In orbita intorno a Marte dal 2016, è presente l’ExoMars Trace Gas Orbiter (ExoMars TGO) dell’ESA. Come dice il suo nome stesso, l’obbiettivo di questo satellite è studiare l’atmosfera marziana e la sua composizione, alla ricerca di molecole organiche e di tracce di una passata vita marziana. Le osservazioni del TGO si concentrano in particolare nello studio del metano, presente nell’atmosfera di Marte ma con un’origine ancora dubbia. La sua ultima scoperta è stata l’individuazione di Ozono (O3) e Anidride Carbonica (CO2) in una parte dell’atmosfera che non ci si aspettava.
I risultati di queste osservazioni sono riportati in due articoli scientifici pubblicati da Kevin Olsen dell’Università di Oxford e il secondo da Alexander Trokhimovskiy dello Space Research Institute dell’Accademia delle scienze russa a Mosca.
La CO2 è la componente principale dell’atmosfera marziana e la sua concentrazione è usata per misurare le temperature, tenere traccia delle stagioni ed esplorare la circolazione dell’atmosfera stessa. Allo stesso tempo, anche della presenza di Ozono si era già a conoscenza. Come sulla Terra, questo gas forma uno strato nell’atmosfera superiore, che aiuta a proteggere la chimica degli strati sottostanti dalle radiazioni solari.
Nuove rilevazioni di Ozono e Anidride Carbonica
Questa volta il TGO è riuscito a misurare questi due gas in nuovi modi e in strati diversi dell’atmosfera. Questo è stato possibile grazie allo studio dell’interazione di CO2 e dell’O3 con la luce.
Quando veniva mappata la presenza di O3, era fatto studiandone l’interazione con la luce nell’ultravioletto. Questo permetteva solo misurazioni ad alta quota, oltre i 20km. Questi nuovi risultati mostrano che è possibile mappare l’ozono anche nell’infrarosso, il che garantisce uno studio anche a quote più basse. In questo modo la comprensione degli strati inferiori dell’atmosfera cambierà completamente.
“Queste misurazioni sono al contempo sconcertanti e sorprendenti. Si trovano sull’esatta gamma di lunghezze d’onda in cui ci aspettavamo di vedere i più forti segni di metano. Prima di questa scoperta, la funzione della CO2 era completamente sconosciuta, e questa è la prima volta che l’ozono su Marte è stato identificato in questa parte della gamma di lunghezze d’onda dell’infrarosso.” Così ha spiegato Kevin Olsen la ricerca.
La scoperta di questa nuova banda di CO2 su Marte, mai osservata prima in laboratorio, fornirà anche interessanti spunti per coloro che studiano come le molecole interagiscono tra loro e con la luce.
Nella figura poco sopra sono rappresentate le misurazioni effettuate. Il grafico superiore è un modello, quello inferiore sono invece le osservazioni del TGO. Nel modello, con la linea tratteggiata sono rappresentati dei picchi in cui ci si aspettava di trovare metano. E’ possibile vedere nel grafico inferiore, che questi picchi non ci sono poi stati, anche se come già detto sopra, ciò non vuol dire che il metano non ci sia. Allo stesso tempo, nella parte destra si può vedere l’osservazione di Ozono (O3) e in quella sinistra la nuova osservazione di CO2. I picchi di vapore acqueo sono invece stati confermati in corrispondenza delle lunghezze d’onda previste.
E allora il metano?
L’obbiettivo principale del TGO rimane ancora lo studio del metano. Questo gas è presente su Marte e attualmente si giustifica la sua presenza con l’attività geologica del pianeta. Sulla Terra il metano è però prodotto in gran parte dalla vita, in particolare da batteri, bestiame e attività umana. La scoperta di queste nuove tracce di Ozono e Anidride carbonica è, per adesso, poco collegata agli studi sul metano, ma è un grandissimo passo in avanti per una comprensione più completa dell’intera atmosfera marziana.
Le osservazioni analizzate da Alexander, Kevin e colleghi sono state per lo più eseguite in momenti diversi rispetto a quelli a supporto delle rilevazioni di metano. Inoltre, i dati di TGO non possono tenere conto di grandi quantità di metano. Attualmente, non vi quindi alcun disaccordo diretto tra le missioni.
Dato che la strada per comprendere appieno l’origine del metano è ancora lunga, sapere con più precisione come funziona l’atmosfera di Marte è un aspetto fondamentale anche di quella ricerca.
“Stiamo lavorando attivamente al coordinamento delle misurazioni con altre missioni”, chiarisce Kevin Olsen. “Piuttosto che contestare qualsiasi affermazione precedente, questa scoperta è una motivazione per tutti i team a guardare più da vicino. Più sappiamo, più profondamente e accuratamente possiamo esplorare l’atmosfera di Marte.”
Gli articoli:
First detection of ozone in the mid-infrared at Mars: implications for methane detection
