Mosaico composto da 102 immagini ottenute dall’orbiter Viking 1 che mostra il pianeta Marte. Crediti: Jpl-Caltech/Nasa
Nel campo delle scienze planetarie ci sono tante domande aperte. Tra tutte, una in particolare ha catturato l’attenzione degli scienziati per decenni: nella sua storia evolutiva, Marte ha mai ospitato una qualche forma di vita? Una risposta certa ancora non c’è. Quel che è certo, però, è che per trovarla è fondamentale acquisire informazioni sulle sue passate condizioni climatiche: era un mondo caldo e umido, con mari e fiumi molto simili a quelli che si trovano oggi sulla Terra? Oppure era un pianeta gelido e arido, e quindi potenzialmente meno incline a ospitare la vita come la conosciamo?
Un nuovo studio condotto da un team di scienziati guidato dalla University of Nevada Las Vegas (Unlv), negli Usa, ha ora trovato prove a sostegno di quest’ultima ipotesi. I risultati della ricerca sono pubblicati su Nature Communications Earth & Environment.
Il punto di partenza di questo studio è stato la comparazione delle caratteristiche chimiche e mineralogiche del suolo di Marte, in particolare del cratere Gale, con quelle di alcuni siti terrestri considerati in un certo senso analoghi di Marte. Il perché di queste analisi comparative lo spiega Anthony Feldman, scienziato del Desert Research Institute di Las Vegas e primo autore dello studio: «Il cratere Gale è un paleo-lago. Un tempo, dunque, vi scorreva acqua, ma quali erano le condizioni ambientali che sussistevano su Marte quando c’era quest’acqua? Non esiste un analogo terrestre diretto della superficie marziana, poiché le condizioni tra Marte e la Terra sono molto diverse, ma possiamo osservare la tendenza delle condizioni climatiche terrestri e usarle per cercare di estrapolare queste informazioni».
Gli scienziati usano spesso le rocce per descrivere il clima di un pianeta. Il motivo è semplice: i minerali presenti possono raccontare la storia evolutiva del paesaggio nel tempo. Capire meglio come si sono formati questi materiali può dunque aiutare a rispondere alla domanda su quali fossero un tempo le condizioni climatiche del Pianeta rosso. E quali dati sui terreni e sulle rocce di Marte utilizzare per comprendere il suo clima se non quelli inviatici dal cratere Gale dal rover Curiosity.
Il bordo e il fondo del cratere Gale visto dal rover Curiosity. Crediti: Nasa
Il rover della Nasa ha studiato il cratere in questione sin dal 2011. Le sue analisi sul suolo di Marte forniscono una testimonianza del clima del pianeta in un periodo compreso tra 3 e 4 miliardi di anni fa, una finestra temporale in cui si ritiene che l’acqua fosse relativamente abbondante; lo stesso periodo di tempo in cui sulla Terra è apparsa per la prima volta la vita.
Nel cratere Gale, in particolare, Curiosity – o meglio, lo strumento Chemistry and Mineralogy a bordo del rover – ha trovato la presenza di un particolare materiale chiamato dagli addetti ai lavori X-ray amorphous material, materiale amorfo ai raggi X. Si tratta di componenti del suolo che non hanno la tipica struttura cristallina della maggior parte dei minerali terrestri e quindi non possono essere facilmente caratterizzati utilizzando tecniche tradizionali come la diffrazione a raggi X. Oltre a individuarlo, su questo materiale Curiosity ha condotto analisi chimiche, scoprendo l’abbondante presenza di ferro e silice e una scarsa presenza di alluminio.
Spinti dal fatto che già precedenti lavori avevano identificato una classe di sostanze amorfe, gli allumino-silicati, come precursori dei minerali argillosi, composti abbondanti sul nostro pianeta, lo scopo dei ricercatori era dunque quello di individuare sulla Terra siti le cui rocce contenessero un simile materiale con una simile composizione. Per farlo, hanno visitato tre località alla ricerca di materiale amorfo ai raggi X: gli altipiani del Gros Morne National Park sull’Isola di Terranova, in Canada, la catena montuosa Klamath Mountains, in California settentrionale e un’area della città di Pickhandle Gulch, in Nevada. Si tratta di tre siti che i ricercatori si aspettavano contenessero rocce chimicamente simili al materiale amorfo ai raggi X del cratere Gale.
Una vista degli altipiani dell’Isola di Terranova, il sito nel quale i ricercatori hanno trovato rocce con composizione chimica analoga al materiale amorfo ai raggi X di Marte. Crediti: Anthony Feldman/Dri
In ogni sito, gli scienziati hanno esaminato campioni di rocce mediante analisi di diffrazione a raggi X e microscopia elettronica a trasmissione. I dati così ottenuti sono stati quindi comparati con quelli raccolti da Curiosity sul cratere Gale. L’indagine in questione ha permesso ai ricercatori di trovare materiali chimicamente analoghi al materiale amorfo ai raggi X di Marte nella sola Isola di Terranova, un luogo caratterizzato da un clima subartico, con temperature che variano da -7,0 gradi Celsius in gennaio a 15,7 gradi in agosto, con una temperatura media annua di 3,9 gradi e con una media annua di precipitazioni di 120,4 cm, distribuite in modo relativamente uniforme nel corso dell’anno sia sotto forma di neve che di pioggia. È un luogo relativamente arido, spiegano i ricercatori, dove sono presenti pochi arbusti e pini rachitici.
Stando a questi risultati, le conclusioni dei ricercatori sono due. La prima è che la presenza e la persistenza di questo materiale amorfo secondario ricco di ferro sulla Terra sia promossa da climi freddi. La seconda, che è una diretta conseguenza della prima, è che l’abbondante presenza e la persistenza di materiale amorfo ricco di ferro nel cratere Gale di Marte sia coerente con la presenza nel suo passato di un clima subartico, fresco e relativamente umido, seguito da condizioni di gelo e aridità a lungo termine.
«Questo studio migliora la nostra comprensione del clima di Marte», conclude Feldman. «I risultati suggeriscono che l’abbondanza di questo materiale nel cratere Gale è coerente con la presenza di condizioni subartiche, simili a quelle che vedremmo, ad esempio, in Islanda».
Per saperne di più:
- Leggi su Communications Earth and Environment l’articolo “Fe-rich X-Ray amorphous material records past climate and persistence of water on Mars” di Anthony D. Feldman, Elisabeth M. Hausrath, Elizabeth B. Rampe, Valerie Tu, Tanya S. Peretyazhko, Christopher DeFelice & Thomas Sharp