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21 Giugno 2018
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    La scoperta di diverse molecole organiche nei primi cinque centimetri di antiche rocce e un metano che modifica la sua concentrazione nell’aria in base alle stagioni sono le due scoperte fatte su Marte, grazie ai campioni raccolti e analizzati da Curiosity, e che fanno ben sperare gli scienziati conivolti nelle missioni, presenti e future, per la ricerca di vita nel passato di Marte. Ma ancora non possono essere considerate la prova di esistenza di vita su Marte. Vediamo di cosa si tratta e perché… ma anche perché sono cosiderate scoperte così importanti.

    Un selfie dal basso di Curiosity, che mostra il punto in cui il rover ha perforato la roccia "Buckskin" sulle pendici del Monte Sharp. Un mosaico di immagini riprese il 5 agosto del 2015, durante il suo 1065esimo sol, o giorno marziano, di missione. E' una porzione di un panorama più grande e a maggior risoluzione che potete vedere cliccando sull'immagine. La nuvoletta di polvere bianca in basso è il residuo della perforazione (effettuata il 30 luglio dello stesso anno), visbile subito sotto nell'immagine completa. Crediti: NASA/JPL-Caltech/MSSS

    Dall’attesa conferenza stampa di ieri sera della NASA sono due le scoperte annunciate, grazie ai dati del rover Curiosity, sulla strada della ricerca di vita, passata o presente, su Marte.
    Secondo il primo studio, Curiosity avrebbe infatti identificato una varietà di molecole organiche, i cosidetti mattoni, a base di carbonio alla base della vita così come la conosciamo, in rocce marziane datate 3,5 miliardi di anni. Un secondo studio invece ha identificato una ciclicità nelle abbondanze di metano nell’atmosfera marziana, che sembra seguire le stagioni del Pianeta Rosso. Due scoperte che, se possono essere di respiro per chi cerca prove di vita nel passato di Marte, non sono però ancora prove dell’esistenza di vita. Vediamo in dettaglio di cosa si tratta e perché ancora siamo lontani dal poterlo affermare, ma anche perché si tratta comunque di scoperte straordinarie e importanti per il futuro della ricerca sul Pianeta Rosso.

    I mattoni della vita

    Nel 2013, SAM, il laboratorio di analisi a bordo di Curiosity, aveva già rilevato alcune molecole organiche contenenti cloro nelle rocce nel punto più profondo del cratere, ma questa nuova scoperta, fatta su rocce estremamente antiche, individua in modo definitivo una varietà di molecole organiche antiche nelle rocce superficiali del pianeta.

    Per identificare materiale organico nel suolo marziano, Curiosity ha perforato delle rocce sedimentarie, argilliti, in quattro aree nel cratere Gale. I dati analizzati in questo studio provengono, in particolare, dalle prime due perforazioni sul Monte Sharp, con campioni di polvere prelevati dalle zone identificate con i nomi di Confidence Hills e Mojave nel settembre 2014 e a febbraio 2015, rispettivamente.

    Questo tipo di roccia si è formato gradualmente nell’arco di miliardi di anni, dal limo che si accumulava sul fondo dell’antico lago che si è ormai dimostrato essere il cratere Gale. I campioni di roccia sono stati analizzati dal laboratorio SAM, che utilizza un forno per riscaldare i campioni (oltre i 500° C) in modo da rilasciare le eventuali molecole organiche contenute nella roccia polverizzata.

    Zolfo e carbonio tra le molecole organiche individuate da Curiosity in rocce sedimentarie marziane di miliardi di anni fa. Crediti: NASA/GSFC

    In questo modo SAM ha identificato delle piccole molecole organiche che si sono staccate dal campione di argillite: con molta probabilità frammenti di molecole organiche più grandi che non vaporizzano facilmente. Alcuni di questi frammenti contengono zolfo, ed è questo che potrebbe averli aiutati a conservarsi così a lungo porteggendo le molecole organiche dall’ossidazione.

    Queste nuove osservazioni però aumentano l’inventario delle sostanze organiche conosciute di Marte e «sono più coerenti con ciò che ci aspetteremmo se gli elementi organici provenissero dalla vita, dai meteoriti o dai processi geologici», ha detto Eigenbrode. I risultati inoltre indicano concentrazioni di carbonio organico dell’ordine di 10 parti per milione o più, molto vicino alla quantità osservata nei meteoriti marziani e circa 100 volte maggiore delle precedenti rilevazioni di carbonio organico sulla superficie di Marte.

    «Quando arrivi a questi livelli, ci si sta avvicinando all’abbondanza di carbonio che troviamo in rocce di età simile qui sulla Terra», spiega sempre Eigenbrode. «Quindi l’aspettativa è che se questa cosa qui sulla Terra era in gran parte biologica circa 3 miliardi di anni fa, allora una consistenza c’è [che possa esserlo stata anche su Marte], ma in realtà non ci dice nulla di specifico, ci dice solo ok, non è strano, non è anomalo».

    Sono state anche trovate tracce di tiofeni, benzene, toluene e piccole catene di carbonio, come il propano o il butene. Idrocarburi che, essendosi liberati solo grazie alle alte temperature di SAM, devono essere stati parte di molecole più grandi, ad esempio simili al cherogene. Altra prova indiziaria: il cherogene, sulla Terra, si trova in rocce di carbone o black shale, rocce sedimentarie prodotte da antiche piante e dall’azione di batteri.

    Sebbene però, molecole organiche di questo tipo, sulla terra siano così strettamente legate al ciclo della vita, possono in realtà avere origine anche da processi non biologici, e pur essendo quindi evidente l’esistenza di quello che possiamo considerare il “cibo” per la nascita e la sopravvivenza di vita batterica, la loro scoperta non implica che questa si sia poi davvero sviluppata… nonostante tutto, siamo sempre lì.

    «Curiosity non ha individuato la fonte di queste molecole organiche», precisa infatti Jen Eigenbrode del Goddard Space Flight Center della NASA, autore principale di questo primo articolo scientifico. In ogni caso «sia che si tratti di vita antica da record, o che sia solo cibo per la vita, o che sia esistita in assenza di vita, la materia organica trovata nei materiali marziani ci offre indizi chimici sulle condizioni in cui si trovava il pianeta e sui processi che erano in corso».

    Anche se oggi la superficie di Marte è inospitale, è ormai evidente che nel lontano passato il clima marziano rendeva possibile la presenza di acqua liquida e il suo affiorare in superficie – ingrediente essenziale per la vita così come la conosciamo – e che in quello che era il “l’antico lago Gale” esistevano tutti gli ingredienti necessari per la vita, sia i componenti chimici che le fonti di energia. Ed è questo il primo risultato a cui ha permesso di arrivare il rover Curiosity nel suo cammino sulla superficie marziana.


    Nel video una panoramica dall’alto del cratere Gale e del percorso seguito da Curiosity negli anni, con i principali stop e punti di interesse. Per aiutare i geologi, i colori sono stati bilanciati in modo da apparire come apparirebbero se fossero qui sulla Terra, con le nostre condizioni di illuminazione. Per questo appaiono meno rosse e più luminose di come invece ci aspetteremmo se fossimo davvero su Marte. Per sapere dove si trova Cusiosity oggi: whereistherovernow.

    «La superficie marziana è ora esposta alle radiazioni provenienti dallo spazio. Radiazioni e sostanze chimiche aggressive distruggono la materia organica», spiega Eigenbrode. E anche se la scoperta fatta non garantisce un risultato certo, trovare antico carbonio preservato nei primi cinque centimetri di roccia della superficie del pianeta dà agli scienziati la sicurezza che il rover Mars 2020 della NASA e il rover ExoMars dell’ESA (European Space Agency) troveranno sicuramente di più, sia in superficie che, potendo perforare più a fondo, nel sottosuolo superficiale. Così come conforta l’aver trovato tracce di metano nell’atmosfera di Marte, non certo una novità… ma il secondo studio presentato alla conferenza stampa di ieri ci svela qualcosa di più, altrettanto interessante.

    Le stagioni del metano

    Il secondo studio si è infatti concentrato proprio sulla presenza di metano in atmosfera marziana. Nell’arco di tre anni marziani (tra i cinque e i sei anni terrestri) il TLS (Tunable Laser Spectrometer) sempre dello strumento SAM a bordo di Curiosity, ha analizzato le abbondanze di metano nell’atmosfera, sempre nell’area del cratere Gale ma, secondo Christopher Webster (del Jet Propulsion Laboratory della Nasa), autore principale dell studio, può considerarsi un campione rappresentativo per l’intero pianeta, grazie all’alto “mescolamento” dell’aria nell’atmosfera del Pianeta Rosso.

    Quello che ri ricercatori hanno scoperto, è che la concetrazione di metano nell’aria varia molto nel tempo, da un minimo di circa 0,24 a un massimo di 0,65 parti per miliardo di particelle, ma non solo… con un picco verso la fine dell’estate sull’emisfero nord del pianeta, e un calo durante l’inverno. Questa forte stagionalità esclude che il picco di concentrazione avvenga a causa di impatti asteroidali. L’ipotesi di Webster e del suo team è che il metano fuoriesca da serbatoi sotterranei, e si leghi alle particelle del suolo quando raggiunge la superficie. Durante le stagioni calde, quindi, una maggior quantità di metano verrebbe liberata e rilasciata nell’aria.

    Nell'illustrazione il ciclo del metano marziano, o almeno come potrebbe essere prodotto. Il metano potrebbe provenire dalla superficie, dove può essersi formato sia attraverso una reazione chimica tra acqua e rocce che da attività microbica, e dove sarebbe poi rimasto intrappolato in camere magmatiche o in clatrati idrati,

    Ma il metano viene distrutto dalla luce ultravioletta nell’arco di poche centinaia di anni, quindi quello ritrovato nell’aria da Curiosity deve essere stato emesso relativamente di recente, il che però non significa che si sia anche formato di recente.

    «Questi serbatoi sotterranei potrebbero essere costituiti da metano antico tanto quanto da metano nuovo, creato oggi», ha dichiarato Webster a Space.com. «Questo non siamo in grado di distinguerlo».

    E nemmeno siamo in grado di individuare l’origine di questo metano. Può essere prodotto da attività microbica, ma anche da processi geologici (come già sottolineato in precedenti scoperte); ad esempio reazioni in alcuni tipi di rocce in presenza di acqua calda. Inoltre, il nuovo studio riguarda solo i livelli di base del metano marziano; non offre alcuna comprensione significativa di casi eccezionali, come il picco di 7 parti per miliardo osservato da Curiosity nell’arco di poche settimane dalla fine del 2013 all’inizio del 2014.

    Certamente, se fosse possibile stabilire se viene rilasciato da improvvisi getti, tipo geyser, provenienti da qualche zona particolare della superficie, e che occasionalmente rilasciano quantità più importanti di metano, da giustificare quei picchi “eccezionali” sarebbe un’ottimo punto di partenza per i prossimi rover.

    «Questa è la prima volta che vediamo qualcosa di ripetibile nella storia del metano, quindi ci offre un gancio in più per comprenderlo, e tutto ciò è possibile grazie alla longevità di Curiosity: la lunga durata della missione ci ha permesso di individuare degli schemi in questo “respiro” stagionale».

    «Con queste nuove scoperte, Marte ci sta dicendo di continuare su questa strada e continuare a cercare prove di vita», ha dichiarato Thomas Zurbuchen, amministratore associato del Science Mission Directorate della NASA, a Washington. «Sono fiducioso che le nostre missioni in corso e quelle programmate sbloccheranno ancora più scoperte mozzafiato sul Pianeta Rosso».

    «Sono segnali di vita su Marte?» si chiede in conclusione Michael Meyer, lead scientist per il Mars Exploration Program della NASA. «Non lo sappiamo ma questi risultati ci dicono che siamo sulla strada giusta».

    I due studi – quello sulle molecole organiche “resistenti” in rocce sedimentarie di 3 miliardi di anni fa, in prossimità della superficie e le variazioni stagionali dei livelli di metano nell’atmosfera – sono stati pubblicati l’8 giugno su Science.


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