Foto NASA/JPL-Caltech/MSSS

Gli strumenti di Curiosity hanno misurato negli ultimi tre anni marziani, pari a circa sei anni terrestri, i cambiamenti stagionali dei gas nel cielo sopra il cratere Gale. E hanno, così, “annusato”, a sorpresa, delle variazioni stagionali di molecole di ossigeno a cui gli scienziati finora non sono riusciti a dare una spiegazione.

“È nota la presenza di ossigeno su Marte – osserva Giampaolo Piotto del dipartimento di Fisica e astronomia dell’università di Padova – non è questa la scoperta. Da tempo sappiamo che esiste una componente di ossigeno sull’atmosfera del pianeta, ciò che è interessante piuttosto è la variazione del contenuto di ossigeno”.

Stando alle indagini di Curiosity l’atmosfera marziana sarebbe composta dal 95% in volume di anidride carbonica (CO2), dal 2,6% di azoto molecolare (N2), dall’ 1,9% di argon (Ar), dallo 0,16% di ossigeno molecolare (O2) e dallo 0,06% di monossido di carbonio (CO). È stato rivelato inoltre in che modo le molecole nell'aria marziana si mescolano e circolano in base ai cambiamenti della pressione dell'aria durante tutto l'anno. In questo ambiente, gli scienziati hanno scoperto che l'azoto e l'argon seguono un modello stagionale prevedibile, crescendo e calando in concentrazione sul cratere Gale durante tutto l'anno rispetto alla quantità di CO2 presente nell'aria. Ci si aspettava che l'ossigeno facesse lo stesso, ma non è stato così: la quantità di gas nell'aria è aumentata di circa il 30% durante la primavera e l'estate, per poi tornare ai livelli previsti in autunno. Questo schema si ripeteva ogni primavera, anche se la quantità di ossigeno in atmosfera variava, implicando che qualcosa lo stava producendo e poi eliminando.

“La prima volta che l'abbiamo visto è stato strabiliante” ha dichiarato Sushil Atreya, professore di scienze climatiche e spaziali all'università del Michigan ad Ann Arbor e coautore di un articolo sull’argomento pubblicato nel Journal of Geophysical Research: Planets. “Stiamo lottando per spiegarlo – ha dichiarato Melissa Trainer, scienziata planetaria presso il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, nel Maryland, che ha guidato la ricerca –. Il fatto che il comportamento dell'ossigeno non sia perfettamente ripetibile in ogni stagione ci fa pensare che non sia un problema che ha a che fare con la dinamica atmosferica. Deve essere una qualche sorgente chimica che non siamo ancora in grado di spiegare”.

Foto Melissa Trainer/Dan Gallagher/NASA Goddard

Secondo gli scienziati che studiano Marte, la questione dell'ossigeno è curiosamente simile a quella del metano. Il metano è costantemente presente nell'aria all’interno del cratere Gale in quantità così piccole (0,00000004% in media) che è appena percettibile persino dagli strumenti più sensibili su Marte. Tuttavia, è stato misurato dal Tunable Laser Spectrometer di Curiosity: lo strumento ha rivelato che mentre il metano sale e scende stagionalmente, aumenta di circa il 60% nei mesi estivi per ragioni inspiegabili (inoltre il metano aumenta anche in modo casuale e gli scienziati stanno cercando di capire perché).

Ora, con gli ultimi risultati di Curiosity in mano, gli scienziati si stanno chiedendo se le variazioni stagionali naturali del metano e dell’ossigeno possano essere spiegate dagli stessi processi chimici. “Stiamo iniziando a vedere questa allettante correlazione tra metano e ossigeno per buona parte dell'anno marziano” ha dichiarato Atreya.

L'ossigeno e il metano possono essere prodotti sia biologicamente (dai microbi, ad esempio) che abioticamente (dalla chimica relativa all'acqua e alle rocce). Gli scienziati stanno prendendo in considerazione tutte le opzioni, anche se non hanno prove convincenti dell'attività biologica su Marte. Curiosity non ha strumenti in grado di dire definitivamente se la fonte di metano o ossigeno su Marte sia biologica o geologica. Gli scienziati si aspettano che le spiegazioni di natura non biologica siano le più probabili e stanno lavorando diligentemente per comprenderle appieno.

“È interessante qualunque processo chimico che possa produrre ossigeno – sottolinea Giampaolo Piotto – perché in una eventuale futura esplorazione anche umana di Marte, poter produrre ossigeno con qualche processo chimico a partire dalle rocce presenti sul pianeta diventa fondamentale per mantenere la sopravvivenza di qualunque missione umana”.