Water on Marte: esplorazione e prove

L'acqua liquida può ancora scorrere su Marte, ma ciò non significa che sia facile da individuare. La ricerca dell'acqua sul Pianeta Rosso ha impiegato più di 15 anni per mostrare segni definitivi che il liquido scorre oggi in superficie. In passato, tuttavia, fiumi e oceani potrebbero aver coperto la terra. Dove è finita tutta l'acqua liquida? Come mai? Quanto ne resta ancora?

Le osservazioni del Pianeta Rosso indicano che fiumi e oceani potrebbero essere stati elementi di spicco nella sua storia antica. Miliardi di anni fa, Marte era un mondo caldo e umido che avrebbe potuto sostenere la vita microbica in alcune regioni. Ma il pianeta è più piccolo della Terra, con meno gravità e un'atmosfera più sottile. Nel corso del tempo, quando l'acqua liquida è evaporata, una quantità sempre maggiore di essa è fuggita in Questa Rete, consentendo a meno di ricadere sulla superficie del pianeta.

Dov'è l'acqua oggi?

L'acqua liquida sembra fluire da alcuni pendii ripidi e relativamente caldi sulla superficie marziana. Le caratteristiche note come Recurring Slope Lineae (RSL) sono state identificate per la prima volta nel 2011 nelle immagini scattate dalla fotocamera HiRISE (High Resolution Imaging Science Experiment) a bordo del Mars Reconnaissance Orbiter (MRO). È stato confermato che le strisce scure, che appaiono stagionalmente, sono segni di acqua salata che scorre sulla superficie del pianeta.

"Se questo è corretto, allora RSL su Marte potrebbe rappresentare l'espressione superficiale di un sistema di drenaggio in corso molto più significativo su pendii ripidi alle medie latitudini", ha detto un membro del team di ricerca a This Web.com nel 2012.

Nel 2015, l'analisi spettrale di RSL ha portato gli scienziati a concludere che sono causati da acqua liquida salata. [Correlato: l'acqua salata scorre oggi su Marte, aumentando le probabilità di vita]

"Il rilevamento di sali idratati su questi pendii significa che l'acqua gioca un ruolo fondamentale nella formazione di queste strisce", ha affermato in una nota l'autrice principale dello studio, Lujendra Ojha, del Georgia Institute of Technology di Atlanta. Vasti depositi d'acqua sembrano essere intrappolati all'interno delle calotte glaciali ai poli nord e sud del pianeta. Ogni estate, con l'aumento delle temperature, i cappucci si restringono leggermente mentre il loro contenuto passa direttamente dalla forma solida a quella gassosa, ma in inverno, le temperature più fresche li fanno crescere a latitudini fino a 45 gradi, oa metà strada rispetto all'equatore. I cappucci hanno uno spessore medio di 2 miglia (3 chilometri) e, se completamente sciolti, potrebbero coprire la superficie marziana con circa 18 piedi (5,6 metri) d'acqua.

Anche l'acqua ghiacciata si trova sotto la superficie. Gli scienziati hanno scoperto una lastra di ghiaccio grande quanto la California e il Texas combinati nella regione tra l'equatore e il polo nord del Pianeta Rosso. La presenza di acqua sotterranea è stata a lungo sospettata, ma per confermarla è stata necessaria la comparsa di strani crateri stratificati. Anche altre regioni del pianeta possono contenere acqua ghiacciata. Alcune regioni ad alta latitudine sembrano vantare forme del suolo modellate che potrebbero essersi formate quando il permafrost nel suolo si congela e si scioglie nel tempo.

Mars Express This Webcraft della European This Web Agency ha catturato immagini di lastre di ghiaccio sul fondo più fresco e in ombra dei crateri, il che suggerisce che l'acqua liquida può accumularsi in condizioni appropriate. Altri crateri identificati dal Mars Reconnaissance Orbiter della NASA mostrano un raggruppamento simile.

Le prove dell'acqua su Marte sono venute alla luce per la prima volta nel 2000, con la comparsa di gole che suggerivano un'origine liquida. La loro formazione è stata oggetto di accesi dibattiti negli anni successivi.

Ma non tutti pensano che oggi Marte contenga acqua. Una nuova ricerca rivela che RSL potrebbe effettivamente essersi formato da flussi granulari formati dal movimento di sabbia e polvere.

"Abbiamo pensato a RSL come possibili flussi di acqua liquida, ma le pendenze sono più simili a quelle che ci aspettiamo per la sabbia secca", ha affermato l'autore principale Colin Dundas in una nota. "Questa nuova comprensione di RLS supporta altre prove che mostrano che Marte oggi è molto secco".

Quell'idea potrebbe essere stata spazzata via dalla recente scoperta di un possibile lago sotterraneo vicino al Polo Sud marziano.

Un lago sotterraneo?

I ricercatori hanno fatto un grande successo quando hanno annunciato che Marte potrebbe nascondere un lago sotto il suo polo sud. The European Mars Express Questo Webcraft ha utilizzato il suo Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionosphere Sounding (MARSIS) per rilevare l'acqua proposta. Il radar a penetrazione del suolo ha inviato impulsi radar in superficie, quindi ha cronometrato il tempo impiegato per rifletterli. Le proprietà degli strati del sottosuolo influiscono sul tempo impiegato dalle travi per tornare.

L'indagine di MARSIS ha rivelato che il polo sud marziano è composto da più strati di ghiaccio e polvere a una profondità di circa 1 miglio (1,5 chilometri) distribuiti su una regione larga 124 miglia (200 km).

"Questa anomalia del sottosuolo su Marte ha proprietà radar che corrispondono all'acqua o ai sedimenti ricchi di acqua", ha affermato in una nota Roberto Orosei, ricercatore principale dell'esperimento MARSIS e autore principale della nuova ricerca.

MARSIS ha anche rivelato la presenza di un lago sotterraneo tra le tasche. Secondo gli echi radar, il lago non è più largo di 12,5 miglia (20 km), sepolto a quasi un miglio sotto la superficie. Gli scienziati non sono certi della profondità del lago, ma hanno confermato che è profondo almeno 3 piedi (1 metro). Secondo i ricercatori, il lago deve avere sale per evitare il congelamento.

"Questa è solo una piccola area di studio; è una prospettiva entusiasmante pensare che potrebbero esserci altre sacche d'acqua sotterranee altrove, ancora da scoprire", ha detto Orosei.

Non tutti i ricercatori sono così sicuri della presenza di acqua liquida.

"Penso che sia un argomento molto, molto persuasivo, ma non è un argomento conclusivo o definitivo", ha detto a This Web.com Steve Clifford, un ricercatore su Marte presso il Planetary Science Institute in Arizona. "C'è sempre la possibilità che condizioni che non abbiamo previsto esistano alla base del tappo e siano responsabili di questo riflesso luminoso".

Più di tre decenni fa, Clifford propose che Marte potesse ospitare acqua liquida sotto le sue calotte polari allo stesso modo della Terra. Sulla Terra, i laghi sotto le calotte glaciali dell'Antartico e della Groenlandia vengono creati quando il calore proveniente dall'interno dei pianeti scioglie i ghiacciai a chiazze. Clifford ha detto a This Web.com che uno scenario simile potrebbe verificarsi sotto le calotte polari marziane.

"Il punto luminoso visto nei dati MARSIS è una caratteristica insolita ed estremamente intrigante", ha affermato in una nota Jim Green, capo scienziato della NASA. "Sicuramente merita ulteriori studi. Ulteriori linee di prova dovrebbero essere perseguite per testare l'interpretazione".

"Speriamo di utilizzare altri strumenti per studiarlo ulteriormente in futuro", ha affermato Green.

Al centro di questa vista di un'area di Marte settentrionale di media latitudine, un cratere fresco di circa 6 metri (20 piedi) di diametro contiene un'esposizione di materiale luminoso, blu in questa immagine in falsi colori. (Credito immagine: NASA/JPL-Caltech/Università dell'Arizona [Storia completa])

Alla ricerca di un'oasi

Quando nel 1971 Mariner 9 divenne il primo velivolo in orbita attorno a un altro pianeta, le fotografie restituite di letti di fiumi asciutti e canyon sembravano indicare che l'acqua era esistita una volta sulla superficie marziana. Le immagini degli orbiter Viking hanno solo rafforzato l'idea che molte delle morfologie potrebbero essere state create dall'acqua corrente. I dati dei lander vichinghi hanno indicato la presenza di acqua sotto la superficie, ma gli esperimenti sono stati ritenuti inconcludenti. [ Marte esplorato: Lander e Rover dal 1971 (Infografica) ]

I primi anni '90 diedero il via a una serie di missioni su Marte. Gli scienziati sono stati inondati da una grande quantità di informazioni su Marte. Tre orbitanti della NASA e uno inviato dalla European This Web Agency hanno studiato il pianeta dall'alto, mappando la superficie e analizzando i minerali sottostanti. Alcuni hanno rilevato la presenza di minerali, indicando la presenza di acqua. Altri dati hanno misurato abbastanza ghiaccio nel sottosuolo da riempire due volte il lago Michigan. Hanno trovato prove che un tempo esistevano antiche sorgenti termali in superficie e che una volta cadevano precipitazioni in alcune aree. E hanno trovato chiazze di ghiaccio all'interno di alcuni dei crateri più profondi.

I crateri da impatto offrono una vista dell'interno del pianeta rosso. Utilizzando il Mars Express dell'ESA e il Mars Reconnaissance Orbiter della NASA, gli scienziati sono stati in grado di studiare le rocce espulse dall'interno del pianeta, trovando minerali che suggerivano la presenza di acqua.

"La circolazione dell'acqua è avvenuta a diversi chilometri di profondità nella crosta terrestre circa 3,7 miliardi di anni fa", ha affermato in una nota Nicolas Mangold, dell'Università di Nantes in Francia.

Ma gli orbiter non erano gli unici oggetti lanciati verso Marte. Il rover Curiosity della NASA è il quinto robot ad atterrare sulla superficie del Pianeta Rosso negli ultimi 15 anni. Pathfinder, Phoenix, Spirit e Opportunity hanno tutti preso misurazioni dettagliate del pianeta; tutti tranne Phoenix hanno viaggiato attraverso la superficie raccogliendo un tesoro di informazioni.

Immagini di uno dei montanti di Phoenix riprese dalla telecamera del braccio robotico del lander nei giorni Sols (o giorni marziani) 8, 31 e 44 dell'emissione. I due sferoidi racchiusi dal cerchio sembrano fondersi l'uno con l'altro, il che secondo alcuni scienziati di Phoenix è un segno che i glob sono acqua liquida. (Credito immagine: Renno, et al., NASA)

Le sonde hanno scavato nel terreno, esaminando rocce ed eseguendo esperimenti. Nel 2008, Phoenix ha scoperto piccoli pezzi di materiale luminoso che sono scomparsi dopo quattro giorni, portando gli scienziati a supporre che fossero pezzi di ghiaccio d'acqua. Il lander ha continuato a rilevare il vapore acqueo in un campione raccolto e analizzato, confermando la presenza di acqua ghiacciata sul pianeta rosso.

Spirit and Opportunity, i rover gemelli, hanno trovato tracce d'acqua racchiuse nella roccia. In un brillante esempio di un problema che sta diventando una soluzione, una ruota rotta su Spirit ha raschiato la parte superiore della superficie marziana, rivelando uno strato sottostante ricco di silice che molto probabilmente si era formato in presenza di acqua.

La curiosità ha trovato ancora più prove dello scorrere dell'acqua sull'antico Marte. Il rover da 1 tonnellata è rotolato attraverso un antico letto di un torrente poco dopo essere atterrato nell'agosto 2012 e ha esaminato una serie di rocce che sono state esposte all'acqua liquida miliardi di anni fa.

Le missioni su Marte non sono l'unico modo per cercare acqua su Marte. Gli scienziati che studiano le rocce espulse dal Pianeta Rosso hanno trovato segni che l'acqua si trovasse sotto la superficie in passato.

"Mentre le missioni robotiche su Marte continuano a fare luce sulla storia del pianeta, gli unici campioni di Marte disponibili per lo studio sulla Terra sono meteoriti marziani", ha affermato in una nota l'autrice principale Lauren White, del JPL.

"Sulla Terra, possiamo utilizzare molteplici tecniche analitiche per dare uno sguardo più approfondito ai meteoriti e fare luce sulla storia di Marte".

morfologie storiche

Oltre ad esaminare la presenza relativamente recente (geologicamente parlando) dell'acqua, le varie missioni hanno anche studiato la superficie del pianeta in un contesto storico. I letti dei fiumi di Marte oggi non sono bagnati, ma gli scienziati possono studiarli per saperne di più sull'evoluzione del pianeta. [Foto: La ricerca dell'acqua su Marte]

Le pianure settentrionali più pianeggianti di Marte potrebbero aver ospitato un tempo un oceano, o forse, poiché il pianeta ha attraversato periodi di siccità, due. Il corpo d'acqua più recente sarebbe stato probabilmente solo temporaneo, penetrato nel terreno, evaporato o congelato in meno di un milione di anni, affermano gli scienziati.

I letti dei fiumi e le gole indicano che l'acqua scorreva, almeno brevemente, sulla superficie di Marte. Secondo le stime, un centinaio di volte più acqua all'anno può essere fluita attraverso un grande sistema di canali noto come Marte Vallis di quella che passa attraverso il fiume Mississippi. Gli stessi canaloni sono più piccoli, probabilmente si formano durante brevi temporali torrenziali quando l'acqua in rapido movimento potrebbe averli scavati attraverso la terra.

Curiosity ha trovato indicazioni che almeno una regione di Marte, il Monte Sharp, sia stata costruita da sedimenti depositati nel letto di un lago milioni di anni fa, suggerendo che sul pianeta esistessero grandi pozze per periodi di tempo significativi.

"Se la nostra ipotesi per il Monte Sharp regge, mette in discussione l'idea che le condizioni calde e umide fossero transitorie, locali o solo sotterranee su Marte", ha affermato in una dichiarazione il vice scienziato del progetto Curiosity Ashwin Vasavada del Jet Propulsion Laboratory (JPL) della NASA.

Sulla Terra, la terra intorno a fiumi e laghi è più umida, fatta di fango e argille. Tali depositi esistono anche su Marte, intrappolando l'acqua e indicando dove un tempo potrebbero essere esistiti corpi più grandi.

L'acqua su Marte potrebbe fare qualcosa di più che sedersi bene. Un nuovo studio rivela che quando il liquido bolle, grazie alle basse pressioni, può far levitare la sabbia.

"La levitazione dei sedimenti deve quindi essere considerata quando si valuta la formazione di caratteristiche di deperimento di massa marziano recenti e attuali, poiché per formare tali caratteristiche potrebbe essere necessaria molta meno acqua di quanto si pensasse in precedenza", hanno scritto i ricercatori nel loro studio, che è stato pubblicato nel rivista Nature Communications (si apre in una nuova scheda) .

Oro liquido

L'acqua può sembrare un elemento molto comune a quelli di noi bloccati sulla Terra, ma ha un grande valore. Oltre a capire come Marte potrebbe essere cambiato e sviluppato nel tempo, gli scienziati sperano che trovare l'acqua li aiuterà a trovare qualcosa di ancora più prezioso della vita, passata o presente.

Solo la Terra è nota per ospitare la vita e la vita sul nostro pianeta richiede acqua. Sebbene la vita possa concepibilmente evolversi senza fare affidamento su questo prezioso liquido, gli scienziati possono lavorare solo con ciò che sanno. Quindi sperano che localizzare l'acqua su corpi celesti come Marte porti a trovare prove per la vita.

Con questo in mente, la NASA ha sviluppato una strategia per esplorare il Pianeta Rosso che prende come mantra "segui l'acqua". I recenti orbiter, lander e rover inviati su Marte sono stati progettati per cercare l'acqua, piuttosto che la vita, nella speranza di trovare ambienti in cui la vita avrebbe potuto prosperare.

Ciò è cambiato, tuttavia, con la marea di prove che questi robot sono tornati. Curiosity ha stabilito che Marte potrebbe effettivamente aver supportato la vita microbica nell'antico passato, e il prossimo rover della NASA, un robot delle dimensioni di un'auto basato fortemente sul design di base di Curiosity, decollerà nel 2020 per cercare prove della vita passata del Pianeta Rosso.

Risorse addizionali

  • Missione Phoenix su Marte: Riepilogo di Water on Mars
  • Strategia "Segui l'acqua" della NASA
  • La NASA e il caso dell'acqua di Marte scomparsa

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