- Pubblicato Mercoledì, 17 Dicembre 2014 07:43
- Scritto da Elisabetta Bonora
Il 2014 sta per finire ed anche per la scienza è tempo di tirar le somme. In questo periodo a San Francisco si sta svolgendo l'AGU (American Geophysical Union) Fall Meeting, il consueto incontro annuale durante il quale gli scienziati presentano gli ultimi risultati. Per cui, preparatevi, i prossimi giorni saranno ricchi di novità e molti nuovi documenti verranno alla luce. Iniziamo da Curiosity, che ha rilevato picchi di metano nel cratere Gale ed altre molecole organiche nei campioni di roccia marziana prelevati con braccio robotico.
Il metano è una sostanza chimica organica, potenziale indicatore di attività biologica, formata da un atomo di carbonio e 4 di idrogeno (CH4).
E' l'idrocarburo più abbondante nel nostro Sistema Solare ed è presente nelle atmosfere di diversi pianeti e satelliti. Sulla Terra il 90-95 % di metano atmosferico è prodotto biologicamente, sia da fonti esistenti che fossili, ed è facile da identificare e quantificare con sicurezza utilizzando metodi spettroscopici.
Di conseguenza, eventuali tracce di metano su Marte potrebbero essere buon segnale della presenza di forme di vita primitive.
Se il metano c'è o non c'è su Marte e da cosa sia prodotto è un annoso dibattito che dura da oltre 30 anni.
Tutto iniziò con i contestati risultati delle missioni Viking della NASA sui quali ancora si discute ma questo gas fu osservato anche con orbiter e telescopi terrestri.
Ad esempio, 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 significati durante il periodo estivo nel polo nord.
L'Infrared Telescope Facility (IRTF) e il telescopio Keck-2, sulla sommità del vulcano Mauna Kea nelle isole Hawaii, aveva osservato discrete fonti di metano nelle regioni Terra Sabae, Nili Fossae e Syrtis Major.
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 attività geotermica residua (Tharsis e Elysium) e forte idratazione (Arabia Terrae). E la ricerca continua con l'orbiter indiamo MOM, arrivato in orbita intorno al Pianeta Rosso nel mese di settembre, con un sensore metano per misurare i livelli atmosferici e proseguirà nel 2016 con la sonda dell'ESA Trace Gas Orbiter (TGO) parte della missione ExoMars, che resterà nell'orbita di Marte per studiare la presenza di metano ed altri gas nell'atmosfera del pianeta.
A settembre 2013, le analisi del SAM (Sample Analysis at Mars) di Curiosity, sui campioni di aria marziana ingerita durante i primi sol di missione (la notte dei sol 79 , 81 , 106 , 292 , e 313 e il giorno del sol 306) non lasciavano molte speranze, confermando i primissimi dati rilevati poco dopo l'atterraggio ad agosto 2012. Ora, però, nella storia sembra esserci un colpo di scena.
I nuovi risultati si basano su una dozzina di campioni atmosferici fiutati dal SAM negli ultimi 20 mesi: a fine 2013 e all'inizio del 2014, quattro misurazioni hanno mostrato valori medi di sette parti per miliardo, mentre le letture consuete sono solo un decimo di tale livello.
Metano rilevato dal Tunable Laser Spectrometer (TLS) della suite Sample Analysis at Mars (SAM) di Curiosity.
Il grafico copre un arco di tempo da agosto 2012 a settembre 2014, sull'asse orizzontale è rappresentato il numero di sol (giorni marziani) - credit: NASA/JPL-Caltech
"Questo aumento temporaneo del metano, un forte picco e poi di nuovo giù, ci dice che ci deve esserci qualche fonte relativamente localizzata", spiegano Sushil Atreya dell'Università del Michigan, Ann Arbor e il team scientifico della missione. "Ci sono molte fonti possibili, biologiche o non biologiche, come l'interazione tra acqua e roccia".
Curiosity ha rilevato anche altre sostanze chimiche organiche nel campione di roccia marziana prelevato a Cumberland, la prima conferma definitiva della presenza di sostanze organiche sulla superficie del pianeta.
In alto, esempi delle analisi del SAM sui campioni prelevati a Cumberland, a confronto con i dati rilevati in assenza di materiale roccioso, in basso. Le posizioni etichettate da 1 a 8 mostrano gli evidenti picchi di sostanze organiche presenti nel campione - credit: NASA/JPL-Caltech
Cumberland si trovava a 2,75 metri ad ovest di John Klein, dove il rover aveva eseguito la sua prima perforazione, nel pavimento della depressione di Yellowknife Bay, una zona del cratere Gale che testimonia diversi periodi "bagnati" e ambienti potenzialmente abitabili nella storia del pianeta.
I primi risultati su Cumberland furono presentati esattamente un anno fa, in occasione dell'AGU 2013.
Tuttavia, è da tener presente che i composti organici marziani potrebbero essersi formati direttamente sul pianeta o essere stati consegnati dai meteoriti ed inoltre, le molecole organiche contenenti carbonio ed idrogeno che rappresentano di solito i blocchi chimici della vita, potrebbero esistere anche in sua assenza.
Questi risultati, quindi, "non confermano la presenza di vita microbica su Marte passata o presente, ma possono far luce sulla chimica attiva oggi sul Pianeta Rosso e sulle condizioni di abitabilità passata", si legge nel report della NASA.
"Possiamo imparare di più sulla chimica attiva che causa tali fluttuazioni di metano nell'atmosfera? Possiamo scegliere obiettivi di roccia dove potrebbero essere conservati elementi organici identificabili?", si chiede John Grotzinger, scienziato del team presso il California Institute of Technology di Pasadena (Caltech).
I ricercatori hanno lavorato molti mesi per determinare se il materiale organico rilevato nel campione di Cumberland era veramente marziano, ricorderete infatti che quando il SAM sniffò il primo campione di aria su Marte, i ricercatori trovarono forti tracce di metano proveniente, però, dall'aria della Florida, cioè da una contaminazione pre-lancio. In questo caso, invece, i risultati sembrano confermati e gli scienziati sono abbastanza sicuri che i dati siano "autoctoni". Inoltre, identificare sostanze chimiche organiche nei campioni di terreno e roccia è complicato dalla presenza di perclorati che ne alterano la struttura.
"Questa prima conferma di carbonio organico in una roccia su Marte molto promettente", ha dichiarato Roger Summons del Massachusetts Institute of Technology di Cambridge. "La sfida ora è quella di trovare altre rocce al Monte Sharp che potrebbero contenere scorte più ampie di composti organici".
Il SAM ha anche analizzato gli isotopi di idrogeno delle molecole di acqua rimaste bloccate nel campione di roccia per miliardi di anni, ottenendo informazioni sulla storia del pianeta.
I dati ricavati dalle analisi del deuterio, un isotopo pesante dell'idrogeno che, a differenza di quest'ultimo, sfugge più difficilmente dal pianeta, mostrano che Marte deve aver perso gran parte della sua acqua prima che il fondale del Gale si formasse e continuò a perderne molta anche nei periodi successivi.
Il rapporto deuterio - idrogeno delle molecole d'acqua contenute nell'atmosfera o rimaste intrappolate nelle rocce permette ai ricercatori di andare indietro nel tempo e di studiare la storia del pianeta. Altri indizi possono arrivare dai meteoriti marziani trovati sulla Terra.
Il rapporto trovato da Curiosity nel campione di Cumberland è circa la metà del rapporto in vapore acqueo presente nell'odierna atmosfera marziana, suggerendo che molta acqua deve essere andata persa da quando quella roccia si è formata, ma è comunque un rapporto circa tre volte maggiore di quello che deve esser stato il quantitativo dell'acqua originariamente disponibile sul pianeta, calcolato supponendo che Marte e la Terra devono esser stati molto simili almeno all'inizio. La maggior parte di acqua perciò sarebbe andata persa già prima della formazione di Cumberland, che ha un'età compresa tra i 3.860 a 4.560 milioni di anni.
Ora, Curiosity si sta muovendo a Pahrump Hills, alla pendici del Monte Sharp, dove strati rocciosi altamente stratificati potrebbero svelare ancora molto sulla storia passata di Marte.
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