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. Credito:ESA
L'ESA-Roscosmos Trace Gas Orbiter ha fissato nuovi limiti massimi su quanto metano, etano, etilene e fosfina si trovano nell'atmosfera marziana, quattro cosiddetti gas "biomarcatori" che sono potenziali segni di vita.
La ricerca di biomarcatori su Marte è uno degli obiettivi principali dell'ExoMars Trace Gas Orbiter. Un biomarcatore chiave di interesse è il metano, poiché gran parte del metano trovato sulla Terra è prodotto da esseri viventi o attività geologica, e quindi lo stesso potrebbe essere vero per Marte.
Il "mistero del metano" su Marte è in corso da molti anni, con risultati contraddittori da missioni tra cui Mars Express dell'ESA e il rover Curiosity della NASA che catturano picchi sporadici ed esplosioni di gas nell'atmosfera di Marte, fluttuazioni sia in orbita che sulla superficie del pianeta, segni del gas che variano con le stagioni, o non osservando affatto il metano.
Stime precedenti da Marte e missioni terrestri vanno da 0,2 fino a 30 parti per miliardo in volume (ppbv), indicando fino a 30 molecole di metano per miliardo di molecole. Per riferimento, il metano è presente nell'atmosfera terrestre a quasi 2000 ppbv.
Però, i primi risultati del Trace Gas Orbiter, segnalato nell'aprile 2019, non ho trovato metano, calcolando invece che, se presente, il gas deve avere una concentrazione massima di appena 0,05 ppbv.
"Ora abbiamo utilizzato il Trace Gas Orbiter per perfezionare ulteriormente il limite superiore per il metano su Marte, questa volta raccogliendo dati per oltre 1,4 anni marziani, 2,7 anni terrestri, " dice Franck Montmessin di LATMOS, Francia, Co-Principal Investigator dell'Atmospheric Chemistry Suite (ACS) di Trace Gas Orbiter e autore principale di uno dei tre nuovi articoli sui biomarcatori marziani.
"Non abbiamo trovato alcun segno del gas, suggerendo che la quantità di metano su Marte è probabilmente anche inferiore a quanto suggeriscono le stime precedenti".
Poiché gli strumenti dell'orbiter sono altamente sensibili, se il metano è presente, deve essere in abbondanza inferiore a 0,05 ppbv e più probabilmente inferiore a 0,02 ppbv, dicono Franck e colleghi. Gli scienziati hanno anche cercato tracce di metano intorno alla casa di Curiosity, cratere di burrasca, e non ho trovato niente, nonostante il rover vi segnalasse la presenza di metano.
"La curiosità misura proprio sulla superficie di Marte mentre l'orbiter effettua misurazioni a pochi chilometri sopra, quindi la differenza tra questi due risultati potrebbe essere spiegata da qualsiasi metano intrappolato nella bassa atmosfera o nelle immediate vicinanze del rover, "aggiunge Franck.
L'ExoMars Trace Gas Orbiter ha fissato nuovi limiti massimi per il metano, etano, etilene e fosfina nell'atmosfera marziana, trovando pochissime prove della loro esistenza. I gas sono spesso associati a processi biologici o geologici, quindi capire se sono presenti o meno su un altro pianeta è la chiave per capire quali processi possono o meno essere attivi su Marte oggi. Credito:ESA
L'apparente mancanza di metano marziano segnalata da Franck e colleghi è supportata da un documento che utilizza i dati dello strumento NOMAD (Nadir Occultation MArs Discovery) dell'orbiter, di nuovo nell'arco di un intero anno marziano e alla ricerca di metano e altri due biomarcatori.
"Non abbiamo trovato nemmeno traccia di metano su Marte, e imposta un limite superiore di 0,06 ppbv, che concorda con i risultati iniziali di TGO utilizzando ACS, ", afferma l'autrice principale del giornale Elise Wright Knutsen, precedentemente al Goddard Space Flight Center della NASA, NOI., e ora a LATMOS, Francia. "Oltre alla ricerca del metano globale, abbiamo anche cercato pennacchi localizzati in oltre 2000 località del pianeta e non abbiamo rilevato nulla, quindi se il metano viene rilasciato in questo modo, deve essere sporadico."
Accanto al metano, Elise e colleghi hanno cercato altri due potenziali gas biomarcatori:etano ed etilene. Queste molecole dovrebbero formarsi dopo che il metano è stato scomposto dalla luce solare, e quindi sono entusiasmanti sia di per sé che nel contesto della nostra caccia al metano. Anche le molecole di etano ed etilene hanno una vita breve, il che significa che se si trovano in un'atmosfera planetaria devono essere stati rilasciati di recente o creati tramite un processo in corso. Questo li rende ottimi traccianti di possibili attività biologiche o geologiche.
"Questi sono i primi risultati di ExoMars a caccia di questi due gas, " dice Elise. "Neanche noi abbiamo rilevato, e quindi impostare limiti superiori per etano ed etilene a 0,1 e 0,7 ppbv, rispettivamente:basso, ma superiore ai nostri limiti per il metano."
L'orbiter è stato anche a caccia di fosfina, un gas che ha causato uno splash e un'enorme controversia l'anno scorso quando è stato presumibilmente rilevato su Venere. La maggior parte della fosfina sulla Terra è prodotta biologicamente, rendendolo un biomarcatore emozionante nelle atmosfere dei pianeti terrestri.
"Non abbiamo trovato alcun segno di fosfina su Marte, " dice Kevin Olsen dell'Università di Oxford, UK, e autore principale dello studio sulla fosfina. "I nostri limiti superiori sono simili per quelli di etano ed etilene, tra 0,1 e 0,6 ppbv".
La ricerca della vita su Marte, o le sue firme persistenti, è un obiettivo centrale del programma ExoMars, e la caccia ai biomarcatori in particolare è un obiettivo primario del Trace Gas Orbiter. Il prossimo rover ExoMars Rosalind Franklin, il cui lancio è previsto nel 2022, completerà la caccia di TGO ai biomarcatori scavando nella superficie marziana; i campioni sotterranei possono avere maggiori probabilità di trattenere i biomarcatori, poiché il materiale è schermato dal duro ambiente di radiazioni dello spazio.
"Se i biomarcatori vengono rilevati o meno, questi risultati sono importanti per la nostra comprensione di quali processi si verificano, e quali no, nell'atmosfera marziana:informazioni essenziali quando si considera dove concentrare la nostra continua indagine su Marte, " aggiunge Håkan Svedhem, Project Scientist dell'ESA per l'ExoMars Trace Gas Orbiter.
"Rimangono molte domande chiave, ad esempio perché Curiosity vede metano al cratere Gale, mentre non ne troviamo nessuno in orbita? Potrebbe questo metano provenire da qualche altra parte, o si trovano solo in particolari luoghi del pianeta, o potrebbe un processo inaspettato distruggere il metano presente prima che possiamo rilevarlo?
Sarà emozionante continuare a lavorare in collaborazione con missioni come i rover Curiosity e Rosalind Franklin, entrambi hanno punti di vista completamente diversi da un orbiter, per definire davvero ciò che sta accadendo in questo misterioso ambiente planetario."
