¿Por qué el metano de Marte varía en un solo día marciano?

Autorretrato del rover Curiosity en Marte. Imagen vía NASA / JPL-Caltech / MSSS / ANU.

El misterio del metano de Marte ha estado en las noticias nuevamente últimamente, comenzando con un estudio anunciado a principios de este mes que dice que probablemente no sea causado por la erosión eólica de las rocas. Ahora, otro nuevo estudio ha refinado las estimaciones de gas metano en la atmósfera de Marte, mostrando cómo cambian las concentraciones en el transcurso de un solo día marciano.

El estudio revisado por pares, dirigido por John Moores en la Universidad de York en Canadá, se publicó en Geophysical Research Letters el 20 de agosto de 2019. Según Moores:

Este nuevo estudio redefine nuestra comprensión de cómo la concentración de metano en la atmósfera de Marte cambia con el tiempo, y esto nos ayuda a resolver el misterio más grande de cuál podría ser la fuente.

La fuente del metano de Marte es el verdadero misterio. ¿De dónde viene el metano? En la Tierra, el gas metano puede estar asociado con la vida microbiana. La idea de vivir microbios en Marte ha intrigado durante mucho tiempo a los astrónomos. Varias naves espaciales enviadas a Marte han buscado signos de vida, pero hasta ahora no se han revelado signos de vida. En 2018, los científicos anunciaron que las variaciones estacionales del metano de Marte podrían estar relacionadas con microorganismos. O las variaciones en metano podrían producirse por medios geológicos. ¡Es un rompecabezas interesante!

La nueva investigación involucra datos del Trace Gas Orbiter (TGO) y el rover Curiosity. La curiosidad, en Gale Crater, ha detectado explosiones de metano en diferentes momentos en los últimos años, y el análisis indica que alcanza su punto máximo en verano y desaparece en invierno.

Ahora, el nuevo estudio muestra que los niveles de metano también cambian en el transcurso de un día marciano. Moores señaló:

Este trabajo más reciente sugiere que la concentración de metano cambia en el transcurso de cada día. Pudimos, por primera vez, calcular un solo número para la tasa de filtración de metano en el cráter Gale en Marte, que es equivalente a un promedio de 2.8 kg [.7 galones] por día marciano.

Diagrama que muestra el ciclo estacional de metano detectado por el rover Curiosity en Gale Crater. El nuevo estudio indica que el metano también varía en concentración diariamente. Imagen vía NASA / JPL-Caltech / Mars Exploration Program.

Del periódico:

El ExoMars Trace Gas Orbiter y el Curiosity Rover han registrado diferentes cantidades de metano en la atmósfera en Marte. El Orbitador de gases traza midió muy poco metano (<50 partes por trillón por volumen) por encima de 5 km [3 millas] en la atmósfera iluminada por el sol, mientras que Curiosity midió sustancialmente más (410 partes por trillón por volumen) cerca de la superficie durante la noche. En este artículo describimos un marco que explica ambas mediciones al sugerir que una pequeña cantidad de metano se filtra constantemente del suelo. Durante el día, esta pequeña cantidad de metano se mezcla y diluye rápidamente por convección vigorosa, lo que conduce a niveles generales bajos en la atmósfera. Durante la noche, la convección disminuye, permitiendo que el metano se acumule cerca de la superficie. Al amanecer, la convección se intensifica y el metano cercano a la superficie se mezcla y diluye con mucha más atmósfera. Usando este modelo y las concentraciones de metano de ambos enfoques, podemos, por primera vez, colocar un solo número en la tasa de filtración de metano en el cráter Gale, que encontramos equivalente a 2.8 kg por día marciano. Las futuras naves espaciales que miden metano cerca de la superficie de Marte podrían determinar cuánto metano se filtra del suelo en diferentes lugares, proporcionando información sobre qué procesos crean ese metano en el subsuelo.

Las observaciones telescópicas de Marte también han mostrado que las concentraciones de metano alcanzan su punto máximo en los meses de verano. Imagen vía NASA / Trent Schindler / Wikipedia.

Los hallazgos deberían proporcionar más pistas sobre la fuente del metano, que podría ser biológico o no biológico, al menos para el metano detectado alrededor del cráter Gale. El equipo pudo conciliar los datos entre TGO y Curiosity, que había presentado un rompecabezas. Mientras que Curiosity detectó los picos en los niveles de metano, TGO no. Como explicó Moores:

Pudimos resolver estas diferencias mostrando cómo las concentraciones de metano eran mucho más bajas en la atmósfera durante el día y significativamente más altas cerca de la superficie del planeta por la noche, a medida que disminuye la transferencia de calor.

TGO se ha centrado en analizar los niveles superiores de la atmósfera, lo que puede explicar por qué se perdió las explosiones de metano cerca del suelo, o tal vez porque los picos de metano son estacionales.

Las variaciones estacionales y diarias podrían ser consistentes con la biología, como en los microbios, como la fuente del metano, pero también hay otras explicaciones geológicas plausibles. Según Penny King en la Universidad Nacional de Australia (ANU):

Algunos microbios en la Tierra pueden sobrevivir sin oxígeno, bajo tierra, y liberar metano como parte de sus desechos. El metano en Marte tiene otras posibles fuentes, como reacciones de agua-roca o materiales en descomposición que contienen metano.

Ilustración que muestra qué procesos podrían crear y destruir metano en Marte. El metano probablemente se origina debajo de la superficie y se libera a la atmósfera a través de grietas debajo de la superficie. Imagen vía ESA.

Si bien lo que está creando el metano aún se desconoce, la mayoría de los científicos ahora piensan que se origina en el subsuelo, liberado periódicamente a través de grietas. Esto nuevamente podría ser consistente con la biología o la geología. Las fuentes geológicas podrían incluir las interacciones agua-roca o clatratos de metano helado que contienen metano y lo liberan durante temperaturas más cálidas. Si se tratara de rocas y agua, aún sería un hallazgo emocionante, lo que indica que todavía hay agua líquida bajo tierra y al menos algunos procesos geológicos activos residuales. Eso solo podría proporcionar un hábitat agradable para los microbios, incluso si no produjeran el metano por sí mismos.

Cualquiera que sea la explicación del metano, proporcionará una visión fascinante de los procesos geológicos o biológicos actuales en el planeta rojo.

En pocas palabras: un nuevo estudio muestra cómo el metano en la atmósfera de Marte varía en concentración diariamente, no solo estacionalmente.

Fuente: La variación diurna de metano y el flujo de microsepage en el cráter Gale, Marte, restringido por el Orbitador de gases de rastreo ExoMars y las observaciones de curiosidad

Vía ANU