El misterioso metano de Marte
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La existencia
de metano en la atmósfera marciana ha venido siendo un controvertido problema
desde que se anunció su detección por primera vez hace más de una década. En la
Tierra, la práctica totalidad del metano atmosférico procede de la actividad
biológica, y solo un pequeño porcentaje tiene su origen en procesos volcánicos
o en la liberación del que está contenido en clatratos, por lo que su presunta
presencia en Marte dio pábulo a la posibilidad de que también en el Planeta
Rojo algún tipo de vida pudiera haberlo generado en el pasado, habiendo quedado
atrapado en el permafrost para liberarse luego circunstancialmente, o incluso seguir
generándolo en la actualidad.
La primera
medida positiva se realizó en 1999 mediante el Telescopio Canadá-Francia-Hawái,
en Mauna Kea, que midió un valor de 10 ppbv (partes por mil millones en
volumen) en término medio en la atmósfera de Marte. Posteriormente, el
Telescopio Infrarrojo de la NASA (Infrared Telescope Facility, IRTF), midió
concentraciones máximas de hasta 45 ppbv durante el verano en determinadas
zonas del planeta, y se empezaron a utilizar los orbitadores operativos para
intentar precisar los datos con medidas más cercanas. En aquel momento se
contaba con Mars Express, que a través de su Espectrómetro Planetario Fourier
(Planetary Fourier Spectrometer, PFS), obtuvo un valor medio global de 15 ppbv
en la concentración de metano, con picos veraniegos de 45 ppbv en el Polo Norte
provocados por emanaciones bien delimitadas en determinadas áreas del planeta.
Por su parte, Mars Global Surveyor con su Espectrómetro de Emisión Térmica
(Thermal Emission Spectrometer, TES), reportó valores de 5 a 60 ppbv también en
diferentes zonas bien localizadas. Las mediciones realizadas con todos estos
instrumentos, además de disconformes, resultaban en ciertos aspectos
contradictorias, aunque mostraban algunos detalles comunes: el metano parecía
emanar de fuentes localizadas espacialmente y, una vez en la atmósfera,
desaparecía de forma misteriosa. Este hecho resultaba sumamente extraño puesto
que, según los modelos de circulación general y fotoquímicos usados como
referencia, de haber una cantidad cualquiera de metano en la atmósfera su
permanencia se prolongaría durante unos 300 años en término medio, durante los
que además debería acabar uniformemente distribuido por toda la atmósfera;
ningún proceso conocido es capaz de eliminarlo con la rapidez con la que esto
parecía ocurrir en Marte.
Siendo el
comportamiento del metano inexplicable de acuerdo con los modelos atmosféricos
de Circulación General y Fotoquímicos, que en definitiva compendian el
conocimiento acumulado sobre la dinámica atmosférica, y dado que los valores
obtenidos eran del orden de partes por mil millones y se habían obtenido en el
límite de la capacidad de medida de los instrumentos utilizados, algunos
científicos empezaron a poner en cuestión las detecciones al considerar que los
márgenes de error derivados de estas circunstancias eran excesivos para otorgar
validez a las medidas obtenidas. Entre otros estaba por ejemplo Franck Lefèvre,
del Laboratoire Atmosphères, Milieux, Observations Spatiales (LATMOS), a quién
tuvimos la ocasión de entrevistar para este blog hace unos meses en relación
con esta cuestión precisamente, cuando las prospecciones de Curiosity en busca
del metano aún no habían proporcionado datos conclusivos.
Pero finalmente,
el pasado día 16 de diciembre durante el Congreso de Otoño de la American
Geophysical Union (AGU Fall Meeting) celebrado en San Francisco, el
investigador principal de la misión MSL John Grotzinger notificó en rueda de
prensa la detección inequívoca de metano en la atmósfera marciana por el
vehículo robótico Curiosity, sin duda uno de los más llamativos anuncios
científicos de 2014, porque zanja definitivamente la vieja cuestión.
El nuevo
estudio, que fue publicado en la revista Science el mismo día 16 tras el
anuncio de Grotzinger y que firman los científicos españoles del equipo
científico de MSL Fco. Javier Martín Torres y Mª Paz Zorzano Mier, se basa en
un análisis exhaustivo de los datos obtenidos durante 605 soles o días
marcianos en el que se han observado valores basales de metano en la capa
límite atmosférica de la zona de operación de en torno a 0,7 ppbv. Este periodo
abarca casi todo un año marciano con sus correspondientes variaciones
estacionales, durante el que Curiosity ha recorrido unos 8 kilómetros sobre el
fondo del cráter Gale. Sobre este valor, se ha detectado además un incremento
episódico de hasta 7 ppbv durante 60 soles, en lo que se cree fue una emisión
localizada y de corta duración, al cabo de los cuales el metano volvió a
desaparecer. En cualquier caso la detección es ahora concluyente puesto que se
ha obtenido con el Espectrómetro Láser Sintonizable (Tunable Laser Spectrometer,
TLS) que forma parte del instrumento SAM (Sample Analysis At Mars). TLS consta
de dos canales para efectuar análisis en el rango de longitudes de onda del
infrarrojo, el segundo de los cuales mide en 3,27 μm y ha sido dispuesto específicamente para la
detección de metano por su huella espectrográfica de tres líneas bien definidas
e inequívocas. El dispositivo ofrece una resolución de 0,0002 cm-1,
y además el método utilizado para hacer las mediciones es, según destacan los
autores del trabajo, “simple, no
invasivo, y sensible”, y ha incluido medidas en vacío y medidas de muestras
enriquecidas artificialmente con metano para contrastarlas con las efectuadas
sobre muestras de ambiente marciano, reduciendo de esta forma el margen de
error hasta unos valores que permiten considerar los datos incuestionables.
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| Imagen del Espectrómetro Láser Sintonizable de SAM |
En definitiva,
el hallazgo supone un paso adelante muy importante en la caracterización del
entorno marciano y la contestación definitiva de una cuestión abierta desde
hace mucho tiempo, pero plantea al mismo tiempo dos nuevos problemas que serán
sin duda más arduos de resolver: definir las fuentes de las que surgen las
emanaciones del gas en eventos delimitados tanto espacial como temporalmente, y
desvelar los mecanismos por los que después es eliminado. Quizá estos últimos
sean más misteriosos, porque mientras que las primeras se pueden atribuir a
procesos conocidos que pueden operar de forma particular en Marte (entre los
que no se puede descartar de momento la biogénesis pasada o presente, o ambas),
las ideas sobre cuáles pueden ser los segundos son más vagas y especulativas, y
ninguno de los procesos propuestos hasta ahora consigue dar cuenta de su
eliminación, al menos con la rapidez con la que ocurre. Por lo tanto se abren
nuevos desafíos científicos ante este descubrimiento que se afrontarán
inmediatamente con las nuevas sondas MAVEN, que llegó recientemente a Marte, y
Trace Gas Orbiter (TGO), que será enviado en 2016 dentro del programa Exo Mars.
Sus instrumentos proporcionarán datos globales en los que contextualizar el
fenómeno para su mejor comprensión. También la estación meteorológica española
REMS (Rover Environmental Monitoring Station) contribuirá a establecer las
posibles correlaciones entre los eventos de incremento de la concentración de
metano con los parámetros atmosféricos que monitoriza, que de momento no han
podido ser determinadas y requerirán posteriores estudios específicamente
dedicados.
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