L'atmosfera di Marte è composta per il 95% di anidride carbonica, 3% di azoto, 1,6% di argon e contiene piccole quantità di ossigeno e acqua, oltre a tracce di metano. Il metano – anche se in piccola percentuale – potrebbe essere il più intrigante perché la fonte di questo gas di brevissima vita rimane un mistero. E il mistero è appena diventato un po' più sconcertante, poiché la vita del metano nell'atmosfera di Marte sembra essere ancora più breve di quanto gli scienziati avessero inizialmente pensato. Utilizzando le osservazioni del Mars Global Surveyor - che ha funzionato in orbita per quasi dieci anni - un gruppo di scienziati italiani ha determinato che il metano nell'atmosfera di Marte dura meno di un anno.
Gli scienziati Sergio Fonti (Università del Salento) e Giuseppe Marzo (NASA Ames) hanno riportato le loro scoperte sull'evoluzione del metano in tre anni marziani al Congresso Europeo di Scienze Planetarie a Roma.
'Nell'atmosfera marziana sono presenti solo piccole quantità di metano, provenienti da fonti molto localizzate', ha detto Fonti. “ Abbiamo esaminato i cambiamenti nelle concentrazioni del gas e abbiamo scoperto che ci sono variazioni stagionali e anche annuali. La fonte del metano potrebbe essere l'attività geologica o potrebbe essere biologica - non possiamo dirlo a questo punto. Tuttavia, sembra che il limite superiore per la durata del metano sia inferiore a un anno nell'atmosfera marziana”.
I livelli di metano sono più alti in autunno nell'emisfero settentrionale, con picchi localizzati di 70 parti per miliardo, sebbene il metano possa essere rilevato in gran parte del pianeta in questo periodo dell'anno. C'è una forte diminuzione in inverno, con solo una debole fascia tra 40-50 gradi nord. Le concentrazioni ricominciano a crescere in primavera e aumentano più rapidamente in estate, diffondendosi su tutto il pianeta.
'Una delle cose interessanti che abbiamo scoperto è che in estate, sebbene il modello di distribuzione generale sia più o meno lo stesso dell'autunno, ci sono in realtà livelli più elevati di metano nell'emisfero meridionale. Ciò potrebbe essere dovuto alla circolazione naturale che si verifica nell'atmosfera, ma deve essere confermato da appropriate simulazioni al computer', ha affermato Fonti.
In alto: Mappa delle concentrazioni di metano in autunno (primo anno marziano osservato). Le emissioni di picco cadono su Tharsis (sede del vulcano più grande del Sistema Solare, l'Olympus Mons), le pianure dell'Arabia Terrae e la regione dell'Elysium, anche il sito dei vulcani. In basso: mappa a colori reali di Marte. Crediti: NASA/Università del Salento
Ci sono tre regioni nell'emisfero settentrionale dove le concentrazioni di metano sono sistematicamente più alte: Tharsis ed Elysium, le due principali province vulcaniche, e Arabia Terrae, che ha alti livelli di ghiaccio d'acqua sotterranea. I livelli sono più alti su Tharsis, dove potrebbero essere in corso processi geologici, incluso il magmatismo, l'attività idrotermale e geotermica.
“È evidente che le concentrazioni più elevate sono associate alle stagioni più calde e ai luoghi in cui sono presenti condizioni geologiche – e quindi biologiche – favorevoli come l'attività geotermica e la forte idratazione. La maggiore energia disponibile in estate potrebbe innescare il rilascio di gas da processi geologici o focolai di attività biologica', ha affermato Fonti.
Anche i meccanismi per rimuovere il metano dall'atmosfera non sono chiari. I processi fotochimici non abbatterebbero il gas abbastanza rapidamente da corrispondere alle osservazioni. Tuttavia, i processi guidati dal vento possono aggiungere forti ossidanti all'atmosfera, come il perclorato di sale altamente reattivo, che potrebbe assorbire il metano molto più rapidamente.
Gli anni marziani sono quasi il doppio degli anni terrestri. Il team ha utilizzato le osservazioni del Thermal Emission Spectrometer (TES) su Mars Global Surveyor tra luglio 1999 e ottobre 2004. Il team ha studiato una delle caratteristiche spettrali del metano in quasi 3 milioni di osservazioni TES, calcolando la media dei dati per eliminare il rumore.
'Il nostro studio è la prima volta che i dati di uno spettrometro orbitante sono stati utilizzati per monitorare il metano per un lungo periodo', ha detto Fonti. “L'enorme set di dati TES ci ha permesso di seguire il ciclo del metano nell'atmosfera marziana con una precisione e una completezza senza precedenti. Le nostre osservazioni saranno molto utili per vincolare le origini e il significato del metano marziano».
Il metano è stato rilevato per la prima volta nell'atmosfera marziana da telescopi terrestri nel 2003 e confermato un anno dopo dalla sonda spaziale Mars Express dell'ESA. L'anno scorso, le osservazioni utilizzando telescopi terrestri hanno mostrato la prima prova di un ciclo stagionale.