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Metano en Marte
Alberto González Fairén
Mediante observaciones realizadas con telescopios desde la Tierra se ha podido confirmar la actividad de enormes plumas de metano emanando de la superficie de Marte durante el verano.
El origen del metano sigue siendo un misterio.
ace más de dos años, se discutió en este artículo la detección de metano en la atmósfera de Marte por medio del espectrómetro de la sonda europea Mars Express y desde telescopios ubicados en Hawai. Las mediciones se situaban entonces muy poco por encima de los límites de detección de los aparatos empleados, y las concentraciones obtenidas eran tan discretas, 0,01 partes por millón, que el descubrimiento no fue acogido sin discusión. Ahora, tras un exhaustivo análisis de los datos obtenidos desde 2003 por espectrómetros infrarrojos operados en la Tierra (el CSHELL ubicado en NASA-IRTF, y el NIRSPEC, parte de Keck-2, ambos en Hawai, ver Figura 1), el equipo de Michael Mumma, de NASA Goddard, ha confirmado la presencia de metano y vapor de agua provenientes de regiones concretas del hemisferio norte marciano durante el verano local. El metano está siendo expulsado desde la superficie en forma de gigantescas plumas, desde puntos muy concretos y con marcadas variaciones estacionales.
El telescopio Keck-2
Figura 1: El telescopio Keck-2, activo desde 1996.
(R. Wainscoat)
La investigación ha cubierto el 90% de la superficie del planeta durante 3 años marcianos. Los resultados han sido replicados con ambos telescopios, lo que ha permitido su examen para deducir efectos espaciales y temporales. Los espectros exhiben señales inequívocas de H2O y CH4, junto con líneas más débiles de O3. Las plumas empiezan a formarse al final de la primavera, alcanzan su máxima prominencia a mediados del verano y desde entonces comienzan a menguar. Las emisiones se han podido cuantificar estudiando los cambios estacionales y los perfiles espaciales: al desplazarse hacia el sur, las mediciones revelan concentraciones progresivamente menores, lo que indica que hay fuentes puntuales y que el metano está siendo dispersado por circulación atmosférica. Las plumas alcanzan una velocidad de 3,3 cm/s, desplazándose un total de 170 km durante 100 días. Asimismo, el grupo de Mumma ha estimado la cantidad de metano presente en cada pluma: cerca de 1,17x109 moles de CH4, es decir, unas 19.000 toneladas. Esta cantidad presente en las plumas ha sido expulsada en menos de medio año marciano, lo que significa que la producción de metano se sitúa en una tasa de 39 moles por segundo, casi 40 kg por minuto. Este ritmo es prácticamente igual al que se ha medido en depósitos de hidrocarburos en la Tierra.

El equipo de Mumma ha conseguido identificar las dos fuentes principales de metano, que están situadas a 30°N, 260°O y a 0°, 310°O. El enriquecimiento en metano es particularmente notable en la región que cubre desde el este de Arabia Terra (aquí asociado con vapor de agua) hasta Nili Fossae y Syrtis Major (Figuras 2 y 3). La morfología y la mineralogía de esta región sugiere que los afloramientos rocosos en esta zona, ricos en minerales hidratados, pueden estar conectados con depósitos subterráneos de especies volátiles por medio de poros o fisuras que se abran estacionalmente. En concreto, la geología de Syrtis Major indica el colapso catastrófico de la superficie en algún momento no muy distante en el tiempo, debido a la presencia de un sustrato rico en materiales volátiles.
Las plumas de metano durante el verano
Figura 2: Las plumas de metano durante el verano. (NASA) Click para ampliar...!
Emanaciones de metano
Figura 3: Mapa de las zonas donde se han detectado las emanaciones de metano más importantes.
(Mumma et al., 2009)
Otro aspecto interesante de la investigación ha consistido en determinar la vida media del metano en la atmósfera de Marte. Las plumas se activan y desactivan, con picos de eficiencia y periodos durante los que virtualmente cesan en su actividad. La máxima abundancia se midió en 2003, 42.000 toneladas, equivalentes a 6 ppb si estuvieran esparcidas uniformemente en la atmósfera; y los valores más bajos en 2006, sólo 3 ppb. Estos valores implican que el CH4 permanece en la atmósfera marciana entre 1 y 4 años. Éste es un tiempo mucho menor que el que produce la destrucción fotoquímica, 350 años. Por lo tanto, algún otro proceso está eliminando el metano de la atmósfera de Marte, y debe ser un proceso 100 veces más efectivo que la fotoquímica. El grupo de Mumma sugiere la oxidación del metano por partículas oxidantes del suelo, posiblemente peróxidos o percloratos que recubran los granos del regolito.

Los mecanismos que activan las plumas son, a día de hoy, totalmente desconocidos. Tal vez la fusión del hielo cortical consigue conectar con la atmósfera regiones subsuperficiales aisladas por el permafrost, abriendo poros en lugares concretos por los que escapa el metano que está producido o almacenado en el subsuelo. Igualmente desconocido es el origen del metano. Los mecanismos geológicos son difíciles de sostener (más información click aquí), lo que permite aventurar un origen biológico. Podría tratarse de microorganismos metanógenos psicrofílicos habitando en permafrost subsuperficial, que utilizarían el H2 producido por la radiólisis del agua como fuente de energía, reduciendo el CO2 a CH4. En la Tierra, se conocen comunidades similares que habitan entre 2 y 3 km de profundidad en Sudáfrica, y que han permanecido aisladas de la luz del Sol durante millones de años. Se cuentan entre las formas vivas más antiguas de nuestro planeta (Figura 4). Tales comunidades de microorganismos podrían estar activas hoy; o haberse extinguido hace mucho tiempo, dejando enormes depósitos de metano almacenados bajo la superficie y sellados por el permafrost, que ahora son desestabilizados y liberan su contenido a la atmósfera durante el verano marciano.
Methanosarcina barkeri fusaro
Figura 4: «Methanosarcina barkeri fusaro», arquea metanógena.
(J. Brill)
 
 
San Francisco (California), EEUU, 20 de Enero de 2009.
 
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