Il ciclo del carbonio marziano. Nell’infografica un’ipotesi di scambi fra rocce interne ed esterne, calotta polare, acqua, atmosfera. Crediti: Lance Hayashida / Caltech
Pianeta rosso. Cratere Gale. Un antichissimo bacino d’acqua, forse coperto di ghiaccio a seguito di un brusco calo di temperature. È qui che potrebbero aver preso forma le rocce analizzate dal rover Nasa Curiosity. I risultati della ricerca in un rapporto, pubblicato su Nature Astronomy, che raccoglie anni di lavoro condotto dallo strumento Sample Analysis at Mars (Sam) installato a bordo di Curiosity.
Gale è stato selezionato come sito di atterraggio per la missione Curiosity proprio perché il cratere, di dimensioni paragonabili all’Umbria e alle Marche messe insieme, presentava segni dell’azione dell’acqua in un lontano passato, inclusi depositi di argilla che potrebbero contenere tracce di molecole organiche. I detriti fangosi che il rover ha individuato alle pendici del monte Sharp, al centro del cratere, si possono forse spiegare immaginando grandi quantità d’acqua che abbiano alimentato il lago per milioni o decine di milioni di anni di clima mite e umido.
«Poi, a un certo punto, il clima marziano ha subito una trasformazione, diventando freddo e secco come ora. Quando e come sia accaduto, resta un mistero», spiega Heather Franz, geochimico al Goddard Space Flight Center di Greenbelt, nel Maryland.
O forse Marte, come la Terra, è stato interessato da un complesso processo di cambiamenti climatici, come sembrano suggerire i reperti geologici a disposizione.
È fondamentale ricostruire il ciclo del carbonio sul Pianeta rosso: questo semplice elemento è importante quanto l’acqua nella ricerca di vita nel Sistema solare. Qui da noi, sulla Terra, il carbonio si “muove” liberamente attraverso l’aria, l’acqua e il suolo seguendo uno schema conosciuto e legato a filo doppio con la vita. Le piante, ad esempio, utilizzano il carbonio presente in atmosfera sotto forma di CO2, per produrre energia chimica utile al loro sostentamento. Lo scarto di questo ciclo produttivo è l’ossigeno, bene prezioso per gli esseri umani e la maggior parte delle altre forme di vita. Gli organismi che respirano ossigeno rilasciano a loro volta carbonio nell’aria, e in parte nel suolo quando muoiono e vengono sepolti.
Su Marte, con poca acqua a disposizione ed eventuale vita superficiale ridotta all’osso, da almeno 3 miliardi di anni a questa parte, il carbonio deve aver trovato nuove vie per “viaggiare” fra aria, acqua e suolo.
C’è tutta una corrente di studi che, ad esempio, sostengono come in passato Marte potesse sfoggiare una spessa atmosfera. Ricca di CO2. Se così fosse, almeno una parte degli elementi che componevano quell’atmosfera si deve trovare immagazzinata nelle rocce superficiali, in forma di carbonati. Sul pianeta Terra i carbonati vengono prodotti quando la CO2 atmosferica viene assorbita dagli oceani e dai corpi idrici per poi essere mineralizzata in rocce. Su Marte dovrebbe essere successa perlopiù la stessa cosa: un brusco abbassamento delle temperature deve aver ricoperto di ghiaccio la superficie del lago, dando origine alle rocce che Curiosity ha campionato e analizzato.
A oggi non ci sono evidenze a sostegno di questa ipotesi. Pochi carbonati nelle rocce analizzate. Troppo pochi per giustificare la densa atmosfera ricca di CO2 ipotizzata dagli studiosi.
Una molecola di carbonato a fianco di una molecola di ossalato. Il carbonato è costituito da un atomo di carbonio legato a tre atomi di ossigeno. Nell’ossalato gli atomi di carbonio sono due, legati a quattro atomi di ossigeno. Crediti: James Tralie / Nasa / Goddard Space Flight Center
A meno che.
A meno che il carbonio marziano non sia stato sequestrato all’atmosfera in forma di ossalati: un minerale organico più comune, che sulla Terra viene prodotto principalmente dalle piante. Ma che può essere anche risultato di processi di fotosintesi abiotica: attraverso l’interazione della CO2 atmosferica con minerali di superficie, acqua e luce solare.
Il gruppo di ricerca guidato da Franz al Goddard Space Flight Center spera di riprodurre presto questa reazione in laboratorio, per capire se possa effettivamente essere responsabile della chimica del carbonio che Curiosity ha visto in azione nel cratere Gale.
Per saperne di più:
- Leggi su Nature Astronomy l’articolo “Indigenous and exogenous organics and surface–atmosphere cycling inferred from carbon and oxygen isotopes at Gale crater” di H. B. Franz, P. R. Mahaffy, C. R. Webster, G. J. Flesch, E. Raaen, C. Freissinet, S. K. Atreya, C. H. House, A. C. McAdam, C. A. Knudson, P. D. Archer Jr., J. C. Stern, A. Steele, B. Sutter, J. L. Eigenbrode, D. P. Glavin, J. M. T. Lewis, C. A. Malespin, M. Millan, D. W. Ming, R. Navarro-González e R. E. Summons