Simulazione dell'erosione eolica su Marte. L'ampolla di quarzo contiene particelle di basalto olivina e un'atmosfera simile a Marte. Agitando l'ampolla, i ricercatori simulano la salatura generata dal vento, cioè. che il vento fa fare brevi salti ai granelli di sabbia sulla superficie. L'attrito delle particelle crea cariche elettriche, e la stella gialla illustra che un atomo di argon ha perso un elettrone. Le piccole cariche elettriche fanno brillare leggermente le particelle, come illustrato nelle quattro immagini a destra. Credito:Laboratorio di simulazione di Marte, Università di Aarhus
I processi alla base del rilascio e del consumo di metano su Marte sono stati discussi da quando il metano è stato misurato per la prima volta circa 15 anni fa. Ora, un gruppo di ricerca interdisciplinare dell'Università di Aarhus ha proposto un processo fisico-chimico precedentemente trascurato che può spiegare il consumo di metano.
Circa 15 anni fa, si poteva per la prima volta leggere del metano nell'atmosfera di Marte. Questo ha suscitato grande interesse, anche al di fuori degli ambienti scientifici, dal metano, sulla base della nostra conoscenza del metano sulla Terra, è considerata una bio-firma, cioè segni di attività biologica e quindi di vita.
Negli anni successivi, si potevano leggere articoli che riportavano alternativamente la presenza e l'assenza di metano. Questa variazione ha portato a dubbi sull'accuratezza delle prime misurazioni del metano. Recenti misurazioni del metano nell'atmosfera di Marte hanno ora dimostrato che la sua dinamica è abbastanza reale e il fatto che a volte si possano misurare solo concentrazioni molto basse è dovuto a un meccanismo irrisolto che fa sparire il metano dall'atmosfera e non a una misurazione errata.
Al momento non sono state individuate le fonti di metano né le cause della sua scomparsa. Soprattutto quest'ultimo, la rapida scomparsa del metano, manca una plausibile spiegazione meccanicistica. Il meccanismo più ovvio, ovvero la degradazione fotochimica del metano causata dalle radiazioni UV, non può spiegare la rapida scomparsa del metano, che è un prerequisito per spiegare la dinamica.
Erosione e chimica
I ricercatori di Aarhus hanno appena pubblicato un articolo sulla rivista Icaro in cui propongono un nuovo meccanismo che può spiegare la rimozione del metano su Marte. Per anni, il gruppo multidisciplinare su Marte ha studiato l'importanza dell'erosione dei minerali causata dal vento per la formazione di superfici reattive in condizioni simili a Marte. Per questo scopo, il gruppo di ricerca ha sviluppato apparecchiature e metodi per simulare l'erosione su Marte nei propri laboratori "terreni".
A base di minerali analoghi di Marte come basalto e plagioclasio, i ricercatori hanno dimostrato che questi solidi possono essere ossidati e i gas vengono ionizzati durante i processi di erosione. Così, il metano ionizzato reagisce con le superfici minerali e si lega ad esse. Il gruppo di ricerca ha dimostrato che l'atomo di carbonio, come il gruppo metilico del metano, si lega direttamente all'atomo di silicio in plagioclasio, che è anche un componente dominante del materiale della superficie di Marte.
Ciò che i ricercatori vedono in laboratorio potrebbe anche spiegare la perdita di metano su Marte. Con questo meccanismo, che è molto più efficace dei processi fotochimici, il metano potrebbe essere rimosso dall'atmosfera entro il tempo osservato e quindi depositato nel suolo di origine marziana.
Influisce sulla possibilità della vita
Il gruppo di ricerca ha inoltre dimostrato che queste superfici minerali possono portare alla formazione di sostanze chimiche reattive come perossido di idrogeno e radicali di ossigeno, che sono molto tossici per gli organismi viventi, incl. batteri.
I risultati del gruppo sono importanti per valutare la possibilità di vita sulla superficie di Marte o nelle sue vicinanze. In una serie di studi di follow-up, i ricercatori ora esamineranno cosa sta succedendo con il metano legato, e se il processo di erosione oltre ai gas nell'atmosfera cambia anche o addirittura rimuove completamente il materiale organico più complesso, che può avere origine su Marte stesso o è arrivato su Marte come parte di meteoriti.
I risultati hanno quindi un impatto sulla nostra comprensione della conservazione del materiale organico su Marte e quindi sulla questione fondamentale della vita su Marte, tra l'altro in connessione con l'interpretazione dei risultati del prossimo rover ExoMars, quale l'ESA dovrebbe atterrare su Marte nel 2021.
