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domenica 29 maggio 2022

Perché Marte si è prosciugato? Un nuovo studio suggerisce risposte insolite

 
Miliardi di anni fa, un fiume scorreva su questa scena in una valle di Marte chiamata Mawrth Vallis. 
Un nuovo studio esamina le tracce dei fiumi marziani per capire cosa possono rivelare sulla storia dell’acqua e dell’atmosfera del pianeta.

Su Marte un tempo scorrevano i fiumi. Le tracce rivelatrici di fiumi, torrenti e laghi del passato sono oggi visibili su tutto il pianeta. Ma circa tre miliardi di anni fa si sono tutti prosciugati, e nessuno sa il perché.

“I ricercatori hanno avanzato diverse idee, ma non siamo sicuri di cosa abbia causato un cambiamento così drastico del clima“, ha dichiarato Edwin Kite, geofisico dell’Università di Chicago. “Vorremmo davvero capirlo, soprattutto perché è l’unico pianeta che sappiamo essere passato da abitabile a inabitabile“.
Kite è il primo autore di un nuovo studio che esamina le tracce dei fiumi marziani per vedere cosa possono rivelare sulla storia dell’acqua e dell’atmosfera del pianeta.

In precedenza, molti scienziati avevano ipotizzato che la perdita di anidride carbonica dall’atmosfera, che aiutava a mantenere Marte caldo, avesse causato i problemi ...

Fiumi fossili su Marte

Ma i nuovi risultati, pubblicati il 25 maggio su Science Advances, suggeriscono che il cambiamento è stato causato dalla perdita di qualche altro importante ingrediente che ha mantenuto il pianeta sufficientemente caldo per avere l’acqua corrente.
Ma non sappiamo ancora cosa sia.

Acqua, acqua dappertutto e neanche una goccia da bere.

Nel 1972, gli scienziati rimasero stupiti nel vedere le immagini della missione Mariner 9 della NASA mentre orbitava intorno a Marte. Le foto rivelarono un paesaggio pieno di letti di fiumi, prova che il pianeta un tempo era ricco di acqua liquida, anche se oggi è secco come un osso.

Poiché Marte non ha placche tettoniche che si spostano e seppelliscono la roccia nel corso del tempo, le antiche tracce dei fiumi giacciono ancora sulla superficie come prove abbandonate in fretta e furia.

Questo ha permesso a Kite e ai suoi collaboratori, tra cui lo studente laureato dell’Università di Chicago Bowen Fan e scienziati dello Smithsonian Institution, del Planetary Science Institute, del California Institute of Technology Jet Propulsion Laboratory e di Aeolis Research, di analizzare le mappe basate su migliaia di immagini scattate dai satelliti in orbita. In base alle tracce che si sovrappongono e al loro grado di invecchiamento, il team ha ricostruito una linea del tempo in cui l’attività fluviale è cambiata in altezza e latitudine nel corso di miliardi di anni.

Poi hanno potuto combinare il tutto con simulazioni di diverse condizioni climatiche e vedere quale corrispondeva meglio.


Per anni i ricercatori hanno discusso se Marte avesse nel suo passato sufficiente acqua per formare un oceano, come mostrato in questa illustrazione concettuale.

I climi planetari sono estremamente complessi, con molte, moltissime variabili da tenere in considerazione, soprattutto se si vuole mantenere il pianeta nella zona “Goldilocks”, in cui il calore è esattamente sufficiente perché l’acqua sia liquida, ma non così calda da bollire. Il calore può provenire dal sole di un pianeta, ma deve essere abbastanza vicino per ricevere le radiazioni, ma non così vicino che le radiazioni eliminino l’atmosfera. 

I gas serra, come l’anidride carbonica e il metano, possono intrappolare il calore vicino alla superficie del pianeta. Anche l’acqua svolge un ruolo importante: può esistere sotto forma di nuvole nell’atmosfera o di neve e ghiaccio sulla superficie. Le calotte di neve tendono ad agire come uno specchio per riflettere la luce solare nello spazio, ma le nuvole possono sia intrappolare che riflettere la luce, a seconda della loro altezza e composizione.

Kite e i suoi collaboratori hanno eseguito molte combinazioni diverse di questi fattori nelle loro simulazioni, alla ricerca di condizioni che potessero far sì che il pianeta fosse abbastanza caldo da permettere la presenza di almeno un po’ di acqua liquida nei fiumi per più di un miliardo di anni, ma che poi la perdesse bruscamente.

Ma confrontando le diverse simulazioni, hanno notato qualcosa di sorprendente. 
Modificare la quantità di anidride carbonica nell’atmosfera non ha cambiato il risultato. 

In altre parole, la forza trainante del cambiamento non sembra essere stata l’anidride carbonica.

“Il biossido di carbonio (anidride carbonica/CO2) è un forte gas serra, quindi era il candidato principale per spiegare l’inaridimento di Marte“, ha detto Kite, esperto di climi di altri mondi. “Ma questi risultati suggeriscono che non è così semplice“.

Esistono diverse opzioni alternative. Le nuove prove si adattano perfettamente a uno scenario, suggerito da Kite in uno studio del 2021, in cui uno strato di sottili nubi ghiacciate nell’atmosfera di Marte agisce come un vetro traslucido da serra, intrappolando il calore. Altri scienziati hanno suggerito che se l’idrogeno fosse stato rilasciato dall’interno del pianeta, avrebbe potuto interagire con l’anidride carbonica nell’atmosfera per assorbire la luce infrarossa e riscaldare il pianeta.

“Non sappiamo quale sia questo fattore, ma per spiegare i risultati è necessario che ne sia esistito molto“, ha detto Kite.

Ci sono diversi modi per cercare di restringere i possibili fattori; il team suggerisce diversi possibili test da eseguire con il rover Perseverance della NASA che potrebbero rivelare indizi.

Kite e il collega Sasha Warren fanno anche parte del team scientifico che dirige il rover Curiosity della NASA alla ricerca di indizi sul perché Marte si sia prosciugato. Sperano che questi sforzi, così come le misurazioni di Perseverance, possano fornire ulteriori indizi al puzzle.

Sulla Terra, molte forze si sono combinate per mantenere le condizioni straordinariamente stabili per milioni di anni. Ma altri pianeti potrebbero non essere stati così fortunati. Una delle tante domande che gli scienziati si pongono riguardo agli altri pianeti è esattamente quanto siamo fortunati, cioè quanto spesso questa confluenza si verifica nell’universo. 

Gli scienziati sperano che lo studio di ciò che è accaduto ad altri pianeti, come Marte, possa fornire indizi sui climi planetari e su quanti altri pianeti là fuori potrebbero essere abitabili.

“È davvero sorprendente che abbiamo questo rompicapo proprio accanto a noi, eppure non siamo ancora sicuri di come spiegarlo“, ha detto Kite.




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