La ricerca di vita su Marte e il mistero del metano
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 riveste un ruolo di primo piano. Questo gas, composto da un atomo di carbonio e quattro di idrogeno, è infatti considerato una biofirma, ovvero un segno potenzialmente associato alla 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. Le concentrazioni di questo gas sembrano variare stagionalmente e anche nell’arco della giornata, un fenomeno che ha suscitato dibattito nella comunità scientifica, soprattutto perché l’orbiter dell’ESA ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) non ha rilevato metano a quote medio-alte.
Queste discrepanze nelle misurazioni potrebbero essere spiegate da processi di migrazione ed emissione del metano verso la superficie di natura episodica, seguiti da una rapida distruzione del gas. Ma come si spiegano queste emissioni episodiche? E come si conciliano le variazioni atmosferiche del metano con un possibile meccanismo di trasporto dal sottosuolo?
Il pompaggio barometrico: una possibile spiegazione
Un team di ricercatori del Los Alamos National Laboratory (LANL) ha cercato di rispondere a queste domande attraverso la simulazione del trasporto di metano dal sottosuolo all’atmosfera, utilizzando potenti supercalcolatori. Il meccanismo proposto è quello del pompaggio barometrico, che prevede il rilascio di gas sotto la spinta di fluttuazioni della pressione atmosferica.
Il ruolo dei sistemi meteorologici
John P. Ortiz, ricercatore al LANL e primo autore dello studio pubblicato sulla rivista Journal of Geophysical Research – Planets, spiega che i sistemi meteorologici sono associati a cambiamenti nella pressione atmosferica. Questi cambiamenti possono influenzare anche i terreni e le rocce sottostanti, spingendo o estraendo gas dalle fratture geologiche attraverso il fenomeno del pompaggio barometrico.
La simulazione del trasporto di metano
Nello studio, i ricercatori hanno simulato il trasporto di metano e hanno modellato l’adsorbimento delle molecole del gas sulla superficie delle fratture della roccia marziana al variare della temperatura. Hanno poi valutato la quantità di metano che si mescola in uno strato limite planetario simulato.
Le abbondanze di metano modellate sono controllate da due fattori: il trasporto sotterraneo guidato dal pompaggio barometrico e la dinamica dello strato limite planetario.
I risultati delle simulazioni
I risultati delle simulazioni sono compatibili con emissioni di metano nell’atmosfera che si verificano nella stagione estiva all’emisfero Nord di Marte, appena prima dell’alba. Questi dati confermano le osservazioni del rover Curiosity, che ha rilevato variazioni stagionali e giornaliere nei livelli del gas.
L’emissione di metano nei modelli è cambiata anche in base alla dimensione delle fratture del sottosuolo, suggerendo che le variazioni di metano nel cratere Gale siano influenzate dall’interazione tra la geologia del sottosuolo e le condizioni atmosferiche.
Le proposte per future misurazioni
Per testare 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 (TLS) a bordo di Curiosity. Suggeriscono due opzioni di misurazione, una a metà/tarda mattinata e una in prima serata, che potrebbero confermare o smentire l’influenza del pompaggio atmosferico.
I ricercatori concludono che queste finestre temporali offrono le migliori possibilità di vincolare la tempistica delle fluttuazioni del metano e, si spera, di avvicinarsi alla comprensione della sua provenienza su Marte.
In conclusione, la ricerca di vita su Marte passa anche attraverso la comprensione dei meccanismi che regolano la presenza e la distribuzione del metano nell’atmosfera del pianeta. Il pompaggio barometrico potrebbe essere la chiave per risolvere il mistero delle fluttuazioni di questo gas e, forse, per avvicinarci alla scoperta di forme di vita sul Pianeta Rosso.
