Il mistero dell’ossigeno su Marte

Più lo conosciamo, meno lo comprendiamo. Marte continua a riservare sorprese ai ricercatori che lo stanno studiando grazie ai dati raccolti da Curiosity, il rover della NASA a zonzo nel Cratere Gale. In sei anni di attività- equivalenti a tre anni marziani- tra il 2012 e il 2017, il robottino ha “annusato” l’aria attorno a sé rilevando la concentrazione dei gas presenti. Così, per la prima volta nella storia dell’esplorazione spaziale, gli scienziati hanno potuto misurare i cambiamenti stagionali nella composizione dell’atmosfera di Marte. E sono rimasti senza parole.

IL ROVER DELLA NASA CURIOSITY

IL ROVER DELLA NASA CURIOSITY

Infatti, si sono accorti che l’ossigeno- il gas fondamentale per la respirazione delle creature sulla Terra- si comporta in un modo anomalo di difficile decifrazione. Come spiega un articolo pubblicato dal sito online dell’ente spaziale americano, le percentuali sono state rilevate dal mini-laboratorio chimico che Curiosity ingloba, denominato SAM- ovvero Sample Analysis at Mars. Come previsto, l’aria sopra il Cratere Gale (come nel resto del Pianeta Rosso) è composta per il 95% da anidride carbonica, per il 2,60% da azoto e poi via via da argon (1,9%), ossigeno (0,16%) e monossido di carbonio (0,06%). Ma a seconda delle stagioni e dei cambiamenti della pressione atmosferica, le concentrazioni variano.

A provocare questi mutamenti, è la CO2: quando d’inverno il gas si congela ai poli, si riduce la pressione in tutto il pianeta a seguito della ridistribuzione dell’aria per mantenere l’equilibrio. Al contrario,  quando l’anidride carbonica, nelle stagioni più calde, evapora e ritorna in forma gassosa, la pressione sul pianeta aumenta. Sulla base di questo processo, gli scienziati hanno verificato che azoto e argon calano o crescono seguendo un andamento stagionale in proporzione a quanta COè presente nell’aria. E si aspettavano che l’ossigeno facesse altrettanto.

L'ATMOSFERA DI MARTE È FORMATA PER IL 95% DA ANIDRIDE CARBONICA

L’ATMOSFERA DI MARTE È FORMATA PER IL 95% DA ANIDRIDE CARBONICA

Invece no: cresce del 30%  in primavera e in estate, per poi crollare a livelli più bassi in inverno. Uno schema che si è ripetuto ogni anno, nonostante la quantità di ossigeno aggiunta nell’atmosfera sia variabile, e che implica la presenza di qualcosa che ciclicamente lo produce e poi lo assorbe. «La prima volta che lo abbiamo visto siamo rimasti sconcertati», ha detto Sushil Atreya, professore di Clima e Scienze dello Spazio all’Università del Michigan e coautore dello studio pubblicato a novembre sulla rivista scientifica Journal of Geophysical Research. Per lui e per gli altri colleghi, è un vero enigma.

 Per prima cosa, hanno controllato (per tre volte) che non fosse un problema alle strumentazioni di Curiosity per misurare i gas, ma tutto è risultato perfettamente funzionante. Allora, hanno valutato la possibilità che a rilasciare ossigeno nell’aria fossero state, rompendosi, le molecole di COo di acqua. Ma l’ipotesi non regge: per avere quella percentuale di ossigeno extra, servirebbe il quintuplo dell’acqua presente su Marte, mentre l’anidride carbonica si rompe troppo lentamente per produrla in così poco tempo. Contemporaneamente, la scomparsa stagionale del prezioso gas è invece molto rapida e non può dipendere dall’azione dei raggi solari, che impiegherebbero una decina di anni per farlo.

L'ANDAMENTO ANOMALO DELLA QUAINTÀ DI OSSIGENO SU MARTE

L’ANDAMENTO ANOMALO DELLA QUANTITÀ DI OSSIGENO SU MARTE

«Ci stiamo scervellando per trovare una spiegazione», ammette Melissa Trainer, scienziata planetaria del Goddard Space Flight  Center della NASA, a capo della ricerca. «Il fatto che il comportamento dell’ossigeno non si ripete nello stesso modo esatto ogni stagione ci induce a pensare che non abbia a che fare con le dinamiche atmosferiche. Dovrebbe piuttosto avere una qualche origine chimica che al momento non abbiamo compreso». Il problema- che aggiunge mistero a mistero- è che le anomalie dimostrate dall’ossigeno vanno di pari passo con quelle del metano.

Anche questo gas è stato individuato dal “naso” ultrasensibile del rover, nonostante sia presente in una percentuale estremamente ridotta, pari allo 0.00000004%. Eppure, anche il metano sale e scende a seconda delle stagioni, fino ad aumentare del 60% in estate, senza una spiegazione plausibile. Anzi, talvolta segue lo stesso andamento dell’ossigeno, tanto che i ricercatori della NASA ipotizzano che la causa delle loro variazioni sia comune. «Stiamo iniziando a vedere questa stuzzicante correlazione tra i due gas per gran parte dell’anno marziano. Penso ci sia qualcosa sotto, ma non ho ancora le risposte. Nessuno ce le ha», ha detto il professor Atreya.

IL CRATERE MARZIANO CHE CURIOSITY STA ESPLORANDO

IL CRATERE MARZIANO CHE CURIOSITY STA ESPLORANDO

La probabile causa sarebbe di natura geologica: l’eccesso di ossigeno sarebbe generato dal sottosuolo marziano, ricco di elementi come il perossido di idrogeno e i perclorati, dai quali si possono liberare atomi di ossigeno. Ma, ancora una volta, i conti non tornano: secondo gli autori dello studio, per produrre la quantità del gas respirabile registrata nell’aria durante la bella stagione marziana solo attraverso l’irraggiamento del suolo, ci vorrebbe un milione di anni. Decisamente troppo. «Non siamo riusciti a trovare ancora un processo che produca la quantità di ossigeno necessaria, ma riteniamo che abbia comunque a che fare con il terreno, perché nell’atmosfera non ci sono atomi di ossigeno sufficienti per determinare quelle variazioni», spiega un altro ricercatore, Timothy McConnochie, dell’Università del Maryland.

Forse sarà possibile comprendere questo meccanismo, finora misterioso, con le prossime missioni programmate sul Pianeta Rosso, ovvero ExoMars dell’Agenzia Spaziale Europea e Mars 2020 della NASA. Entrambe prevedono infatti di trivellare la crosta di Marte, per vedere cosa nasconde il suo sottosuolo, nella speranza di scoprire delle forme di vita elementari. In effetti, la produzione di metano e ossigeno può avere anche un’origine biologica. Un’ipotesi per ora non presa in considerazione dagli studiosi, perché non ci sono prove dell’esistenza di microorganismi, ma non si può escludere che si possano trovare proprio in profondità, nel terreno. Le sorprese marziane potrebbero non essere finite.

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