COME INTERPRETARE I SEGNALI RACCOLTI DAL RADAR MARSIS?

Acqua liquida su Marte, il fronte del sì

Nell’ultimo mese e mezzo sono usciti su Geophysical Research Letters alcuni articoli che mettono in dubbio la presenza – suggerita nel 2018 su Science – di un lago d’acqua liquida nel sottosuolo di Marte. Come controbattono gli autori di quello studio? Lo abbiamo chiesto a due di loro, l’astrofisico dell’Inaf di Bologna Roberto Orosei e la geofisica dell’Università di Roma Tre Elena Pettinelli

     06/08/2021

Era davvero acqua? O forse ghiaccio? O magari argilla? La scoperta tutta italiana di un lago d’acqua liquida nel sottosuolo di Marte, pubblicata nell’estate del 2018 su Science e rimbalzata sui giornali di tutto il mondo, è da qualche tempo sotto attacco. Com’è normale che sia quando il metodo scientifico svolge bene il suo lavoro: fare le pulci a ogni risultato per vedere fino a che punto l’ipotesi regge. Un lavoro che ha anche aspetti di competizione, di sfida fra diversi gruppi di ricerca – inutile negarlo. Nel caso della scoperta dell’acqua liquida marziana – ora messa in dubbio da alcuni articoli usciti su Geophysical Research Letters nel corso dell’estate – siamo probabilmente ancora nella fase iniziale dell’incontro. Siamo dunque andati a sentire da due dei protagonisti della scoperta ora sotto scacco – l’astrofisico dell’Inaf di Bologna Roberto Orosei e la geofisica dell’Università di Roma Tre Elena Pettinelli – qual è il loro punto di vista sul confronto in atto.

Roberto Orosei, primo ricercatore all’Inaf Ira di Bologna. Crediti: S. Parisini/Media Inaf

Orosei, che succede? La vostra ipotesi sulla presenza di acqua liquida nel sottosuolo di Marte sta diventando il punching ball di Geophysical Research Letters…

Orosei: «Effettivamente è il terzo articolo pubblicato da Geophysical Research Letters in poche settimane in cui si presenta una spiegazione alternativa all’acqua liquida per i forti echi rilevati da Marsis alla base della calotta polare marziana, e sappiamo che ce n’è un quarto in arrivo…».

Fuoco amico o fuoco nemico? Voglio dire: sono ricercatori del team di Marsis o sono esterni?

Orosei: «Tutti gli articoli sono stati scritti da autori statunitensi che fanno parte dei team di Marsis e Sharad (il radar italiano a bordo di Mars Reconnaissance Orbiter della Nasa), mentre finora nessun ricercatore americano o europeo – a parte noi – ha pubblicato articoli a favore della nostra interpretazione. Il dibattito è limitato quindi a un gruppo di esperti di radar su entrambe le sponde dell’Atlantico, mentre la stragrande maggioranza della comunità sta a guardare. Coloro che possono discutere con competenza su questo argomento non sono molti, data la sua estrema specificità, perciò alla fine anche il modo in cui i risultati di un lavoro scientifico vengono presentati e divulgati influenzano la credibilità che una teoria può avere nella comunità. Purtroppo, il modo a mio parere sensazionalistico in cui sono state presentate le analisi dei nostri colleghi d’oltreoceano tende a far sembrare concluso un dibattito che invece è appena cominciato».

Andiamo per ordine. Il colpo dello scorso giugno, quello sferrato da Aditya Khuller e Jeffrey Plaut, era basato su un ampliamento – geografico e cronologico – del campione di dati analizzati, giusto? Giungendo a suggerire che potesse esserci ghiaccio, là sotto, non acqua liquida. Come controbatte?

Orosei: «La scoperta di una prima zona ad alta riflettività radar sotto la calotta polare sud di Marte venne fatta dallo stesso Plaut nel 2007. Un paio di anni dopo un articolo con autori francesi e americani, fra i quali sempre Plaut, implicò nelle sue conclusioni che la causa di tali intense riflessioni fosse la presenza in superficie di ghiaccio di CO2, che è molto trasparente alle onde radio: gli echi forti sarebbero quindi dovuti alla trasparenza del materiale sovrastante, non a una composizione anomala alla base. Quando abbiamo cominciato a lavorare all’articolo dell’acqua avevamo ben presente questi risultati, e ci siamo preoccupati di dimostrare che non vi fosse ghiaccio di CO2 in superficie. Nessuno di noi ha mai affermato che echi radar forti implichino automaticamente la presenza di acqua, e anzi ci siamo sforzati di considerare tutte le alternative plausibili, dimostrando infine che queste non spiegavano le proprietà del segnale radar. Il recente articolo di Khuller e Plaut non sovverte la nostra interpretazione, perché non dice nulla di nuovo dal punto di vista dell’analisi del segnale radar, ma ha il merito di individuare altre zone dove concentrare i nostri sforzi per verificare se vi possa essere o meno presenza di acqua”.

Elena Pettinelli, professoressa ordinaria all’Università di Roma Tre. Fonte: uniroma3.it

Un’altra critica è che il sale presente sotto Marte non basterebbe a spiegare lo stato liquido… Pettinelli, non la convince?

Pettinelli: «È noto che su Marte diversi tipi di sali, soprattutto perclorati, sono ubiquitari, quindi è plausibile che si trovino anche al di sotto della calotta polare sud dove abbiamo rilevato echi radar particolarmente forti. Questi perclorati sono sali particolari che abbassano di molte decine di gradi (anche di 80 °C) la temperatura di cristallizzazione dell’acqua. Gli esperimenti di laboratorio dicono che alcuni di questi sali hanno anche la particolare caratteristica di mantenere l’acqua in uno stato sottoraffreddato fino a -120 °C. Quindi la spiegazione delle acque salate non è in contraddizione con la bassa temperatura».

Ora viene sferrato questo secondo attacco, molto più diretto, da Isaac Smith e colleghi, basato invece su test in laboratorio e sull’analisi, scrivono, non solo della parte reale – come avevate fatto voi – ma anche di quella immaginaria della costante dielettrica rilevata dal radar. E la conclusione, questa volta, è che là sotto ci sia un particolare tipo di argilla, l’argilla smectica. È plausibile?

Pettinelli: «Le proprietà dielettriche delle argille, soprattutto le smectiti, sono state ampiamente studiate sin dagli anni ‘60 per i motivi più disparati: dallo studio dell’acqua confinata, all’uso delle argille per confinare le scorie radioattive. Quindi il comportamento dielettrico delle argille in funzione della temperatura, della frequenza e della presenza di acqua è noto. In particolare, le misure pubblicate in letteratura dicono che alle basse temperature tipiche della base della calotta polare marziana la permettività dielettrica, sia la parte reale che quella immaginaria, sono molto piccole e non possono spiegare gli echi forti rilevati da Marsis. In sostanza, le misure riportate da Smith e colleghi non sono in accordo con la letteratura esistente e, soprattutto, se fatte a -43 °C non possono essere considerate valide a -80 °C o a temperature più basse, come quelle ipotizzate per la base della calotta polare».

Qui comunque pare ci abbiano preso gusto. Vi attendete un nuovo attacco? Da dove?

Orosei e Pettinelli: «C’è stata una presentazione a un convegno in cui si sosteneva che l’origine degli echi visti da Marsis fosse causata dalla risonanza di sottili strati di ghiaccio di CO2. Ufficialmente non è stato ancora pubblicato un articolo su questo argomento, ma c’è un preprint su un archivio pubblico. Abbiamo esaminato anche questa possibilità e siamo rimasti piuttosto scettici».

E voi? Avete intenzione di reagire? State preparando una difesa della vostra ipotesi?

Orosei e Pettinelli: «Abbiamo già due articoli sottoposti a riviste che affrontano le obiezioni sollevate dagli articoli di Geophysical Research Letters e un terzo sarà inviato a breve. Siamo ragionevolmente certi di poter confutare in maniera rigorosa le ipotesi alternative alla presenza di acqua. Come dicevamo sopra, il dibattito è solo all’inizio».

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