Un processo che può far sparire il metano atmosferico da Marte
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Uno dei più fitti misteri marziani riguarda le impennate e le rapide sparizioni di metano in atmosfera. Il tutto potrebbe essere legato all'erosione del vento.


Fonte Jan Thøgersen et al, Light on windy nights on Mars: A study of saltation-mediated ionization of argon in a Mars-like atmosphere, Icarus (2019)


Simulazione dell'erosione del vento su Marte. L'ampolla contiene particelle di olivina e una atmosfera simile a quella marziana. Scuotendo l'ampolla i ricercatori simulano l'azione del vento generando piccoli salti dei grani di sabbia sulla superficie. La frizione delle particelle crea cariche elettriche e la stella gialla mostra la perdita di un elettrone da parte dell'argon. Le cariche elettriche causano un bagliore come mostrato nelle figure laterali. Crediti Mars Simulation Laboratory
Simulazione dell'erosione del vento su Marte. L'ampolla contiene particelle di olivina e una atmosfera simile a quella marziana. Scuotendo l'ampolla i ricercatori simulano l'azione del vento generando piccoli salti dei grani di sabbia sulla superficie. La frizione delle particelle crea cariche elettriche e la stella gialla mostra la perdita di un elettrone da parte dell'argon. Le cariche elettriche causano un bagliore come mostrato nelle figure laterali. Crediti Mars Simulation Laboratory

Quindici anni fa Marte regalò la prima misurazione di metano i cui fenomeni di produzione sono ancora oggetto di dibattito, noché un mistero. Il metano può avere origine biologica, come sulla Terra, ma su Marte le cose stanno diversamente. A infittire il mistero, le misurazioni di metano mostrano a volte picchi rilevanti, soprattutto nei dati di Curiosity, mentre dall'orbita la sonda TGO di ExoMars non è ancora riuscita a misurare alcuna abbondanza.

Questo alternarsi di misurazioni è reale ma il processo alla base resta da scoprire. Il meccanismo più ovvio è legato a processi fotochimici legati alla radiazione in ultravioletto , ma non può spiegare la rapida sparizione del metano

Una nuova ricerca propone un nuovo meccanismo in grado di spiegare la rimozione di metano in atmosfera marziana, basandosi su un lavoro multidisciplinare legato all'erosione del vento sui minerali. Il tutto è stato testato in laboratori in grado di riprodurre le condizioni marziane. I basalti e altri solidi possono essere ossidati mentre i gas possono essere ionizzati dai processi di erosione. Il metano ionizzato reagisce poi con minerali superficiali legandosi a essi. Un atomo di carbonio, come il gruppo metilico del metano, si lega direttamente all'atomo di silicio in plagioclasio, componente dominante nel materiale superficiale marziano.

Tutto questo può spiegare anche la perdita di metano su Marte: il meccanismo è più efficiente dei processi fotochimici e il metano potrebbe essere rimosso dall'atmosfera nei tempi osservati e depositato sul suolo del pianeta rosso.

A tal proposito, ad Agosto 2019 un nuovo lavoro ha stimato per la prima volta la possibile produzione di metano indotta dall'abrasione delle rocce da parte del vento, giungendo alla conclusione di come sia molto improbabile che i livelli osservati in atmosfera possano essere spiegati da questo processo. L'erosione del vento può rilasciare il metano intrappolato dalle rocce ma i dati disponibili sostengono come il processo esaminato sia poco efficiente, non tanto da giustificare le quantità osservate. Resterebbero in piedi altri processi come la reazione tra radiazione ultravioletta e materiale organico di origine meteoritica o le reazioni idrotermali con l'olivina, la degradazione organica per impatto di corpi celesti minori o il rilascio di gas da composti idrati, ma anche l'azione del vento non può essere esclusa sulla base di un solo lavoro quindi sarà da indagare ulteriormente (Scientific Reports “Aeolian abrasion of rocks as a mechanism to produce methane in the Martian atmosphere” - di E. Safi et al.)

I dati di TGO (Trace Gas Orbiter) di ExoMars e del rover Curiosity hanno consentito di ridefinire la stima del metano atmosferico in un lavoro della York University in Canada, lavoro che ha evidenziato con maggior precisione i cambiamenti nel tempo delle concentrazioni rilevate. Un anno fa apparve evidente come le quantità cambiassero ciclicamente con le stagioni mentre il lavoro più recente calcola un numero singolo per infiltrazioni di metano misurato nel cratere Gale. 2.8 chilogrammi per giorno marziano (sol). Questo andrebbe a riconciliare anche i dati del TGO con quelli di Curiosity, mostrando come le concentrazioni siano più basse durante il giorno e significativamente più alte la notte (ohn E. Moores et al. - "The methane diurnal variation and micro‐seepage flux at Gale crater, Mars as constrained by the ExoMars Trace Gas Orbiter and Curiosity observations"Geophysical Research Letters - 2019).