Le meteoriti sono delle vere e proprie capsule del tempo. Questi pezzi di roccia, spesso grandi quanto una noce, portano infatti con sé preziose informazioni sul corpo celeste dal quale provengono. Uno dei modi con cui gli addetti ai lavori possono estrapolare queste informazioni è attraverso la geocronologia, un insieme di metodi usati per stabilire l’età dei minerali e datare così gli eventi che hanno interessato la storia geologica del corpo celeste. La datazione radiometrica argon-40/argon-39 – un metodo che si basa sul raffronto tra le abbondanze dell’isotopo radioattivo dell’argon e dei suoi prodotti di decadimento – è uno dei più potenti metodi di indagine geocronologica.
Utilizzando questa tecnica, apportando piccole modifiche rispetto al metodo standard, un team di ricercatori guidati dalla Purdue University, negli Usa, ha determinato l’età di alcuni minerali contenuti in una meteorite proveniente da Marte, ottenendo nuove informazione sulla storia geologica del pianeta. I risultati dello studio, pubblicati la settimana scorsa sulla rivista Geochemical Perspective Letters, suggeriscono la presenza di acqua liquida sul nostro vicino cosmico 742 milioni di anni fa.
Un frammento della meteorite marziana Lafayette. Crediti: Purdue University
La meteorite oggetto dello studio, appartenente a un gruppo delle rocce ignee chiamate Nakhliti, è la meteorite Lafayette, un pezzo di roccia di circa cinque centimetri di lunghezza e di ottocento grammi di peso espulso da Marte a seguito di un impatto circa 11 milioni di anni fa, caduto sulla Terra molto probabilmente nel 1919 e ritrovato nella collezione geologica della Purdue University solo nel 1931. Il minerale sottoposto alle analisi è l’iddingsite, costituita da microcristalli di silicati idrati che si originano per alterazione acquosa dell’olivina, un altro dei minerali presenti in queste meteoriti. La tecnica utilizzata, come anticipato, è stata la datazione 40Ar/39Ar, un metodo in grado di studiare le relazioni tra microstruttura mineralogica e record isotopici.
Per la ricerca, gli scienziati hanno utilizzando 0,216 grammi del frammento meteorico conservato presso la Smithsonian Institution, Lafayette Usnm 1505 – uno dei pochi pezzi del meteorite esistenti in circolazione. La preparazione del campione ha previsto la separazione fisica delle inclusioni di iddingsite dai grani di olivina, seguita – e questa è la modifica apportata alla tecnica rispetto al metodo standard – dalla micro-incapsulazione di dodici aliquote da circa un microgrammo (un milionesimo di grammo) di campione. L’irradiazione neutronica delle micro-capsule e la misurazione della composizione isotopica di argon sono stati gli step successivi dell’esperimento.
I risultati delle indagini condotte dai ricercatori fanno risalire la formazione dei minerali di iddingsite a circa 742 ± 15 milioni di anni fa, all’interno del periodo geologico più recente della storia di Marte, iniziato circa 2,9 miliardi di anni fa, il cosiddetto Amazzoniano. E poiché l’iddingsite è un minerale che si forma per interazione acqua-roccia, la conclusione dei ricercatori è che, molto probabilmente, a quell’epoca sul pianeta era ancora presente acqua liquida.
«La datazione dei minerali di iddingsite nella meteorite Lafayette ci ha permesso di scoprire che si sono formati 742 milioni di anni fa», spiega Marissa Tremblay, ricercatrice alla Purdue University e prima autrice dello studio. «La cronogeologia di questi minerali può dirci quando c’era ancora acqua liquida sulla superficie di Marte o nelle sue vicinanze nel suo passato geologico».
Petrografia della meteorite di Lafayette. A destra, un’immagine che mostra un grano di olivina (Ol) contenente inclusioni di iddingsite (Id). A sinistra, immagine che mostra l’arricchimento di potassio (grigio più brillante) nell’iddingsite. I dati sono stati raccolti utilizzando un microscopio elettronico a scansione (Sem) presso l’Università di Glasgow. Crediti: M.M. Tremblay et al., Geochemical Perspective Letters, 2024
L’acqua in questione, tuttavia, non è quella dei laghi e dei fiumi che un tempo scorrevano copiosi sulla superficie del pianeta. Si tratterebbe piuttosto di acqua proveniente dallo scioglimento di permafrost. Considerato che l’Amazzoniano è stato un periodo caratterizzato da attività vulcanica, gli autori suggeriscono infatti che il magmatismo abbia agito come una fonte di calore localizzata sciogliendo il ghiaccio sottosuperficiale di Marte. L’acqua così prodotta avrebbe interagito con la roccia, formando l’iddingsite presente nelle meteoriti del gruppo delle Nakhliti, alla quale la meteorite Lafayette appartiene.
«Non pensiamo che in quel periodo ci fosse abbondante acqua liquida sulla superficie di Marte», dice Tremblay. «Supponiamo invece che l’acqua provenisse dallo scioglimento del permafrost causato dall’attività magmatica che si verifica periodicamente su Marte anche ai giorni nostri».
Nello studio il team di ricerca ha dimostrato che l’età della meteorite è affidabile e che questa non sia stata influenzata da eventi accaduti dopo l’interazione con l’acqua.
«L’età dei minerali potrebbe essere stata influenzata dall’impatto che ha espulso la meteorite Lafayette da Marte, dal riscaldamento sperimentato dalla meteorite durante gli undici milioni di anni in cui è rimasta fluttuante nello spazio, o dal riscaldamento sperimentato quando è caduta sulla Terra bruciando nell’atmosfera terrestre», ricorda la ricercatrice. «Tuttavia, siamo stati in grado di dimostrare che nessuno di questi eventi ha influenzato l’età alla quale è avvenuta l’alterazione acquosa della meteorite».
La datazione 40Ar/39Ar dell’iddingsite all’interno della meteorite marziana Lafayette suggerisce che questi minerali abbiano interagito con l’acqua liquida 742 milioni di anni fa, concludono i ricercatori. Questa età è il vincolo più preciso finora raggiunto circa l’interazione acqua-roccia su Marte. L’attività magmatica ha molto probabilmente indotto lo scioglimento del permafrost locale portando all’alterazione delle nakhliti, deducono gli autori dello studio, e l’attivazione localizzata di cicli idrologici su Marte nel periodo Amazzoniano da parte del magmatismo, sebbene transitoria, non era insolita.
Per saperne di più:
- Leggi su Geochemical Perspective Letters l’articolo “Dating recent aqueous activity on Mars” di M.M. Tremblay, D.F. Mark, D.N. Barfod, B.E. Cohen, R.B. Ickert, M.R. Lee, T. Tomkinson e C.L. Smith