Martedì 16 dicembre 2014, gli scienziati della NASA che hanno partecipato all'American Geophysical Union Fall Meeting di San Francisco hanno annunciato il rilevamento di composti organici su Marte. L'annuncio rappresenta la scoperta dell '"ingrediente" mancante necessario per l'esistenza - passata o presente - della vita su Marte.
In effetti, l'affermazione straordinaria richiedeva prove straordinarie - la famosa affermazione del dottor Carl Sagan. Gli scienziati, membri del Mars Science Lab - Curiosity Rover - missione, hanno lavorato per un periodo di 20 mesi per campionare e analizzare i campioni atmosferici e di superficie marziani per arrivare alle loro conclusioni. L'annuncio deriva da due distinti rilevamenti di sostanze organiche: 1) picchi di dieci volte nei livelli atmosferici di metano e 2) prelievo di campioni da una roccia chiamata Cumberland che comprendeva composti organici complessi.
Il metano, dei composti organici più semplici, è stato rilevato utilizzando lo strumento Sample Analysis at Mars (SAM). Questo è uno dei due strumenti da laboratorio compatti incorporati all'interno del rover compatto per auto, Curiosity. Molto presto dopo l'atterraggio su Marte, gli scienziati hanno iniziato a utilizzare SAM per misurare periodicamente il contenuto chimico dell'atmosfera marziana. Su molti campioni, il livello di metano era molto basso, ~ 0,9 parti per miliardo. Tuttavia, questo è cambiato improvvisamente e, come hanno affermato gli scienziati nella conferenza stampa, è stato un momento "wow" che li ha colti di sorpresa. Sono stati rilevati brevi picchi giornalieri nei livelli di metano in media 7 parti per miliardo.
Il rilevamento del metano su Marte è stato rivendicato per decenni, ma più recentemente, nel 2003 e nel 2004, gruppi di ricerca indipendenti che utilizzano spettrometri sensibili sulla Terra hanno rilevato metano nell'atmosfera di Marte. Un gruppo guidato da Vladimir Krasnopolsky dell'Università Cattolica e un altro guidato dal Dr. Michael Mumma del Goddard Space Flight Center della NASA, hanno rilevato ampi livelli regionali e temporali di metano fino a 30 parti per miliardo. Tali annunci hanno incontrato un notevole scetticismo da parte della comunità scientifica. E le prime misurazioni atmosferiche di Curiosity furono negative. Tuttavia, nessuno dei due gruppi ha rinunciato alle proprie affermazioni.
L'improvvisa rilevazione di picchi di dieci volte nei livelli di metano nel cratere Gale non è in contrasto con le precedenti misurazioni remote dalla Terra. Le alte concentrazioni stagionali erano nelle regioni che non includono il cratere di burrasca, e rimane possibile che le misurazioni della curiosità siano di natura simile ma a causa di un processo meno attivo di quello esistente nelle regioni identificate dal team del Dr. Mumma.
Gli scienziati della NASA dell'AGU guidati dallo scienziato del progetto MSL, il Dr. John Grotzinger, hanno sottolineato che non sanno ancora come viene generato il metano. Il processo potrebbe essere biologico o no. Esistono processi chimici abiotici che potrebbero produrre metano. Tuttavia, i rilevamenti MSL SAM sono stati picchi quotidiani e rappresentano un processo attivo reale in atto sul pianeta rosso. Questo da solo è un aspetto molto eccitante del rilevamento.
Il team ha presentato delle diapositive per descrivere come si potrebbe generare metano. Con i bassi livelli di fondo noti di metano a ~ 1 parte per miliardo, si potrebbe escludere una fonte cosmica esterna, ad esempio i micro-meteoroidi che entrano nell'atmosfera e rilasciano sostanze organiche che vengono quindi ridotte dalla luce solare a metano. La fonte di metano deve essere di origine locale.
Gli scienziati hanno illustrato due mezzi di produzione. In entrambi i casi, c'è qualche attività quotidiana - o almeno periodica - che sta rilasciando metano dal sottosuolo di Marte. La fonte potrebbe essere biologica che viene accumulata nelle rocce del sottosuolo e poi rilasciata improvvisamente. O una chimica abiotica, come una reazione tra il minerale olivina e l'acqua, potrebbe essere il generatore.
Il meccanismo di immagazzinamento nel sottosuolo del metano proposto e illustrato è chiamato immagazzinamento del clato. L'immagazzinamento di clatati comporta composti reticolari che possono intrappolare molecole come il metano che possono successivamente essere rilasciate da cambiamenti fisici nel clatato, come il riscaldamento solare o le sollecitazioni meccaniche. Tramite domande e risposte sulla stampa, gli scienziati della NASA hanno dichiarato che tali clathrate potevano essere preservati per milioni e miliardi di anni sottoterra.
La seconda scoperta di sostanze organiche ha coinvolto composti più complessi nei materiali di superficie. Anche da quando è arrivato su Marte, Curiosity ha utilizzato uno strumento di perforazione per sondare gli interni delle rocce. Grotzinger ha sottolineato come il materiale immediatamente sulla superficie di Marte abbia subito gli effetti delle radiazioni e dell'onnipresente composto di perclorato del suolo riducendo e distruggendo i composti organici sia ora che per milioni di anni. Il rilevamento di sostanze organiche non presenti nel materiale di superficie sciolto ed esposto non ha ridotto le speranze degli scienziati della NASA di rilevare sostanze organiche nelle rocce di Marte.
La perforazione è stata eseguita su diverse rocce selezionate ed è stata infine una roccia di fango chiamata Cumberland che ha rivelato la presenza di composti organici più complessi del semplice metano. Gli scienziati hanno sottolineato che ciò che sono esattamente questi composti organici rimane un mistero a causa della presenza confusa del perclorato chimico attivo che può rapidamente scomporre i composti organici in forme più semplici.
Il rilevamento di sostanze organiche nella roccia di fango Cumberland ha richiesto lo strumento di perforazione e anche la paletta sul braccio robotico sfaccettato per consegnare il campione nel laboratorio SAM per l'analisi. Per rilevare il metano, SAM ha una valvola di aspirazione per ricevere campioni atmosferici.
Il Dr. Grotzinger ha descritto come Cumberland è stato scelto come fonte di campionamento. La roccia è chiamata una pietra di fango che ha subito un processo chiamato digenesi - la metamorfosi del sedimento alla roccia. Grotzinger ha sottolineato che i liquidi si muoveranno attraverso tale roccia durante la digenesi e il perclorato può distruggere i composti organici nel processo. Questo potrebbe essere il caso di molte rocce metamorfiche sulla superficie marziana. Il gruppo di scienziati ha mostrato un confronto tra campioni di roccia misurati da SAM. Due in particolare - dal rock "John Klein" e dal rock di Cumberland - sono stati confrontati. Il primo non mostrava sostanze organiche e altre rocce campionate; ma il campione di trapano di Cumberland dal suo interno ha rivelato sostanze organiche.
L'analisi del lavoro è stata scrupolosa, tornando alla dichiarazione di Sagan. L'importanza di scoprire i prodotti organici su Marte non poteva essere sottovalutata dal gruppo di scienziati e Grotzinger chiamò queste due scoperte come l'eredità duratura della Mars Curiosity Rover. Inoltre, ha affermato che i metodi di scoperta e analisi andranno lontano per guidare la scelta degli strumenti e il loro utilizzo durante la missione rover Mars 2020.
La scoperta di sostanze organiche completa l'insieme necessario di "ingredienti" per la vita passata o presente su Marte: 1) una fonte di energia, 2) acqua e 3) sostanze organiche. Questi sono i requisiti di base per l'esistenza della vita così come la conosciamo. La ricerca della vita su Marte è ancora agli inizi e le nuove scoperte di sostanze organiche non sono ancora un chiaro segno che la vita esistesse o sia presente oggi. Tuttavia, il dott. Jim Green, che ha presentato il gruppo di scienziati, e il dott. Grotzinger hanno entrambi enfatizzato l'entità di queste scoperte e il modo in cui sono legate agli obiettivi del programma Mars della NASA - in particolare ora con l'accento sull'invio di esseri umani su Marte. Per il rover Mars Curiosity, il viaggio su per le pendici del Monte Sharp continua e ora con maggiore serietà e una continua ricerca di rocce simili a Cumberland.
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