El 15 de junio de 2013 el rover Curiosity descubrió una emisión de métano, un gas que puede tener origen biológico o geológico, en el cráter Gale de Marte. Al día siguiente sobrevoló esa zona la sonda Mars Express y lo volvió a detectar, según una revisión de sus datos realizada ahora. El origen de este metano parece estar en la fractura del permafrost marciano, pero el debate continúa.
Hace ya más de una década que se descubrió metano en la atmósfera marciana, pero los científicos no se ponen de acuerdo sobre su origen y la fiabilidad de las medidas, tomadas en el límite de las capacidades de los instrumentos. En la Tierra este gas es generado por microorganismos, pero también por reacciones geoquímicas abióticas.
Ahora, por primera vez, una señal potente de metano registrada por el rover Curiosity de la NASA el 15 de junio de 2013 en el cráter Gale se ve respaldada por la observación independiente que realizó al día siguiente el espectrómetro planetario Fourier (PFS) de la sonda Mars Express de la ESA mientras sobrevolaba el cráter.
El estudio, publicado esta semana en la revista Nature Geoscience, se basa en un reanálisis de los datos de la sonda y aprovecha una nueva técnica de observación que permite recoger cientos de mediciones en un área durante un breve lapso de tiempo. Además los autores también han aplicado una avanzada técnica de análisis de datos.
“Hemos encontrado 15 ppb (partes por mil millones) por volumen de metano en la atmósfera el día después de que Curiosity registrara un pico de unas 6 ppb, una cantidad relativamente pequeña pero algo notable en el caso de Marte”, explica Marco Giuranna, del Instituto de Astrofísica Espacial y Planetología de Roma (Italia), investigador principal del experimento PFS y autor principal del artículo. "Nuestra medición equivale a unas 46 toneladas de metano en el área de 49.000 km2 observada”.
¿Pero de dónde sale este metano? Como los procesos atmosféricos lo destruyen con rapidez, cualquier detección de la molécula en la atmósfera marciana indica que, aunque se hubiera producido hace miles de millones de años y haya estado atrapado en depósitos subterráneos, se debe haber liberado relativamente hace poco.
En el momento de la detección por Curiosity, se especuló que el gas se había originado al norte del róver, porque los vientos soplaban predominantemente hacia el sur y era probable que se hubiera producido dentro del cráter.
“Pero nuestros datos de Mars Express cambian esa interpretación, especialmente si tenemos en cuenta los patrones de circulación atmosférica globales junto a la geología local”, apunta Marco. “Basándonos en las pruebas geológicas y en la cantidad de metano medida, creemos poco probable que la fuente se encuentre dentro del cráter”.
Su equipo efectuó dos análisis independientes para localizar posibles regiones donde se podría haber producido el misterioso gas, dividiendo un área extensa alrededor del cráter Gale en una cuadrícula de unos 250 x 250 km2 por fragmento.
Los datos de Mars Express confirman el pico de metano medido por Curiosity. / ESA/Giuranna et al.
Por su parte, colaboradores del Real Instituto de Aeronomía Espacial de Bruselas (Bélgica) utilizaron simulaciones por ordenador para crear un millón de escenarios de emisión por cada fragmento y así predecir la probabilidad de emisión de metano para cada uno de esos lugares. Además, geólogos del Instituto Nacional de Geofísica y Vulcanología de Roma (Italia) y del Instituto de Ciencia Planetaria de Tucson (EE UU) examinaron la región en busca de formaciones en las que se esperase una filtración de gas.
Este proceso es bien conocido en la Tierra y se produce a lo largo de fallas tectónicas y en yacimientos de gas natural. En el caso de las emisiones episódicas, con inactividad generalizada entre episodios breves de liberación, se suelen originar por filtraciones pequeñas o sucesos sísmicos. En Marte también cabe la posibilidad de que el impacto de meteoritos haya favorecido la expulsión del gas atrapado bajo la superficie.
Giuseppe Etiope, del Instituto Nacional de Geofísica y Vulcanología de Roma y coautor del estudio, ofrece una posible explicación sobre la fuente del metano marciano detectado: “Identificamos fallas tectónicas que podrían extenderse bajo una región que se cree que contendría hielo poco profundo. Como el permafrost es un excelente sellante del metano, es posible que este hielo atrape el metano subsuperficial y lo libere en episodios a lo largo de las fallas que se abren a través del hielo”.
Los autores destacan que tanto la simulación atmosférica como la evaluación geológica, realizadas de forma independiente, apuntaron a la misma región de origen del metano.
“Nuestros resultados apoyan la idea de que la liberación del metano de Marte podría caracterizarse por pequeños eventos geológicos transitorios, en lugar de una presencia global en recarga constante, pero también debemos comprender mejor cómo desaparece de la atmósfera y cómo reconciliar los datos de Mars Express con los de otras misiones”, apunta el coautor Frank Daerden, del Real Instituto de Aeronomía Espacial de Bélgica.
“Volveremos a analizar más datos de los recogidos por nuestro instrumento en el pasado, al tiempo que seguiremos con la monitorización, coordinando también algunas observaciones con el Satélite para el estudio de Gases Traza (TGO) de ExoMars", adelanta Marco.
Dmitri Titov, científico del proyecto Mars Express de la ESA, subraya: “Mars Express fue la primera misión en dar cuenta de una detección significativa de metano desde la órbita alrededor de Marte y ahora, quince años después, podemos anunciar la primera detección simultánea y colocalizada de metano con un robot en superficie”.
“Este artículo en concreto se basa en la hipótesis de una liberación del metano a nivel superficial, pero no descarta otras explicaciones”, concluye la también autora Julia Marín-Yaseli de la Parra, del Centro Europeo de Astronomía Espacial (ESAC) que tiene la ESA cerca de Madrid, quien recuerda que el posible origen biológico del metano siempre ha incentivado el estudio de este gas como un posible trazador de vida.
“De momento no podemos afirmar el origen concreto de esta o de ninguna fuente de metano en Marte –añade–. Necesitamos seguir obteniendo medidas con la flota de instrumentos que ahora mismo la ESA tiene orbitando Marte, tanto Mars Express como TGO, que desde abril del año pasado realiza el inventario más detallado hasta la fecha de la atmósfera marciana”. La resolución del misterio del metano marciano parece solo cuestión de tiempo.
Esquema sobre cómo se puede crear y destruir el metano de Marte. / ESA
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