Un equipo científico internacional, que cuenta con la participación de investigadores del Centro de Astrobiología (CSIC-INTA), ha realizado medidas del metano atmosférico en el cráter Gale en Marte durante un periodo de cinco años con el instrumento TLS (Tunable Laser Spectrometer) a bordo del rover Curiosity de la NASA. 

El metano tiene gran importancia desde un punto de vista astrobiológico debido a que en la Tierra la mayor parte del metano tiene un origen biológico. De esta manera, la detección de metano en Marte plantea la posibilidad de que pudiera haber actualmente o hubiera habido en el pasado vida en el Planeta Rojo. De ahí la trascendencia de su estudio y de la determinación de su origen.

Este nuevo estudio, publicado en la revista Science, presenta, por primera vez, la detección de un ciclo estacional en las concentraciones de metano marciano. Esto ha sido posible gracias a las medidas realizadas durante cinco años con el espectómetro TLS-SAM (Tunable Laser Spectrometer – Sample Analysis at Mars) a bordo del rover Curiosity de la NASA, que se encuentra en el cráter Gale en Marte desde agosto de 2012.

Los niveles de base de metano medidos presentan una fuerte y repetida variabilidad estacional, mucho mayor que la prevista según los modelos actuales, lo que apunta a la existencia de procesos superficiales atmosféricos, desconocidos hasta la fecha, que están ocurriendo actualmente en Marte.

Para María Paz Zorzano, coautora del trabajo e investigadora del Centro de Astrobiología, “las observaciones del Curiosity son extraordinarias y sorprendentes. Después de más de cinco años, encontramos concentraciones de metano siempre que medimos”.

Con el fin de entender el origen del metano, se ha intentado relacional las detecciones de TLS-SAM con variables atmosféricas medidas por otro instrumento del rover, el instrumento REMS, desarrollado en el CAB y cuyo investigador principal es Javier Gómez Elvira, investigador del Centro de Astrobiología.

Jorge Pla-García, investigador del CAB y coautor del estudio, ha sido uno de los encargados de contrastar los modelos atmosféricos con los datos. Pla ha realizado una serie de simulaciones atmosféricas marcianas que incluyen gases trazadores atmosféricos emitidos desde el suelo en fuentes puntuales y continuas en el tiempo, dentro y fuera del cráter, y para todas las estaciones del año (solsticios y equinoccios), para intentar saber dónde se encontraría la fuente de emisión o durante cuánto tiempo se estuvo emitiendo metano.

Estas preguntas son muy difíciles de explicar utilizando modelos atmosféricos globales de circulación general, ya que las circulaciones en el cráter Gale son extremadamente complejas y la meteorología local juega un papel importante, por eso es conveniente utilizar sofisticados modelos meteorológicos marcianos de área más limitada. Uno de estos modelos, concretamente el Mars Regional Atmospheric Modeling System (MRAMS), es el que Jorge Pla utiliza en el CAB para estudiar la evolución, el transporte y la mezcla de metano emitido desde ubicaciones específicas, utilizando gases trazadores, y para investigar si la ubicación de estas emisiones y el tipo de emisión son consistentes con las medias de TLS-SAM. “La buena concordancia simulaciones-observaciones nos da la confianza para utilizar el modelo a la hora de investigar, tanto el entorno meteorológico de toda la región del cráter Gale, como la evolución del metano detectado por TLS-SAM”, asegura.

Los resultados de este trabajo señalan que, independientemente de la época del año, las masas de aire del interior del cráter se mezclan tridimensionalmete (es fundamental tener en cuenta tanto la mezcla atmosférica vertical como la horizontal) con las del exterior en menos de un día marciano (sol), por lo que se necesita en este modelo fuentes de metano que emitan de forma continua desde el suelo para que contrarresten esa rapidísima mezcla atmosférica.

Estas correlaciones han permitido, por lo tanto, acotar la ubicación de la fuente de emisión del metano, pero se necesitaría una mayor cantidad de datos para poder entender el origen y al química del metano en Marte.

Tampoco se conoce el origen de este metano. Se han propuesto varias teorías, siendo una de las más aceptadas «la emisión de metano por clatratos», explica Daniel Viúdez, investigador del CAB y coautor del trabajo. «Hace millones de años, grandes cantidades de metano quedarían atrapadas en el subsuelo bajo ciertas condiciones, en unos compuestos químicos llamados clatratos que, con el cambio a las condiciones presentes de Marte, se habrían vuelto inestables, ye estarían liberando lentamente el metano ‘atrapado’ en el pasado», añade Viúdez.

En esta línea, Curiosity seguirá realizando mediciones que serán complementadas desde órbita por la reciente llegada de la misión ExoMars-TGO (Trace Gas Orbiter) de la Agencia Espacial Europea (ESA).

Es de esperar, por tanto, que en los próximos años se avance significativamente en el conocimiento del metano marciano.

A la vez que se ha publicado este trabajo con participación del CAB, también en Science se ha publicado otro estudio relacionado con hallazgos de Curiosity en Marte. En este caso, se trata del descubrimiento, también gracias al instrumento SAM, de una gran variedad de compuestos orgánicos en rocas del cráter Gale de más de 3.500 millones de años. Aunque los investigadores advierten de que estos compuestos no tienen por qué estar relacionados con la presencia de vida, lo cierto es que es la primera ve que se detecta materia orgánica en rocas tan antiguas, lo que anima a continua con la búsqueda de indicios de vida y seguir estudiando el planeta para comprender su evolución.

Fuente: UCC-CAB

Enlaces relacionados:

• Enlace a Science: ‘Background levels of methane in Mars’ atmosphere show strong seasonal variations’
• Enlace a Science: ‘Organic matter preserved in 3-billion-year-old mudstones at Gale crater, Mars’
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