¿Qué pasa con el metano en Marte?

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Selfie del rover Curiosity en el cráter Gale en Marte en el lugar bautizado como 'Mary Anning' en honor de la paleontóloga inglesa del siglo XIX. Créditos: NASA/JPL-Caltech/MSSS.
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Un equipo internacional con participación del Centro de Astrobiología (CAB, INTA-CSIC) ha realizado nuevas mediciones de metano atmosférico en Marte con el rover Curiosity de la NASA, ubicado en el cráter Gale. Se ha detectado metano durante la noche, pero no durante el día, lo que indicaría una acumulación nocturna del gas cerca del suelo. La no detección de metano por parte de los instrumentos en órbita sugiere la existencia de algún mecanismo de destrucción o secuestro del metano cerca de la superficie aún por determinar.

La detección de metano en la atmósfera de Marte tiene gran importancia desde un punto de vista astrobiológico debido a que en la Tierra la mayor parte del metano atmosférico tiene un origen biológico. De esta manera, la presencia 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.

Un equipo internacional con participación de investigadores del Centro de Astrobiología (CAB, CSIC-INTA) ha realizado nuevas mediciones de metano atmosférico en el cráter Gale, utilizando el espectrómetro láser sintonizable TLS (de Tunable Laser Spectrometer, en inglés) que forma parte del instrumento SAM (de análisis de muestras en Marte, Sample Analysis at Mars, en inglés) a bordo del rover Curiosity de la NASA. Los valores hallados durante dos mediciones diurnas dan un valor promedio de 0,05 ± 0,22 ppbv (partes por billón, en volumen), lo que indica que no se detecta metano en los periodos diurnos. Por el contrario, los niveles de fondo nocturnos de cuatro mediciones tomadas durante la misma temporada del verano en el hemisferio norte dan un valor promedio de 0,52 ± 0,10 ppbv (con un intervalo de confianza IC del 95%). El estudio ha sido publicado recientemente en la revista Astronomy & Astrophysics.

La gran diferencia entre las mediciones diurnas y nocturnas sugiere que el metano se acumula mientras está contenido cerca de la superficie por la noche, pero cae por debajo de los límites de detección TLS-SAM durante el día. Además, estos valores son consistente con la no detección diurna en las capas medias y altas de la atmósfera marciana (entre 3 y 5 km sobre el suelo) por parte de los instrumentos a bordo del orbitador ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) de la ESA. Los investigadores plantean que sin la evidencia de la producción de metano por parte del propio rover, la fuente del metano detectado serían micro-filtraciones a través del subsuelo, que liberarían el metano a la atmósfera.

El modelado dinámico realizado por el equipo indica que la liberación de metano está contenida dentro de la capa límite planetaria (PBL), que es “comprimida” por la noche debido a una combinación de inversión nocturna y vientos convergentes de flujo descendente que confinan el metano dentro del cráter y cerca del punto donde es liberado. La abundancia de metano se diluye durante el día debido a una mayor mezcla vertical asociada con un PBL de mayor altitud y un flujo divergente de pendiente ascendente que expulsa metano de la región del cráter.

Como señala Jorge Pla-García, investigador del CAB y coautor del estudio, «Nuestras simulaciones meteorológicas sugieren que los vientos de ladera que descienden -al ser más fríos pesan más que los de su entorno- a través de los bordes del cráter por la noche, retendrían y concentrarían el metano cerca de su fuente de emisión que estaría cerca del rover, y por eso Curiosity lo detectaría. Por el día, esos vientos revierten y empiezan a ascender -por flotabilidad al ser calentados- a través de los bordes del cráter, y transportarían el metano hacia el exterior del mismo. Por ello, por el día no sería detectado ni el suelo por Curosity, ni desde orbita por TGO. Además, sería necesario un proceso de rapidísima destrucción de metano cerca del suelo para impedir que el valor medio de toda la atmósfera fuera mucho mayor, impidiendo que sea detectado desde órbita”.

El equipo ha detectado también un gran pico de emisión de metano en junio de 2019 con un valor medio in situ durante una medición de dos horas de 20,5 ± 4 ppbv (con un IC del 95%). Para Daniel Viúdez-Moreiras, investigador del CAB y coautor del estudio, “Si la emisión de metano cercana a la superficie se está produciendo ampliamente a través de Marte, la no acumulación de este gas en la atmósfera debe ir acompañada de una rápida destrucción (cuyo mecanismo aún se desconoce) o de un mecanismo de secuestro, o ambos”.

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