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Metano su Marte: c’e’, non c’e’, c’era?

26 Set

Nella sezione:

Hai domande o dubbi

e’ stato richiesto un argomento molto interessante e attuale. Come potete vedere, si chiede un aggiornamento sulle ultime misure fatte da Curiosity, il rover che sta eplorando Marte, alla luce della notizia, tanto pubblicizzata, della concentrazione minore rispetto alle aspettative di metano. Come anticipato, si tratta di un argomento molto interessante e scientificamente importante. Purtroppo, anche questa volta, molti giornali e siti si sono lanciati in notizie eclatanti, senza pero’ spiegare in dettaglio qual e’ il significato di questo risultato, ma soprattutto cosa ci si aspetta per il futuro.

Per chi volesse maggiori informazioni sulla missione e sulle scoperte fatte, abbiamo parlato di Curiosity in questi post:

Curiosity: scoperta sensazionale?

– Curiosity e gli UFO

– Curiosity e gli UFO: dopo le foto, il video. 

Ecco la scoperta di Curiosity

Detto questo, e’ interessante ripercorrere la storia del metano su Marte, ragionando soprattutto su che cosa questa misura significihi.

Cerchiamo di ragionare insieme. Come sapete, a parte per il discorso ufo e avvistamenti vari che lascia il tempo che trova, uno degli obiettivi dell’esporazione spaziale e’, tra i tanti altri, quello di capire se c’e’ vita sugli altri pianeti del Sistema Solare o anche se in passato ci sono state le condizioni affinche’ una qualche forma di vita si sia sviluppata.

Fin qui ci siamo. Ogni qual volta si parla di condizioni adatte alla vita, qual e’ il primo parametro che viene citato? Ovviamente la presenza di acqua. Il motivo di questo e’ scontato per tutti e non c’e’ bisogno di replicarlo. Molte missioni osservative di Marte hanno dimostrato come in passato ci fosse molta acqua sul pianeta rosso. Addirittura sono stati ossservati i segni tipici lasciati da fiumi, laghi e mari, come solchi, ammassi di fanghi essiccati, letti di fiumi ormai asciutti, ecc. Inoltre, sulle calotte di Marte e’ presente ghiaccio. Queste distese hanno anche una variabilita’ stagionale cosi’ come avviene sulla Terra. Anche oggi ci sono evidenze di acqua in forma liquida, anche se in misura estremamente minore in superificie.

Bene, dunque su Marte c’e’ acqua. Questo significa che c’e’ vita? Assolutamente no. Per dirlo in termini matematici, la presenza di acqua sul pianeta e’ una condizione necessaria per sviluppare determinate forme di vita. Questa condizione non e’ pero’ sufficiente, cioe’ se c’e’ vita c’e’ acqua, ma non e’ vero il viceversa.

A questo punto, non avendo visto nessun marziano salutarci attraverso le telecamere dei rover, dobbiamo cercare qualche altro parametro. In questo caso, quello che possiamo vedere e’ se c’e’ metano in atmosfera.

Perche’ e’ importante la presenza di metano?

Prendiamo come esempio la Terra, dove non credo di dover dimostrare che c’e’ vita. L’atmosfera terrestre e’ molto ricca di metano. Da dove viene? Circa il 90% del metano che troviamo nella nostra atmosfera viene da forme vitali. Che significa? Una frazione viene dalla decomposizione di specie che rilasciano questo gas, mentre gran parte viene prodotto direttamente dal metabolismo di alcuni animali. Come sicuramente saprete, monitorare il metano nella nostra atmosfera e’ molto importante per via dell’effetto serra portato da questo gas. Uno dei contributi maggiori al metano viene dalla digestione delle mucche.

Detto questo, capite bene come la presenza di metano in atmosfera puo’ essere in qualche modo legato alla presenza di vita su un pianeta.

Fin qui ci siamo, ma torneremo su questi discorsi a breve per continuare a portare avanti il nostro ragionamento.

Prima di Curiosity, c’erano delle misure della quantita’ di metano nell’atmosfera di Marte? Certamente si, misure, anche se tra loro abbastanza discordi, venivano da osservazioni con telescopi da Terra e da satelliti in orbita intorno al pianeta rosso. Tra queste, vi erano alcune misurazioni che mostravano dati abbastanza entusiasmanti.

Senza troppi giri di parole, vi mosro un’immagine in falsi colori ottenuta partendo dai dati della sonda Mars Express nel 2004:

 

Metano nell'atmosfera di Marte. Fonte: Mars Explorer

Metano nell’atmosfera di Marte. Fonte: Mars Explorer

Cosa rappresenta? Le diverse colorazioni indicano la concentrazione piu’ o meno alta di metano nell’atmosfera di Marte. Come vedete, seguendo la scala in basso, ci sono dei punti che appaiono molto rossi, cioe’ con concentrazioni anche fino a 30 parti per miliardo (ppb) di metano.

Dunque? Su Marte c’e’ o c’era acqua, su Marte c’e’ metano quindi su Marte c’e’ vita!

Questo ragionamento potrebbe esssere azzardato e scientificamente non corretto. Come detto prima, sempre in termini matematici, avere acqua e’ una condizione necessaria, avere metano e’ una condizione necessaria, avere acqua e metano e’ una condizione necessaria, ma nessuna delle due, neanche simultaneamente, e’ una condizione sifficiente.

Non poter gridare alla scoperta del secolo, non significa non fare ricerca. L’evidenza di questi rilasci in atmosfera meritano di essere studiati in dettaglio per vedere se effettvamente sono sinonimo di vita oppure no.

Detto questo, cosa facciamo? Mandiamo Curiosity a vedere direttamente sulla superficie di Marte. Tra i tanti strumenti, il rover ha a disposizione spettrometri pensati proprio per misurare le concentrazioni di gas in atmosfera.

Cosa troviamo?

Come annunciato in questi giorni, Curiosity non ha trovato le concentrazioni sperata di metano. I valori misurati, ponderati su diverese analisi fatte in periodi diversi dell’anno marziano, hanno mostrato valori massimi intorno a 2 parti per miliardo, cioe’ molto meno di quello che si pensava e che e’ stato mostrato nei dati di Mars Express.

A questo punto, un po’ con l’amaro in bocca, cosa dobbiamo dire?

Molte fonti chiudono il discorso dicendo che non c’e’ vita su Marte, mentre altre si appellano al fatto che ci sono errori nella misura o che la vita c’era in passato.

Per ragionare su queste affermazioni e’ necessario riprendere il discorso metano in atmosfera.

Abbiamo detto che sulla Terra abbiamo una concentrazione di circa 1700 ppb di metano. I dati di Mars explorer mostravano picchi da 10-20 ppb. Confrontate tra loro i due numeri. Come vedete, sono profondamente diversi tra loro. Questo non deve portarvi fuori strada. Come detto prima, sulla Terra ci sono, ad esempio, le mucche, su Marte vi aspettate di trovare al massimo qualche batterio.

E’ vero pero’ che Curiosity sta osservando una frazione molto ristretta della superficie marziana, il cratere Gale. Per quanto esteso, questo campione non e’ rappresentativo di tutto il pianeta. Questa e’ una riflessione ragionevole. Notiamo pero’ che se ci fossero forme di vita batteriche, queste si dovrebbero sparpagliare per tutto il pianeta, non solo in determinati punti specifici. Tra l’altro, il cratere Gale e’ stato scelto per le sue proprieta’, per la presenza in passato di corsi d’acqua, insomma se c’e’ vita, dovrebbe essere anche in questo punto.

Torniamo pero’ ai dati di Mars Explorer. Su questa mappa abbiamo visto dei rilasci molto localizzati di metano, non certo un’atmosfera uniforme. Bene, proprio questa particolarita’, ci porta a pensare che il rilascio potrebbe essere causato da altro, non necessariamente da forme di vita.

Come anticipato, sulla Terra il contributo maggiore al metano in atmosfera viene, in qualche modo, da forme di vita. Queste pero’ non sono le uniche sorgenti di questo gas. Esistono processi geologici in grado di produrre metano e scaricarlo in atmosfera. Si tratta, nel nostro caso, di contributi minori rispetto a quelli delle forme di vita, ma comunque presenti e conosciuti. Se su Marte non c’e’ vita, ci potrebbero pero’ essere fenomeni analoghi, e questo spiegherebbe anche la minor concentrazione di metano in atmosfera. Altra ipotesi possibile e’ che su Marte sia presente “olivina”, un minerale che a contatto con l’acqua produce un altro minerale detto “serpentina”. In questo processo viene emesso metano. Abbiamo prove di questo? Certo, l’olivina e’ molto abbondante su Marte sia in superificie che nel sottosuolo. Perche’ pero’ in punti localizzati? Semplice, perche’ in quei punti ci potrebbero essere ancora serbatoi di acqua che sono andati in contatto con il minerale rilasciando metano.

Altra ipotesi che si sta facendo strada in queste ore e’ che oggi non ci sia vita su Marte, ma che magari ci fosse stata in passato.

Possibile questo? Come abbiamo visto, il metano prodotto in qualche modo arriva in atmosfera. Poi? Se il metano rimanesse stabile per sempre, allora sulla Terra, per fare un esempio, la sua concentrazione in atmosfera dovrebbe aumentare linearmente grazie ai continui apporti dagli esseri viventi. In realta’, il metano ha un tempo di vita abbastanza lungo, ma a causa della radiazione proveniente dal sole, viene scisso formando altri gas. La vita media di una molecola di metano in atmosfera e’ intorno a 300-400 anni.

Attenzione, allora e’ possibile che in passato ci sia stata la vita su Marte ed ora non c’e’ piu’ e anche il metano prodotto e’ scomparso. Questo non e’ del tutto vero dal momento che un organismo vivente produce metano ma anche un organismo in decomposizione produce metano. Inoltre, organismi decomposti nel sottosuolo, formano giacimenti di olii che non sono stai assolutamente osservati su Marte, pensate anche solo alla formazione di petrolio.

Detto questo, Curiosity non ha trovato la quantita’ di metano che ci si aspettava. I valori precedenti osservati, come visto rilasci localizzati, possono essere dovuti a fenomeni di natura geologica, che nulla hanno a che fare con la vita.

E’ altresi’ vero che Curiosity ha fatto le sue misure su una superficie ridotta di Marte e inoltre che si e’ limitata a raccogliere campioni a sua portata, cioe’ fino ad 1 metro di altezza da Terra.

Fatte queste considerazioni, la matassa non e’ ancora sbrogliata del tutto. Fatte salve le misure degli anni precedenti e queste di Curiosity, ci deve essere un processo non biologico che ha prodotto metano in atmosfera. Mi sento quasi di escludere del tutto che i rilasci osservati siano di natura biologica, ma questa e’ una mia considerazione personale.

Come studiare il problema?

Semplice, sono gia’ in fase di studio nuove missioni per Marte. La missione Exomars prevede nel 2016 la messa in orbita intorno al pianeta rosso di un satelite per misurazioni dei gas e nel 2018 due nuovi rover in superficie. Questa missione e’ gestita sia dalla NASA che dalla nostra ESA. Oltre a questo, il contributo italiano a questa missione e’ davvero notevole sia dal punto di vista della ricerca che di componentistica realizzata dalle nostre aziende.

Missioni di questo tipo potrebbero aiutarci a capire meglio l’origine del metano e dare una risposta definitiva sulla presenza o meno di vita su Marte.

Ultimissima considerazione, dire non c’e’ metano e’ equivalente a dire non c’e’ vita? Assolutamente no. Anche qui sulla Terra conosciamo diverse forme batteriche che non producono questo gas nel loro metabolismo. Questo ci fa capire nuovamente che questa non e’ una condicio sine qua non. Anche avere tantissimo metano non significa necessariamente avere vita. Pensate, ad sempio, a Titano, satellite di Saturno. Qui l’atmosfera e’ pregna di metano, ci sono laghi di metano, precipitazioni di metano, eppure, a nessuno verrebbe in mente di cercare la vita su Titano.

Come vedete, il discorso e’ sempre aperto, e, al momento, non possiamo certo escludere o dare per certa una qualche forma di vita su Marte. Le ricerche future potranno aiutarci a meglio comprendere questi aspetti o magari anche solo a capire se in passato si possano essere sviluppate forme di vita su qualche pianeta del Sistema Solare.

 

Psicosi 2012. Le risposte della scienza”, un libro di divulgazione della scienza accessibile a tutti e scritto per tutti. Matteo Martini, Armando Curcio Editore.

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Ricerca sui blocchi delle grandi piramidi

26 Gen

In questo post, vorrei raccontarvi di una nuova ricerca scientifica, pubblicata proprio in questi giorni sulle riviste specializzate. Data la premessa, capite subito che si tratta di una misura reale, non speculativa, ma che ritengo estremamente interessante.

Uno dei misteri che da sempre affascina l’uomo, e’ la costruzione delle grandi piramidi di Giza. Questi enormi monumenti funerari sono formati mettendo sapientemente insieme blocchi pesanti tonnellate. Proprio su questo punto, nascono molte ipotesi, a volte anche completamente campate in aria. Come hanno fatto gli antichi egiziani a costruire le piramidi? Nel cercare una risposta a questa domanda, spesso si dimenticano le basi su cui era fondata questa civilta’. L’egemonia territoriale e la struttura societaria fortemente gerarchica, consentiva agli antici egizi di poter disporre di un numero elevatissimo di schiavi considerati sacrificabili. Proprio questa manodopera immensa e a costo zero, veniva sfruttata per muovere gli enormi blocchi, mattoni fondamentali della costruzione delle piramidi. Diciamo che questa potrebbe essere una soluzione ragionevole, ma non l’unica.

Le tre piramidi maggiori di Giza

Le tre piramidi maggiori di Giza

L’altro punto importante, e che spesso pone domande e dubbi, e’ “dove sono stati presi questi blocchi?” e “possibile che un numero, anche grande di schiavi, possa trasportare questi blocchi e metterli in posizione?”. Le vicine cave di roccia e la manodopera rispondono molto bene in questo caso, ma la ricerca che vorrei raccontarvi propone una chiave di lettura diversa.

Le piramidi di Giza sono state costruite utilizzando blocchi cubici di pietra calcarea. Come anticipato, opinione comune e’ che questi blocchi siano stati prelevati dalla numerose cave vicino Giza. Gia’ da qualche anno pero’, e’ stata fatta l’ipotesi che non tutti i blocchi abbiano questa provenienza. Secondo queste idee, parte dei blocchi potrebbero essere stati prodotti in modo artificiale direttamente nella loro posizione finale.

Secondo alcune teorie, gli antichi egizi sarebbero stati in grado di produrre blocchi di roccia partendo dal fango del Nilo, posto in speciali contenitori di legno, mescolato con un liquido chiamato “natron”. Questo composto sarebbe un miscuglio salino prelevato invece dai letti dei laghi asciutti durante il periodo estivo. Al termine dell’asciugatura di questo miscuglio, si potevano ottenere blocchi di roccia del tutto simili a quelli naturali.

Se fosse vera la produzione artificiale dei blocchi, significherebbe che questi sono stati prodotti direttamente nella loro posizione attuale in cui li vediamo, semplicemente posizionando il contenitore di legno dove vogliamo il blocco. Questa soluzione eliminerebbe dunque sia il problema del trasporto che della messa in opera dei pesanti blocchi di roccia.

Come e’ possibile verificare questa ipotesi? Senza prove scientifiche, si tratta solo di supposizioni. La ricerca che raccontiamo e’ proprio servita per vagliare questa ipotesi.

In diversi post precedenti:

Inversione dei poli terrestri

L’anomalia del Sud Atlantico

abbiamo parlato di “paleomagnetismo”. Come visto, questa branca della geologia si occupa di studiare, tra le altre cose, l’orientazione dei materiali ferromagnetici all’interno degli strati di sedimenti. Nei post precedenti, abbiamo presentato questa tecnica per dimostrare l’inversione avvenuta nel passato del campo magnetico terrestre, che a sua volta orienta nel verso dei poli del pianeta il magnetismo proprio delle rocce.

Nel caso delle piramidi di Giza, il paleomagnetismo e’ stato utilizato per cercare di trovare differenze significative tra i blocchi e dunque verificare o meno l’ipotesi che alcuni blocchi fossero prodotti artificialmente.

Posizione dei blocchi analizzati con il paleomagnetismo

Posizione dei blocchi analizzati con il paleomagnetismo

In questa prima fase della ricerca, sono stati analizzati 6 blocchi di materiale, 3 dalla piramide di Cheope e 3 da quelle di Chefren, localizzati nei punti mostrati dalla figura allegata.  In particolare, il punto 4 e’ relativo ad una cava vicina alle Piramidi, ragionevolmente utilizzata per prelevare materiale, e dunque assunto come riferimento per la misura.

Cosa dobbiamo aspettarci andando a misurare l’orientazione del campo magnetico all’interno dei blocchi?

Molto semplicemente, all’interno della cava, le rocce avranno un’orientazione di campo parallela alla direzione dei poli terrestri prodotta durante la formazione del deposito di materiale. Una volta tagliati i blocchi pero’, questi saranno stati girati casualmente durante il trasporto e la messa in opera, dando orientazioni casuali ai campi magnetici. In altri termini, se fosse vera l’ipotesi naturale, non dovremmo avere una direzione preferenziale di orientazione del campo.

E se invece i blocchi fossero stati prodotti artificialmente? In questo caso, dal momento che i blocchi vengono prodotti direttamente nel punto in cui devono essere posti, il campo magnetico interno delle rocce si orienta parallelamente al campo terrestre, non subendo ulteriori spostamenti successivi. In questo caso dunque potremmo osservare i campi magnetici tutti rivolti nella stessa direzione.

Quali risultati si sono trovati?

Dei 6 blocchi analizzati, 3 di questi, 2 dalla piramide di Chefren e 1 da quella di Cheope, presentavano una paleodirezione parallela a quella Nord-Sud del campo magnetico terrestre. Dalle considerazioni fatte, molto probabilmente questi blocchi sono stati prodotti direttamente nella loro posizione con la tecnica vista.

Cosa possiamo dire dei restanti 3 blocchi? Il paleomagnetismo, insieme anche con gli studi magnetici fatti nella preparazione del campione da analizzare, ci consentono di ottenere anche altri risultati importanti. Tutti e 3 i blocchi presentano direzioni casuali del campo magnetico, ma mentre 2 di questi hanno caratteristiche simili, uno appare diverso proprio dal punto di vista fisico-magnetico. Cosa significa? I primi 2 blocchi, hanno caratteristiche magnetiche, dunque di composizione, simili al campione prelevato nella cava vicina alle piramidi, indicando una provenienza dei blocchi da questo deposito. Il restante blocco invece, date le caratteristiche diverse, con buona probabilita’ e’ stato ricavato da un’altra cava, forse piu’ lontana di quella presa in esame.

Concludendo, questo risultato mostra dati molto interessanti. Come visto, molto probabilmente gli egiziani mescolavano insieme blocchi naturali e artificiali. Inoltre, le rocce calcaree naturali venivano estratte contemporaneamente da diverse cave, forse proprio per aumentare il ritmo di produzione del materiale necessario.

Questa misura dimostra l’utilita’ degli studi paleomagnetici anche in campi diversi da quelli abituali. Nei prossimi mesi continuera’ l’analisi dei blocchi delle grandi piramidi, per cercare di trovare informazioni utili e che forse ci aiuteranno a comprendere meglio, e senza speculazioni, le tecniche utilizzate per realizzare queste imponenti opere.

 

 

Psicosi 2012. Le risposte della scienza”, un libro di divulgazione della scienza accessibile a tutti e scritto per tutti. Matteo Martini, Armando Curcio Editore.