Un nuovo studio Ingv potrebbe aver individuato per la prima volta acqua liquida su Marte
Contrariamente a quanto si potrebbe pensare, il problema principale per l’esistenza di acqua liquida su Marte non è il freddo estremo, ma la bassissima pressione atmosferica. Circa 3 miliardi di anni fa, Marte aveva un’atmosfera più densa e ospitava laghi e oceani. Nel tempo ha perso gran parte della sua atmosfera, rendendo quasi impossibile la presenza di acqua liquida stabile sulla sua superficie.
Oggi, l’unico modo in cui l’acqua potrebbe esistere in forma liquida è in brevi episodi legati alla fusione del permafrost (terreno ghiacciato), un fenomeno che avviene anche nelle regioni polari terrestri. Tuttavia su Marte, l’acqua evapora o sublima quasi immediatamente sotto la luce diretta del Sole. Quindi dove cercarla?
In quali regioni di Marte possiamo trovare segni di acqua liquida?
L’analisi di immagini satellitari ha permesso di individuare luoghi rari in cui si formano strutture particolari, chiamate “linear gullies“, dei canali che sembrano modellati dall’azione dell’acqua e che si attivano ciclicamente nei primi giorni della primavera marziana a seguito della fusione di brina che si deposita durante l’inverno.
Gullies attivi sulla duna marziana Russell (Elaborato su immagine HiRISE/MRO: ESP_047078_1255 – NASA/JPL-Caltech/UArizona)
Le immagini mostrano segni di umidità sulla sabbia nelle zone in ombra, mentre nelle aree esposte alla luce solare l’acqua evapora rapidamente. Inoltre, sono stati osservati fenomeni come slavine e la presenza di blocchi di ghiaccio arrotondati, suggerendo un possibile coinvolgimento dell’acqua nei suoi tre stati: solido, liquido e gassoso.
Ma… sarà davvero acqua?
In passato si ipotizzava che questi fenomeni potessero essere dovuti alla presenza di anidride carbonica (CO2), la principale componente dell’atmosfera marziana. Tuttavia, per diventare liquida, la CO2 richiede pressioni molto superiori a quelle marziane, rendendo questa ipotesi poco plausibile. Lo studio INGV pubblicato su Geosciences supporta invece la possibilità che si tratti proprio di acqua, grazie ad un’analisi condotta sul comportamento dell’acqua in condizioni di pressione e temperatura marziane.
Il ruolo del “punto triplo” dell’acqua
Proviamo a confrontare il diagramma di stato dell’acqua con gli ambienti naturali della Terra e di Marte. Il rettangolo verde copre tutta la gamma di temperature e pressioni esistenti sulla superficie terrestre al di sopra del livello del mare. Osservando come interseca il diagramma, risulta evidente che sulla Terra non ci sono le condizioni ambientali che impongono all’acqua di esistere soltanto sotto forma di vapore. Abbiamo invece larghi intervalli di stabilità dell’acqua nello stato solido (il ghiaccio) e nello stato liquido.
Ecco perché sulla Terra esistono le calotte glaciali e gli oceani.
Diagramma di stato dell’acqua in relazione agli ambienti di superficie della Terra (in verde) e di Marte (in arancio)
E su Marte?
Nella maggior parte dell’ambiente marziano (area arancione nel grafico) lo stato solido dell’acqua è stabile o si scambia solo con il vapore. Su Marte il ghiaccio è “secco” e può diventare vapore senza fondere, cioè senza prima liquefarsi. Si chiama sublimazione. Fortunatamente però, il punto triplo dell’acqua (in cui coesistono all’equilibrio tutti e tre gli stati fisici dell’acqua, solido, liquido e vapore) giace in pieno nell’ambiente marziano! Questo rende effettivamente possibile l’apparizione di acqua liquida (quel piccolo triangolo tra blu e rosso nel grafico) anche se in rarissimi luoghi. Ma non basta. La presenza del punto triplo significa che, soltanto su Marte, una variazione di qualche grado e/o di pochi millibar è già in grado di attraversare tutte e tre le fasi dell’acqua. È più facile che sulla Terra! Nei luoghi giusti, basterebbe un alito di vento…
La chiave del mistero: le dune marziane
L’elemento più interessante dello studio è il legame tra la presenza di acqua e la forma delle dune marziane. Le dune vengono modellate dal vento e possono creare condizioni particolari in cui il ghiaccio si accumula temporaneamente e dove in seguito fonde. Questo fenomeno è paragonabile alla “condensazione aerodinamica” che si osserva sulle ali degli aerei o sugli alettoni delle auto da corsa, dove il rapido movimento dell’aria porta alla formazione improvvisa di ghiaccio.
Fenomeni osservati sulla duna marziana Russel associati alla possibilità di brinamento d’acqua (Elaborato su immagine HiRISE/MRO: ESP_064682_1255 NASA/JPL-Caltech/UArizona)
Quali sono le implicazioni della scoperta?
Se confermata, la presenza di acqua liquida, anche per brevissimi periodi, avrebbe conseguenze significative per la comprensione della geologia marziana e per la ricerca di forme di vita microbiche. Inoltre, potrebbe influenzare la scelta dei siti di atterraggio per future missioni spaziali, inclusi eventuali viaggi umani su Marte.
In sintesi:
- Cosa abbiamo visto su Marte? Tracce di acqua nei suoi tre stati (solido, liquido e vapore) su alcune dune marziane.
- Come abbiamo fatto? Attraverso immagini satellitari ad altissima risoluzione della sonda NASA Mars Reconnaissance Orbiter.
- Perché si manifesta? Grazie a condizioni fisiche rare, in cui temperatura e pressione raggiungono il punto triplo dell’acqua.
- Dove accade? Su alcuni pendii di dune, dove il vento crea vortici che favoriscono il brinamento, seguito poi dalla fusione del ghiaccio.
- Quando può avvenire? Nei primi giorni di primavera marziana, in aree specifiche per latitudine e quota.
Se questa ipotesi verrà confermata, potremmo aver finalmente trovato le prime vere tracce di acqua liquida su Marte, cambiando per sempre il nostro modo di vedere il Pianeta Rosso.
Gullies attivi sulla duna Kaiser (Elaborato su immagine HiRISE/MRO: ESP_027878_1330 – NASA/JPL-Caltech/UArizona)
