El Debate del Metano de Marte Divide a la Comunidad Científica

El Debate del Metano de Marte Divide a la Comunidad
Científica
Hay nuevas preguntas sobre el metano detectado en la
atmósfera de Marte. Crédito de la imagen: NASA
Una ilustración que muestra la misión Mars Express de
la ESA, lanzada en junio de 2003, en órbita alrededor del
planeta. Crédito de la imagen: ESA
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El rover Curiosity de la NASA Mars Science Laboratory se
muestra en esta ilustración con su brazo robótico de dos
metros de largo examinando una roca marciana. Curiosity
está previsto ser lanzado en otoño de 2011. Crédito de la
imagen: NASA
Esta representación esquemática muestra los principales
componentes del instrumento del tamaño de un horno
microondas, que se ha instalado en vehículo de la misión,
Curiosity, en enero de 2011. Crédito: NASA
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Esta representación muestra la misión ExoMars/Trace
Gas Orbiter, que es una misión conjunta que está
siendo desarrollada por la Agencia Espacial Europea
(ESA) y NASA / JPL. Crédito: Credit: ESA
Las observaciones en la última década sugieren que se forman nubes de metano sobre Marte brevemente
durante los meses de verano. El descubrimiento ha dejado a muchos científicos rascándose la cabeza, ya
que no encaja en los modelos de la atmósfera marciana.
"Los informes son extraordinarios", dice Kevin Zahnle de la NASA Ames Research Center. "Dicen que el
metano debería tener una vida útil de días o semanas en la atmósfera marciana, que está en desacuerdo
con el comportamiento conocido del metano por lo menos en un factor de 1000."
Zahnle y sus colegas han expresado serias dudas sobre la existencia de metano en Marte en un artículo
que apareció el pasado mes de diciembre en la revista Icarus.
"Lo que decimos es que para nosotros la evidencia no es lo suficientemente fuerte como para suspender
nuestra confianza en el comportamiento químico conocido del metano", dice.
Sin embargo, los observadores no retroceden.
"Defendemos nuestros resultados", dijo Michael Mumma del Goddard Space Flight Center, que dirige uno
de los grupos que realizó las observaciones de metano. "Es cierto que la medición es difícil, pero no
imposible."
Mumma cree que el papel de Zahnle y sus colaboradores, ha sido "una mala pasada", por lo que planea
escribir una refutación. "La comunidad tiene que entender la debilidad de este argumento," dice.
Metano como una señal de vida
Durante más de 40 años, los astrónomos han encontrado varios indicios de metano en Marte. Estos
informes siempre han generado mucha expectación, ya que parecen ofrecer alguna pista sobre la
habitabilidad de nuestro planeta vecino.
"El metano invoca visiones de vida en Marte", explica Sushil Atreya de la Universidad de Michigan.
Esto se debe a que la mayor parte del metano en el planeta proviene de algo viviente (o que lo fue una vez).
Sin embargo, las evidencias sólidas de metano marciano con espectroscopia infrarroja sólo aparecieron
hace ocho años. En 2003, Mumma y su grupo vieron señales de metano en espectros obtenidos con el
telescopio Infrarrojo de la NASA en Hawai. El metano fue localizado en las nubes, o "penachos", en ciertas
regiones de la superficie marciana, con una máxima densidad del metano de 60 partes por billón (por mil
millones).
En 2004, salieron otros dos informes afirmando haber visto metano. Los datos de la ESA Mars Express, que
comenzó a orbitar Marte en enero de 2004, mostró signos de penachos de metano, pero no en los mismos
lugares que el equipo de Mumma. Otra observación desde el suelo con el telescopio Canadá-Francia-Hawai
detectó metano, pero no tenía suficiente resolución espacial para ver los penachos.
El grupo de Mumma realizó sus propias observaciones de seguimiento en 2006, cuando la órbita de Marte
volvió a permitir la detección de metano desde el suelo. Pero después de esa pausa de tres años, todos los
signos de metano habían desaparecido, como se informó en un artículo de Science de 2009. La implicación
es que el metano es un fenómeno estacional que tal vez sólo coincide con los veranos en el planeta rojo.
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Sumidero de acción rápida
Mumma y sus colegas han estimado que los penachos más grandes en Marte requerirían una fuente
que liberase metano a un ritmo comparable a la afloración de hidrocarburos más grande del mundo que
se encuentra en California. A pesar de que los primeros pensamientos se dirigieron a pequeñas erupciones
de metano marcianos, los procesos geoquímicos podrían producir esos niveles de metano en Marte. El
jurado aún está deliberando sobre cuál de los candidatos es la fuente más probable.
El problema más difícil quizás sea la rápida desaparición del metano en Marte. Los modelos de la
atmósfera marciana estiman que una molécula de metano debería sobrevivir en promedio unos 300 años
antes de ser destruida por procesos fotoquímicos.
Sin embargo, el análisis de los datos sugiere que el metano se elimina de la atmósfera en el orden de
meses, si no de semanas.
Zahnle y sus colegas han estudiado lo difícil que sería incluir un sumidero de metano lo suficientemente
grande como para tragarse los penachos de metano observados en tan poco tiempo. Llegan a la conclusión
de que cualquier proceso químico que devorase el metano por completo alteraría el balance químico del
planeta, en particular la asignación de oxígeno.
"La oxidación del metano dejaría a Marte sin oxígeno en su atmósfera en menos de 10.000 años", dice
Zahnle.
Estas preocupaciones han encontrado oídos de simpatía en la comunidad científica.
"Aunque los detalles de los argumentos teóricos de Zahnle y sus colegas son debatibles, la idea básica de
la inverosimilitud de gran abundancia y corto tiempo de vida del metano es bastante sólida", dice Atreya.
Mumma es consciente de que sus observaciones no concuerdan con la imagen establecida de Marte. "Sin
embargo, una medida es una medida", dice.
Mediciones difíciles
Es ciertamente posible que Mumma y otros hayan encontrado una "traba", que requerirá la revisión
de los modelos actuales de Marte, pero Zahnle y otros no están convencidos de esto es el caso
debido a la dificultad de la observación de metano en Marte.
Según sus argumentos, las mediciones de la nave sufren de baja resolución espectral que hace que
sea difícil detectar las líneas de absorción de metano que se identifican en un espectro. Las
observaciones desde el suelo, por el contrario, tienen una resolución suficiente, pero deben lidiar
con la atmósfera de la Tierra, que está llena de sus propias líneas de absorción.
Para explicar este último punto aún más, imagine que buscan una flor de color rosa con gafas de
color de rosa: la luz que quiero ver es absorbida antes de que me llegue. Las firmas de metano
marciano normalmente se encuentran en la región infrarroja del espectro en la que nuestra atmósfera
es muy absorbente.
Hay algunos trucos que los astrónomos pueden usar. Por un lado, pueden mirar a Marte cuando el
planeta se está moviendo hacia nosotros o lejos de nosotros. Esto provoca un desplazamiento
Doppler de la luz de Marte que puede hacer que las líneas de metano sean un poco más fácil de
identificar.
Sin embargo, los observadores deben construir modelos para sustraer "la contaminación" del
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metano proveniente de la atmósfera. Esto requiere tener en cuenta de forma cuidadosa todas las
moléculas que pueden absorber la luz entrante.
"El metano que [Mumma y otros] ven no es una medida en bruto, sino que es una medida filtrada a
través de un sofisticado, pero imperfecto, modelo de la atmósfera de la Tierra", dice Zahnle.
Él y sus colaboradores sostienen que estos modelos pueden estar teniendo en cuenta
incorrectamente el efecto del metano de carbono-13. La mayor parte del metano en la atmósfera se hace
con carbono-12, pero una pequeña cantidad contiene el isótopo más pesado carbono-13.
Las líneas de absorción del metano terrestre de carbono-13 terrestre aparecen justo donde el equipo de
Mumma dice haber detectado las señales de metano de Marte. El grupo de Zahnle no cree que esto sea una
coincidencia. Argumentan que el carbono-13 del metano proporciona una señal falsa de metano marciano.(
Mumma no está de acuerdo. Él dice que si estuvieran subestimando el metano de carbono-13, entonces
esta señal falsa debería aparecer en todos los datos procesados, pero no es así.
"Es necesario un modelo muy sofisticado para extraer la señal terrestre," Mumma dice "Creemos que
nuestros modelos de múltiples capas son los más avanzadas del mundo para esta región del espectro".
Además, dice que la supuesta señal de metano cambia al mirar las diferentes regiones de Marte. Este tipo
de variación espacial no sería la esperada si la señal se debiera a la absorción en nuestra propia atmósfera.
Más resolución
Mark Allen del Jet Propulsion Laboratory ha seguido el debate y piensa Mumma efectivamente ha
rebatido las dudas sobre el análisis espectroscópico de su grupo.
El punto de vista de Allen de vista es que los penachos de metano que eran visibles en el año 2003
se esparcieron rápidamente hasta tal punto que el gas ya no era lo suficientemente denso como para
ser detectado.
("Así que el metano no desaparece, por medio de tener una vida química inusualmente corta", dice
Allen.
Atreya tiene una opinión diferente sobre el tema. Encuentra que las evidencias de variaciones
espaciales y estacionales en la concentración de metano son “bastante dudosas”. Él cree que una
cantidad relativamente pequeña de metano ha sido observado, pero los datos actuales parecen ser
consistentes con un metano uniformemente distribuido sobre el planeta.
"Ante la ausencia de una variabilidad temporal y espacial rápida, no habría necesidad de recurrir a
una destrucción exótica o a mecanismos de liberación", dice Atreya.
La mayor parte de la comunidad está siendo cautelosa y no toma partido en el debate, de acuerdo
con Atreya. Están esperando que las próximas misiones decidan quién tiene la razón después de
todo.
La respuesta podría venir del rover Curiosity de la NASA “Mars Science Laboratory”. Está programado
para aterrizar en Marte en agosto de 2012, llevando consigo el análisis de muestras de Marte (SAM), que
medirá una multitud de trazas e isótopos del gas y muestras sólidas. Dos de los instrumentos del SAM, el
espectrómetro láser sintonizable y el espectrómetro de masas, podría detectar una señal de metano - hasta
una parte por mil millones o menos - en el aire alrededor del lugar de aterrizaje del rover en el cráter Gale.
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Una prueba más completa está prevista en 2016 con la ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO), que formará
parte de la misión dual conjunta “ExoMars Program” de ESA/NASA. La TGO explorará la atmósfera en
busca de gases traza exóticos como el metano.
Allen dice que muchas personas asumen que la única motivación de la TGO es confirmar la presencia de
metano, pero se llevarán a cabo otras investigaciones científicas también.
Zahnle cuestiona si todo este esfuerzo para buscar metano en Marte será útil al final, “pero teniendo en
cuenta cómo la historia se ha desarrollado, hay que hacerlo."
This story was originally published in English.
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