Non contento di scavare e raccogliere campioni di roccia marziana, il rover della NASA Curiosity sta anche annusando l’aria del pianeta rosso, per ottenere la più dettagliata analisi mai effettuata della sua atmosfera. Due articoli sul numero di questa settimana di Science contengono i dati raccolti finora dalla suite di strumenti dedicati a questa impresa, chiamata Sample Analysis at Mars. Il primo dei due articoli deriva dai dati raccolti dallo spettrometro TLS (tunable laser spectrometer), e ha come primo autore Chris Webster del Jet Propulsion Laboratory della NASA. L’altro si basa invece sulle osservazioni del Quadrupole Mass Spectrometer (QMS), ed è firmato da Paul Mahafft del NASA Goddard Space Flight Center.
I due studi confermano in buona parte quanto osservato negli anni Settanta dalle missioni Viking, ma raggiungendo una precisione molto maggiore. L’atmosfera marziana appare costituita da un mix di anidride carbonica (il gas più abbondante), argon, azoto, ossigeno e monossido di carbonio.
Come spiega Webster in una intervista a Science, il vero salto di qualità di queste misurazioni rispetto a quelle di Viking è il fatto di essere riusciti a misurare non solo la concentrazione delle diverse sostanze chimiche, ma anche dei diversi isotopi di ogni elemento chimico, ovvero le diverse “versioni” (vale a dire, con identico numero di protoni ma differente numero di neutroni) degli atomi di carbonio, ossigeno, idrogeno e così via. “Sulla Terra, la misurazione degli isotopi ci racconta molte cose sulla biologia, la geologia, il cambiamento climatico, perché tutti questi processi influenzano le concentrazioni relative di isotopi. Su Marte, ci danno una vera e propria finestra sulla storia del pianeta, raccontandoci di impatti di comete ed eruzioni vulcaniche”.
Secondo Webster, i più importanti messaggi che emergono dai due studi è il fatto che l’atmosfera marziana non sembra essere cambiata un granché nell’ultimo miliardo di anni: gli eventi che hanno determinato la sua composizione attuale si sono verificati per lo più prima. L’altro aspetto è la conferma dell’effettiva origine marziana di molti meteoriti trovati sulla Terra, consentita dalla misura della concentrazione di Carbonio 13, che nelle molecole di anidride carbonica nell’atmosfera di Marte si trova con una ratio corrispondente a quella di quei meteoriti. “Il fatto che due strumenti che funzionano in modo molto diverso come TLS e QMS è molto rassicurante” spiega Webster.
Interessantissime anche le misurazioni delle concentrazioni relative di idrogeno e deuterio, la sua variante più pesante. “Sulla Terra, il rapporto tra idrogeno e deuterio ci racconta la storia dell’acqua, e ci aiuta a fare ipotesi su come sia arrivata sul nostro pianeta. Anche su, la misurazione del rapporto D/H (deuterio/idrogeno) è il primo passo verso una ricostruzione completa della storia dell’acqua su Marte e la sua interazione con l’atmosfera, e la storia dell’atmosfera a sua volta sarà il riferimento per una storia della chimica delle rocce”. Il fatto che su Marte ci sia molto deuterio e poco idrogeno semplice, spiega Webster, supporta l’idea che Marte abbia perso gran parte della sua atmosfera all’inizio della sua storia, 3 o 4 miliardi di anni fa per poi perderne solo una piccola porzione in tutto il periodo successivo.
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httpvh://youtu.be/db-Fw0IbRMo