Curiosity "Annusa" la Storia dell'Atmosfera di Marte


Ingegneri al lavoro durante l'istallazione di SAM su Curiosity. Credit: NASA
Ingegneri al lavoro durante l'installazione di SAM su Curiosity. Credit: NASA

Dopo aver concluso l'esame dettagliato degli strati rocciosi al sito di “Pahrump Hills” nel cratere Gale quest'inverno, Curiosity si dedica ora ad un nuovo esperimento per comprendere meglio la storia dell'atmofera marziana tramite l'analisi dello Xeno, un gas nobile pesante.

Il Sample Analysis at Mars (SAM), strumento di Curiosity per l'analisi qualitativa dei campioni, ha analizzato lo Xeno presente nell'atmosfera del pianeta. Essendo i gas nobili chimicamente inerti e non reagendo con altre sostanze presenti “nell'aria” e sul suolo, essi sono ottimi tracciatori dell'evoluzione dell'atmofera. Lo Xeno in particolare è presente nell'atmosfera marziana in quantità irrisorie e può essere direttamente misurato soltanto tramite esperimenti in loco, come quelli che riesce a fare SAM.

“Lo Xeno è uno strumento di misurazione fondamentale da utilizzare su pianeti quali Marte e Venere, poiché apporta informazioni essenziali per analizzare la storia dei primordi di questi pianeti ed aiuta a capire il motivo della loro netta diversità con la Terra” afferma Melissa Trainer, uno degli scienziati che analizzano i dati di SAM.

Un'atmosfera planetaria è composta generalmente da vari gas, i quali a loro volta si suddividono in varianti dello stesso elemento chimico, chiamati isotopi. Quando un pianeta perde la propria atmosfera, questo processo influisce sulla frazione degli isotopi supestiti.

Lo Xeno da questo punto di vista ci dice tantissimo: in natura esso esiste sotto forma di nove differenti isotopi, con una massa atomica variabile da 124 (con 70 neutroni per atomo) a 136 (con 82 neutroni per atomo – il numero di protoni rimane lo stesso nei vari isotopi, altrimenti cambierebbe anche l'elemento chimico e non sarebbe più Xeno!). Un particolare processo che rimuove i gas dall'estremità superiore dell'atmosfera rimuove anche gli isotopi più leggeri, con una velocità maggiore rispetto a quelli più pesanti, lasciando una frazione di isotopi più massivi superiore a quanto non fosse in partenza.

Un membro del team del Sample Analysis at Mars (SAM) prepara lo strumento gemello di SAM per un nuovo esperimento. Questa copia è inserita all'interno di una camera che riproduce esattamente le condizioni di pressione e temperatura che la vera SAM vede su Marte. Credit: NASA
Un membro del team del Sample Analysis at Mars (SAM) prepara lo strumento gemello di SAM per un nuovo esperimento. Questa copia è inserita all'interno di una camera che riproduce esattamente le condizioni di pressione e temperatura che la vera SAM vede su Marte. Credit: NASA

Tramite le rilevazioni di SAM è stato ricostruito un periodo primitivo della storia di Marte, un periodo in cui un vigoroso processo di espulsione dell'atmosfera stava togliendo anche il pesante gas Xeno, influendo quindi sulle frazioni dei suoi isotopi. Capire tale processo aiuta ad interpretare meglio i risultati degli studi sui meteoriti, che intrappolano piccole quantità di atmosfera marziana.

Prima di concentrarsi sullo Xeno, SAM ha effettuato ricerche su due isotopi di un altro gas nobile, l'Argon. Il risultato ha permesso di puntualizzare una perdita continua e protratta nel tempo di molta atmosfera originale di Marte. Oltre a questo, prima di procedere con gli ulteriori studi sul gas nobile più pesante, sono stati effettuati mesi di cauti test in laboratorio presso il NASA Goddard Space Flight Center a Greenbelt (Maryland), tramite l'utilizzo di una fedele copia di SAM chiusa all'interno di una camera in cui è stato simulato l'attuale ambiente marziano.

Giulia Murtas

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