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Ahora me ves, ahora no me ves: el misterio del metano en Marte

¿Hay metano en la atmósfera de Marte? Esta sencilla pregunta está generando una gran controversia entre la comunidad científica. Durante los últimos años, algunos instrumentos de distintas plataformas han detectado metano en la atmósfera de Marte. Por otro lado, otras sondas no han conseguido detectar ni una pizca de dicho gas. En este astrobito presentamos los hallazgos obtenidos por el rover Curiosity de la NASA (imagen de portada; crédito: NASA/JPL-Caltech/MSSS), que han sido recientemente publicados en el artículo que nos ocupa y que podrían ser determinantes para resolver el misterio de la aparición y desaparición del metano en Marte.

¿Por qué es tan importante la presencia de metano?

Mucha gente recordará el metano como un gas que comúnmente se relaciona con las ventosidades de las vacas. Para quién se vea sorprendido por esta afirmación ha de saber que es cierta: debido al alto consumo de carne en nuestro planeta y a la expansión sin control de la industria cárnica, la expulsión de metano a la atmósfera por parte de estos pacíficos rumiantes se está volviendo un auténtico problema ecológico a nivel global. Pero entonces, si encontramos metano en Marte, ¡¿significa que existen vacas marcianas en algún lugar del planeta?!… Pues no.

El metano expulsado por las vacas de nuestro planeta es, en realidad, producido por microorganismos que se encuentran en sus intestinos, así como por muchos otros procesos orgánicos conocidos. Es precisamente por eso que sería tan novedoso confirmar la presencia de metano en Marte, porque suele ser lo que llamamos un biomarcador, es decir, un indicador de la presencia de vida. El metano tiene una vida media de 300 años, por lo que si hay metano tiene que haberse formado recientemente y provenir de algún origen que lo genere de manera continua. También hay que advertir que se conocen procesos no biológicos que pueden generar metano, como ciertas interacciones entre rocas, agua y calor, por eso se considera sólo un indicador y no una prueba directa de la presencia de vida.

Detecciones o ausencias de metano en Marte

A lo largo de las últimas dos décadas gran variedad de plataformas han informado sobre detecciones de metano en la atmósfera marciana, que varían desde poco más que cero a 45 partes por volumen por mil millones (ppbv en adelante), lo que significa que hay 45 partes de volumen de gas metano por cada mil millones de partes de gas atmosférico. Esto, que podría parecer muy poco, está muy por encima del límite de detección de muchas sondas, algunas de ellas siendo capaces de detectar incluso menos de 1 ppbv. Sin embargo, algunas de estas detecciones han generado una gran controversia debido a que otras sondas, algunas de las cuales específicamente diseñadas para la detección de gases como el Obitador Trazador de Gases (TGO) ExoMars de la ESA, no han conseguido detectar el elusivo gas. A continuación, pueden ver un resumen de detecciones y no-detecciones de metano en Marte:

  • Telescopio Canadá-Francia-Hawai: 10 ppbv (1999).
  • Instalación Telescópica Infrarroja de la NASA: 45 ppbv (2003); NO detectado (2006, 2009, 2010); 25 ppbv (2019).
  • Mars Express: 15 ppbv (2004 y 2010); 25 ppbv (2019).
  • Rover Curiosity: 8 ppbv (2013); 7.2 ppbv (2014); 5.5 ppbv (2016); 20.5 ppbv (2019).
  • ExoMars TGO: NO detectado (2018-actualidad).

¿Detecciones reales o ilusión?

Como siempre en ciencia, hay que valorar todas las posibles situaciones por las que se puede obtener un cierto resultado y analizar si el resultado que obtenemos es realmente el que vemos o si existen factores que lo están alterando. En este caso, el equipo firmante del artículo ha analizado varias situaciones donde las medidas podrían ser erróneas, algunas de ellas propuestas por otros grupos de investigación. A continuación, detallamos algunas de las principales situaciones analizadas y la conclusión que proponen en el artículo:

  • Es posible que en ocasiones no se detecte porque los niveles estén por debajo de la cantidad mínima de detección de las sondas: esto podría haber sido una explicación válida hasta la llegada de la sonda ExoMars (TGO), la cual tiene un mínimo de detección de 0.05 ppbv, lo cual es muy inferior a los valores detectados, por ejemplo, por Curiosity.
  • Las líneas de metano están muy cercanas a las del ozono, por lo que las sondas pueden haberlas confundido: el rover Curiosity tira por tierra esta hipótesis, dado que tiene mucha más resolución que otras sondas y es perfectamente capaz de diferenciar sin problemas las líneas de metano y las de ozono.
  • El propio rover Curiosity es quién está expulsando el metano que está detectando: esta hipótesis ha sido propuesta por otros grupos de investigación. Para comprobar si es cierta el grupo firmante del artículo ha verificado que las mediciones de metano del Curiosity no dependen de la orientación que tenga el rover en el momento de la medición. Además, el único depósito de metano conocido que contiene el rover se encuentra atrapado entre la óptica de uno de sus instrumentos. Se han realizado varias medidas de dicho depósito de metano durante los ocho años de operaciones del rover en Marte y nunca se ha detectado ninguna fuga del mismo. Por otro lado, han calculado que la cantidad de metano necesaria que tendría que expulsar el rover para realizar una lectura de 20.5 ppbv, como la que obtuvo, sería de unas 20.000 veces todo el metano que contienen sus ópticas. Por todo esto se hace evidente que el metano detectado no puede provenir del propio Curiosity.

La solución no está en el dónde, sino en el cuándo

Fue en el 2019 cuando un grupo de investigación propuso que quizás el problema no residía en qué lugar del planeta medían el metano, sino en qué momento se realizaba la medición. En el caso del rover Curiosity el protocolo de medición del metano se activaba siempre durante la noche marciana, aprovechando la inmovilidad del mismo. Por otro lado, la sonda ExoMars de la ESA es un orbitador de Marte, que necesita que la luz del Sol bañe la atmósfera para poder realizar sus mediciones, por lo que tiene que tomarlas durante el día. Después de analizar las medidas de otras sondas, el equipo del Curiosity se dio cuenta de que este patrón también encajaba con las observaciones. Así que programaron dos mediciones de metano para que el Curiosity las realizara durante el día marciano y… ¡tachán! El rover no detectó ni rastro de metano con sus instrumentos. En la Figura 1 se pueden observar los modelos de la presencia de metano durante el día (panel superior) y durante la noche (paneles inferiores), realizados con las condiciones de las observaciones del rover Curiosity.

Figura 1. Modelos de presencia de metano en la superficie de Marte, cerca de la posición del rover Curiosity, en dos días distintos (derecha e izquierda). Cada gráfica muestra una parte de la superficie marciana alrededor del rover Curiosity indicando la cantidad de metano presente según un código de colores, representando el violeta la no-presencia del gas. Los dos paneles superiores corresponden al día marcianio, mientras que los seis inferiores corresponden a la noche. La cruz blanca indica la posición del Curiosity mientras que los bordes negros indican los desniveles de la superficie. (Crédito: Figura A.1 del artículo original).

Finalmente, el equipo del Curiosity explica que, durante la noche, el límite de la atmósfera marciana desciende varios kilómetros, dejando los gases atmosféricos mucho más comprimidos y haciendo más fácil la detección de un gas poco abundante como el metano. Por otro lado, durante el día dicha capa sube, con lo que se crean corrientes de convección, haciendo imposible su detección. Aunque es necesario realizar más pruebas para verificar dichas hipótesis, está claro que hemos dado un pasito más en el camino para comprender de qué se compone y cómo funciona la atmósfera del planeta rojo.

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