Un altro caso marziano: Yamato 000.593

Yamato 000593

Questa è una serie di immagini riprese al microscopio elettronico a scansione di una sezione sottile lucida di Yamato 000.593. Il iddingsite presente in questo meteorite è un minerale argilloso (vedi nota articolo). Qui sono evidenti anche dei microtuboli 
La barra di scala in basso a sinistra è di 2 micron.
Credit: NASA

Dopo il pluridecennale caso di ALH84001 1, adesso a tenere banco nella comunità scientifica è un altro meteorite marziano, conosciuto come Yamato 000.593. Il meteorite, che pesa 13,7 chilogrammi, è una acondrite trovata durante la spedizione giapponese Antarctic Research Expedition del 2000 presso il ghiacciaio antartico Yamato. Le analisi mostrano che la roccia si è formata circa 1,3 miliardi di anni fa da un flusso di lava su Marte. Circa 12 milioni di anni fa un violento impatto meteorico ha scagliato dei detriti dalla superficie di Marte fin nello spazio e, dopo un viaggio  quasi altrettanto lungo, uno di questi è caduto in Antartide circa 50.000 anni fa. Adesso, gli stessi autori che nel 1996 annunciarono la scoperta di tracce di batteri alieni all’interno di ALH840001 [cite]http://www.sciencemag.org/content/273/5277/924[/cite], si sono concentrati sullo studio del meteorite Yamato [cite]http://online.liebertpub.com/doi/abs/10.1089/ast.2011.0733[/cite] scoprendo così la presenza di un tipo di argilla chiamata iddingsite 2 che si forma in presenza di acqua liquida [cite]http://www.researchgate.net/publication/234234597_Yamato_nahklites_Petrography_and_mineralogy[/cite].

caratteristiche incorporate in uno strato di iddingsite.  Sedi di EDS spettri delle sferule  e lo sfondo è dato dal rosso e  cerchi blu, rispettivamente. (B) EDS spettri  di sferule (rossi) e lo sfondo (blu).  Le sferule sono arricchiti * 2 volte in  carbonio rispetto allo sfondo. (C)  Vista SEM delle caratteristiche spherulitic incassato  sia in un superiore (arancione falsi colori)  e strato inferiore di iddingsite. Credit: NASA

(A) Le nanostrutture ricche di carbonio incorporate in uno strato di iddingsite.
(B) Gli spettri delle sferule e lo sfondo sono evidenziati dai cerchi rosso e blu Le sferule mostrano il doppio di carbonio rispetto allo sfondo.
(C) Le sferule appaiono incassate tra due diversi strati di iddingsite: qui il superiore (in falsi colori) e uno inferiore.
Credit: NASA

Dai margini di queste vene di iddingsite partono delle strutture filamentose che contengono aree ricche di carbonio non dissimili al cherogene 3. La presenza di materiale organico complesso come il cherogene in una meteorite marziana non deve trarre in inganno: la sua presenza è stata registrata anche all’interno di molte altre meteoriti: le condriti carbonacee di solito ne sono abbastanza ricche [cite]https://www.jstage.jst.go.jp/article/jmps/100/6/100_6_260/_article[/cite]. Occorre anche ricordare che l’origine dei cherogeni non è necessariamente di origine biologica, visto che è presente anche nelle polveri interstellari [cite]http://www.aanda.org/articles/aa/abs/2001/41/aah2968/aah2968.html[/cite].

Un’altra caratteristica del meteorite Yamato sono le sferule particolarmente ricche di carbonio, circa il doppio rispetto all’area circostante, situate tra due diversi strati di minerale argilloso che le separa dai carbonati e i silicati circostanti. Solo un altro meteorite marziano , il Nakhla 4 presenta strutture simili 5.

La presenza di acqua liquida su Marte in un intervallo di tempo compreso tra 1,3 miliardi e 650 milioni di anni fa è stata confermata anche da altre meteoriti [cite]http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1945-5100.2000.tb01978.x/abstract[/cite] e da diversi studi effettuati con sonde automatiche, ma essa da sola non è sufficiente per confermare – o confutare – una antica presenza di vita marziana.
Oltre all’acqua occorrono una fonte di energia e i materiali necessari per il suo sviluppo, ma sopratttutto occorre che siano presenti opportune condizioni ambientali [cite]http://www.researchgate.net/publication/258613544_Technologies_for_the_Discovery_and_Characterization_of_Subsurface_Habitable_Environments_on_Mars[/cite] che – attualmente – Marte non ha.
Anche se la contemporanea presenza di materiali organici complessi come i cherogeni e l’acqua liquida sulla superficie del Pianeta Rosso suggeriscono che lì in passato vi siano stati alcuni fattori ambientali necessari a sostenere la vita, e nonostante alcune somiglianze strutturali di alcuni campioni provenienti da Marte con materiali terrestri, questo comunque non prova che la vita su Marte sia mai realmente esistita. Solo uno studio di laboratorio su campioni di suolo marziano può darci la risposta definitiva.
Per ora è meglio essere cauti.


Note:

Le misteriose origini del metano marziano

Continuo ancora a parlare di Marte e dei suoi ancora in gran parte irrisolti misteri. Dopo gli esperimenti biologici delle Viking e del carbonio organico marziano ora tocca al metano che, se nessun marziano ha lasciato i rubinetti del gas aperti, dà non pochi problemi agli scienziati spiegarne per le origini. Fra meno di sessanta giorni Curiosity si adagerà sul suolo del Pianeta Rosso e forse avremo delle risposte più concrete alle nostre domande, o forse ne otterremo di nuove.

Tra pochi giorni il Mars Science Laboratory finalmente arriverà su Marte per cercare di rispondere a tantissime domande che finora le altre missioni precedenti hanno solo scalfito o che hanno prodotto di nuove.
Una di queste è forse poco nota, riguarda la sua atmosfera, o meglio un suo componente: il metano 1.
Nel 2003 – anno della scoperta – la scoperta del metano nell’atmosfera marziana suscitò un vespaio di domande, tanto più che successivamente si scoprì che la sua presenza nella tenue atmosfera di Marte 2  seguiva un andamento stagionale ed era localizzata soltanto in alcune regioni ben precise 3, come la Arabia Terra, la regione Nili Fossae e l’antico vulcano  Syrtis Major, una regione basaltica molto scura 4.

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Contrariamente a quanto si potrebbe supporre, l’atmosfera di Marte è stracolma di ossigeno, peccato che esso sia spesso combinato con il carbonio – come mostra la tabella.
Tutti gli altri elementi o composti chimici sono presenti in tracce o poco più, tra questi  ci sono  anche questi pennacchi estivi di metano che sono un vero rompicapo per i planetologi.
Il metano nell’atmosfera è chimicamente instabile, la radiazione ultravioletta del Sole lo decompone, e su Marte arrivano un sacco di ultravioletti 5 .
L’origine per  ora è ancora sconosciuta , anche se è improbabile che questi pennacchi siano di origine biologica; stando alla natura altamente localizzata di questi pennacchi dovremmo affermare che la presenza di queste forme di vita siano legate solo ed esclusivamente a certi habitat particolari presenti solo in alcuni siti del Pianeta Rosso e non – come ci dovremmo attendere – su tutto il pianeta e a particolari condizioni climatiche presenti solo in alcuni periodi dell’anno marziano; oppure forse dovremmo pensare che questi siano gli ultimi scampoli di vita 6 in un pianeta ormai morto da eoni.
Un po’ troppe condizioni a contorno secondo me per cui si possa parlare di origine biologica dei pennacchi di metano.
L’altra ipotesi è che ci siano dei depositi di gas intrappolati in profonde valli o nel sottosuolo sotto forma di permafrost o di depositi di clarati idrati 7. Questi depositi potrebbero parzialmente sciogliersi durante l’estate marziana ed essere responsabili dei famosi pennacchi 8.
Infine oppure, il metano di chiara origine abiotica, può essere emesso da una qualche forma  residua di attività vulcanica secondaria, come i resti di antichi camini vulcanici, fumarole o pozzi termali.

Qualunque sia comunque il meccanismo di diffusione del metano marziano, rimane da scoprire la sua origine, ovvero se questo sia di  origine biologica o meno.
Il meccanismo biologico è chiaro, il metano sarebbe il prodotto di scarto dell’attività metabolica di microrganismi che ancora non sappiamo 9 con certezza se esistano o meno.
Il meccanismo abiotico è un po’ più complicato da spiegare. Questa ipotesi vuole che il metano venga prodotto in profondità nella crosta marziana attraverso un fenomeno di serpentinizzazione 10 delle rocce basaltiche 11 12.

Entrambe le teorie sono intriganti dal punto di vista scientifico, possono essere vere entrambe o nessuna delle due, ma quale scegliere?
In mancanza di una prova diretta e definitiva di una una qualche attività biologica su Marte, si possono cercare altri marcatori tipici dei processi di generazione del metano.
Sulla Terra infatti l’attività metabolica dei batteri metanogeni è quasi sempre accompagnata da altre molecole organiche complesse formate da carbonio e idrogeno come l’etano o l’acetilene 13, mentre per il metano di origine vulcanica è quasi sempre accompagnato da anidride solforosa etc.
Quindi riuscire a scoprire quali marcatori secondari sono presenti nei pennacchi di metano può aiutare senz’altro a comprenderne l’origine, ma se nessuno di questi fossero presenti?
Esiste una terza via. La Vita tende a ottimizzare i suoi processi col minor consumo di energia possibile per cui tende ad usare gli isotopi più leggeri degli atomi disponibili in un ambiente.
Quindi c’è da aspettarsi che il metano di origine biologica abbia meno deuterio dell’acqua marziana; se il rapporto isotopico D/H del metano è inferiore a quello dell’acqua, allora ci sono pesanti probabilità che sia trovato un altro indizio sulla presenza di Vita su Marte.


Le origini del carbonio marziano

Conosciamo ancora poco di Marte, siamo passati dai canali di Schiapparelli alla superficie arida e senza vita disegnata dalla Mariner4 fino agli esperimenti di biologia delle sonde Viking. Fino a che Curiosity con il suo laboratorio semovente non ci dirà esattamente come stanno le cose su Marte non possiamo che campare di congetture e pochi dati, magari rinvenuti su qualche asteroide marziano piovuto sulla Terra.

ALH84001 - Credit: NASA/JSC/Stanford University

Un nuovo studio 1 condotto da Andrew Carnegie Steele cerca di svelare le origini del carbonio marziano ritrovato in alcune meteoriti di origine marziana, come ad esempio la celeberrima ALH84001.

Il team di Steel ha analizzato 11 campioni meteorici marziani che coprono un arco temporale di 4,2 miliardi di anni di storia marziana e ha studiato le inclusioni carboniose presenti trovando che in dieci di essi queste sono idrocarburi 2 Alcuni di questi composti carboniosi erano inglobati da strutture cristalline minerali, il che ovviamente fa escludere qualsiasi ipotesi di contaminazione esterna alla meteorite o successiva all’epoca della creazione della roccia, quindi la loro origine è senza dubbio la stessa del meteorite: marziana.

Studiando la struttura cristallina che racchiudeva queste grandi molecole organiche 3 il team di Steel ha ottenuto importanti informazioni sulla genesi di queste. Le macromolecole di carbonio sono il frutto di semplici processi chimici – come l’alchilazione 4 – riguardanti molecole più piccole presenti nel mantello del pianeta,  ancora saturo di carbonio, idrogeno e ossigeno 5, e portate in superficie da processi vulcanici.

Certo che stando così le cose, ancora di più Marte si presenta come un’importante tappa per lo studio e l’evoluzione dei pianeti rocciosi e sulle possibili ripercussioni sull’eventuale biologia autoctona che questa ha.


Curiosity e Maven: una risposta sul clima marziano

Curiosity Poised to Begin Ambitious Exploration

Il rover Curiosity - Credit: NASA-JPL/Caltech

Tra pochi giorni un poderoso razzo Atlas V partirà da cape Canaveral con lo scopo di lanciare la missione Mars Science Laboratory  verso Marte.
La missione MSL, ribattezzata più amichevolmente Curiosity, farà planare sulla superficie di Marte l’omonimo lander – un gigante rispetto a tutte le altre sonde semoventi sul suolo marziano – nell’agosto del 2012.
Il suo compito sarà quello di cercare di spiegare definitivamente se Marte abbia avuto o meno in passato condizioni geoclimatiche migliori per la vita di adesso e se questa sia mai espressa sul pianeta rosso.
Uno di questi strumenti è il Rover environmental monitoring station (REMS), una vera  e propria stazione meteorologica che avrà il compito di analizzare l’aria marziana e il suo andamento climatico.

Con lo scopo appunto di studiare più approfonditamente l’atmosfera di Marte, nel 2013 dovrebbe partire la Mars Atmosphere and Volatile Evolution Mission (MAVEN), una missione che cercherà di rispondere a molti quesiti importanti sul clima marziano.

The Mars Atmosphere and Volatile Evolution Mission (MAVEN), set to launch in 2013, will explore the planet’s upper atmosphere, ionosphere and interactions with the sun and solar wind. Bruce Jakosky, MAVEN’s Principal Investigator discusses the mission. Credit: NASA/Goddard/Chris Smith

Francamente quelli che abbiamo sono solo indizi su come potrebbe essere stato il clima di Marte nel lontano passato. Indizi che sembrano indicare la presenza di acqua liquida, di piccoli mari, senza però sapere se questi erano fenomeni locali e temporanei e per quanto sono durati nel tempo.
Certo che la sonda europea Mars Express ha identificato dell’acqua su Marte, ma essa è intrappolata nel suolo o nelle calotte polari insieme all’anidride carbonica congelata. Ma quando e per quanto tempo quest’acqua sia stata in superficie precisamente non lo sappiamo.
Non sappiamo di preciso se l’acqua  su Marte sia stata portata da alcune comete come sulla Terra e se il clima marziano sia mai stato in grado di sostenere un ciclo dell’acqua o se questa sia evaporata per gran parte nello spazio per opera del vento solare e la bassa gravità del pianeta, mentre la rimanente scompariva congelata nel suolo.
A queste domande sia Curiosity con la sua stazione meteorologica, che Maven dovranno trovare una risposta, una risposta che è complementare a quella della Vita su Marte:
Su Marte c’è stato un tempo in cui le condizioni climatiche erano favorevoli alla Vita?
È possibile ripristinarle anche solo in parte?

Un antico vulcano marziano: Tharsis Tholus

 

 

 

 

Credit:ESA

Bello, eh?
Pensate che quello che è per la Terra un vulcano gigantesco per Marte è solo un vulcano di medie dimensioni tra tanti altri.
Nella sola caldera, che misura solo 32 x 34 chilometri  (la parte interna circolare) potrebbe quasi entrarci tutto l’Etna.

Le caldere vulcaniche sono quanto rimane dei vulcani quando la camera magmatica che li alimentano si svuota e questi crollano sotto il loro stesso peso.
Col passare degli eoni (Tharsis Tholus ha circa 4 miliardi di anni, l’Etna soltanto suppergiù 500 000 1) la caldera centrale è collassata creando queste scarpate di oltre due chilometri e mezzo.

Perché un pianeta che è la metà della Terra ha vulcani che sono il doppio di quelli terrestri?
Per colpa della gravità: quella di Marte è quasi un terzo di quella terrestre. Questa caratteristica ha permesso a edifici vulcanici colossali di svilupparsi, Tharsis Tholus anche ora è alto quasi 8000 metri, il più grande vulcano conosciuto nel Sistema Solare, Olympus Mons, è alto ben 24 chilometri su una base di 600 km di diametro: se la sommità del cono fosse a Roma questo inizierebbe a Bologna!

Queste meravigliose immagini sono state prese dalla fotocamera ad alta risoluzione HRSC dalla sonda dell’ESA Mars Express. Qui sotto ci sono alcune immagini rielaborate in falsi colori per mostrare il vulcano estinto.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Liberamente tratto da: ESA Portal – Battered Tharsis Tholus volcano on Mars.