibilità di riprendere i dati passati e analizzarli alla luce di queste due nuove scoperte.

Fonte: ESA.

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Simone Montrasio

Appassionato di astronautica fin da bambino, gli studi e il lavoro mi hanno tenuto occupato nel settore chimico industriale fino al 2011 quando ho deciso di cambiare completamente vita e dedicarmi alla campagna. Collaboro felicemente con AstronautiNEWS dalla sua fondazione con una pausa sabbatica tra il 2011 e il 2013.