Questo grafico riassume significativi tentativi di misurazione del metano su Marte. Rapporti di metano sono stati fatti da telescopi terrestri, Mars Express dell'ESA dall'orbita attorno a Marte, e Curiosity della NASA situato sulla superficie del cratere Gale; hanno anche riportato tentativi di misurazione senza o con pochissimo rilevamento di metano. Più recentemente, l'ESA-Roscosmos ExoMars Trace Gas Orbiter ha riportato l'assenza di metano, e ha fornito un limite superiore molto basso. Per conciliare la gamma dei risultati, che mostrano variazioni sia nel tempo che nel luogo, gli scienziati devono comprendere meglio i diversi processi che agiscono per creare e distruggere il metano. Credito:Agenzia spaziale europea
Nel mese di giugno, Il rover Curiosity della NASA ha riportato la più alta esplosione di metano mai registrata, ma né il Mars Express dell'ESA né l'ExoMars Trace Gas Orbiter hanno registrato alcun segno del gas illusorio, nonostante sorvolino la stessa posizione in un momento simile.
Il metano è di tale fascino perché sulla Terra una grande proporzione è generata da esseri viventi. È noto che il metano ha una durata di diverse centinaia di anni prima di essere scomposto dalla radiazione solare, quindi il fatto che sia stato rilevato su Marte suggerisce che sia stato rilasciato nell'atmosfera di recente, anche se il gas stesso è stato generato miliardi di anni fa.
Il mistero del metano su Marte ha avuto molti colpi di scena negli ultimi anni con rilevamenti inaspettati e non rilevamenti. All'inizio di quest'anno è stato riferito che il Mars Express dell'ESA aveva rilevato una firma che corrispondeva a uno dei rilevamenti di Curiosity all'interno del cratere Gale.
Un recente picco di Curiosity, misurato il 19 giugno 2019, e il più alto ancora a 21 ppbv, si aggiunge al mistero perché l'analisi preliminare suggerisce che Mars Express non ne ha rilevate in questa occasione. (Per confronto, la concentrazione di metano nell'atmosfera terrestre è di circa 1800 ppbv, il che significa che per ogni miliardo di molecole in un dato volume, 1800 sono metano.)
Le misurazioni di Mars Express sono state effettuate durante il giorno marziano circa cinque ore dopo le misurazioni notturne di Curiosity; anche i dati raccolti da Mars Express oltre un giorno prima non hanno rivelato alcuna firma. Nel frattempo le letture di Curiosity erano tornate ai livelli di fondo quando sono state effettuate ulteriori misurazioni nei giorni successivi.
La tecnica di misurazione Mars Express che consente di dedurre i dati fino alla superficie marziana con il suo limite di rilevamento di circa 2 ppbv.
L'ESA-Roscosmos Trace Gas Orbiter (TGO), il rivelatore più sensibile per i gas in tracce su Marte, inoltre non ha rilevato alcun metano mentre volava nelle vicinanze nei pochi giorni prima e dopo il rilevamento di Curiosity.
Questo grafico mostra alcuni dei possibili modi in cui il metano può essere aggiunto o rimosso dall'atmosfera. Una possibilità interessante è che il metano sia generato dai microbi. Se sepolto sottoterra, questo gas potrebbe essere immagazzinato in formazioni di ghiaccio a struttura reticolare note come clatrati, e rilasciato nell'atmosfera molto più tardi. Il metano può anche essere generato da reazioni tra anidride carbonica e idrogeno (che, a sua volta, può essere prodotto dalla reazione di acqua e rocce ricche di olivina), per degassamento magmatico profondo o per degradazione termica di materia organica antica. Ancora, questo potrebbe essere immagazzinato nel sottosuolo e degassato attraverso crepe nella superficie. Il metano può anche rimanere intrappolato in sacche di ghiaccio poco profondo, come il permafrost stagionale. La radiazione ultravioletta può sia generare metano – attraverso reazioni con altre molecole o materiale organico già in superficie, come la polvere di cometa che cade su Marte e la scompone. Reazioni ultraviolette nell'alta atmosfera (sopra i 60 km) e reazioni di ossidazione nella bassa atmosfera (sotto i 60 km) trasformano il metano in anidride carbonica, idrogeno e vapore acqueo, e porta a una vita della molecola di circa 300 anni. Il metano può anche essere rapidamente distribuito in tutto il pianeta dalla circolazione atmosferica, diluendo il suo segnale e rendendo difficile l'identificazione delle singole fonti. A causa della durata della molecola quando si considerano i processi atmosferici, qualsiasi rilevamento odierno implica che sia stato rilasciato relativamente di recente. Credito:Agenzia spaziale europea
Generalmente, TGO è in grado di misurare parti per trilione di livelli e di accedere fino a circa 3 chilometri di altitudine, ma questo può dipendere da quanto è polverosa l'atmosfera. Quando le misurazioni sono state effettuate a basse latitudini il 21 giugno 2019, l'atmosfera era polverosa e nuvolosa, risultando in misurazioni che accedono a 20-15 km sopra la superficie con un limite superiore di 0,07 ppbv.
La mancanza globale di metano registrata da TGO si aggiunge al mistero generale, e corroborare i risultati dei diversi strumenti tiene impegnate tutte le squadre.
"Prendere insieme i risultati suggerisce che l'ultimo picco misurato da Curiosity è stato di breve durata, meno di un giorno marziano, e probabilmente locale, "dice Marco Giuranna, ricercatore principale per lo spettrometro planetario di Fourier a bordo di Mars Express che viene utilizzato per rilevare il metano.
"La curiosità ha misurato il metano di notte, e se è stato rilasciato in quel momento, ci aspetteremmo che sia rimasto intrappolato vicino alla superficie fino all'alba prima di essere rapidamente mescolato e trasportato via. Di conseguenza, non ci sarebbe alcuna possibilità che venga rilevato da Mars Express o TGO.
"A confronto, il picco che abbiamo misurato insieme nel 2013 deve essere stato di durata più lunga o più intenso alla sua fonte, che crediamo fosse al di fuori del cratere Gale, tale da poter essere rilevato anche dal nostro strumento su Mars Express".
Le squadre stanno continuando a esaminare l'influenza della circolazione atmosferica tra il giorno e la notte, e se la posizione di Curiosity all'interno di un cratere da impatto gioca un ruolo. Stanno anche studiando il modo in cui il metano viene distrutto, nel caso in cui il gas venga nuovamente assorbito dalle rocce superficiali prima di essere diffuso più ampiamente nell'atmosfera.
"Combinare le osservazioni dalla superficie e dall'orbita con future osservazioni coordinate ci aiuterà a capire il comportamento del metano nell'atmosfera, con non rilevazioni come quella di TGO che fornisce limiti massimi, vincoli e contesto importante, " aggiunge Håkan Svedhem, Scienziato del progetto TGO dell'ESA.
