Parliamo spesso delle forti somiglianze tra la Terra e Marte, ma sono le differenze che probabilmente stanno dietro al motivo per cui un pianeta ha la vita e sull’altro, per ora, non abbiamo trovato alcun tipo di vita.
In particolare, una nuova ricerca suggerisce che potrebbe essere dovuto alla discrepanza nelle dimensioni. Il diametro di Marte è solo il 53 percento di quello della Terra (poco più della metà), e ciò renderebbe impossibile per Marte aggrapparsi a sostanze volatili che sappiamo essere necessarie per la vita, come l’acqua.
“Il destino di Marte è stato deciso fin dall’inizio“, afferma il planetologo Kun Wang della Washington University di St. Louis.
“Probabilmente esiste una soglia sui requisiti di dimensioni dei pianeti rocciosi per trattenere abbastanza acqua per consentire l’abitabilità e la tettonica delle placche, con una massa superiore a quella di Marte“.
Sebbene ci siano molte differenze tra la Terra e altri pianeti rocciosi nel Sistema Solare, può essere difficile accertare quali fattori favoriscono l’emergere della vita e quali la ostacolano.
Ma possiamo guardare ad alcune delle cose di cui la vita sulla Terra ha bisogno per esistere.
Una cosa che la vita sulla Terra richiede è l’acqua liquida, quindi le condizioni che consentono la presenza di acqua liquida sono uno degli elementi chiave nella lista di controllo dell’abitabilità del pianeta.
Sappiamo che Marte aveva acqua di superficie – ne abbiamo visto prove nei meteoriti marziani caduti sulla Terra, sbalzati dal pianeta rosso quando il Sistema Solare era ancora giovane. Oggi, tuttavia, Marte è polveroso, secco e desolato e l’acqua sulla sua superficie è ghiacciata.
La transizione da un pianeta relativamente umido ad arido è talvolta attribuita al campo magnetico perduto di Marte. Ma è possibile che altri fattori svolgano un ruolo nella ritenzione di sostanze volatili, come la gravità superficiale di un corpo cosmico; La gravità della Terra, per riferimento, è 2,66 volte quella di Marte. Quindi Wang e la sua squadra hanno iniziato a indagare.
Nello specifico, hanno iniziato a osservare l’abbondanza dell’elemento moderatamente volatile potassio su vari oggetti del Sistema Solare, usandolo come tracciante per altri elementi e composti volatili.
Questo perché i rapporti degli isotopi di potassio sono un forte indicatore dell’esaurimento dei volatili all’interno dei pianeti, perché sono insensibili ai processi ignei e alla vaporizzazione indotta dagli impatti.
“I meteoriti marziani sono gli unici campioni a nostra disposizione per studiare la composizione chimica della massa di Marte“, ha spiegato Wang .
“Quei meteoriti marziani hanno età che variano da diverse centinaia di milioni a 4 miliardi di anni e hanno registrato la storia dell’evoluzione volatile di Marte. Attraverso la misurazione degli isotopi di elementi moderatamente volatili, come il potassio, possiamo dedurre il grado di esaurimento dei volatili e fare confronti tra diversi corpi del sistema solare.”
Il team ha studiato le composizioni isotopiche del potassio in 20 meteoriti di Marte, scelti perché sembrano essere rappresentativi della composizione di massa di silicati di Marte. Queste composizioni sono state quindi confrontate con le note composizioni di silicato di massa di altri tre oggetti interni del Sistema Solare di massa variabile: la Terra, la Luna e l’asteroide Vesta.
I risultati hanno mostrato che Marte ha perso più sostanze volatili della Terra durante la sua formazione, ma ne ha conservate più della Luna e di Vesta, entrambe significativamente più piccole e più secche di Marte.
“La ragione per abbondanze molto inferiori di elementi volatili e dei loro composti nei pianeti differenziati rispetto ai meteoriti indifferenziati primitivi è un dubbio di lunga data“, afferma la planetologa Katharina Lodders della Washington University.
“La scoperta della correlazione delle composizioni isotopiche del potassio con la gravità del pianeta ha importanti implicazioni quantitative su quando e come i pianeti differenziati hanno ricevuto e perso i loro volatili“.
Ciò ha implicazioni per la nostra comprensione della storia del pianeta, sostengono i ricercatori. Ricerche precedenti hanno scoperto che Marte una volta era davvero molto umido. Questa nuova correlazione tra gravità e ritenzione volatile potrebbe aiutare a porre dei vincoli su quanta acqua aveva Marte una volta.
Inoltre, la scoperta ha implicazioni per la nostra ricerca di mondi abitabili al di fuori del Sistema Solare. Un fattore che influenza la presenza di acqua liquida su una superficie planetaria è la sua temperatura, correlata alla sua vicinanza alla stella ospite. Troppo vicino e l’acqua evapora; troppo lontano e gela.
Possiamo anche misurare le dimensioni e le masse degli esopianeti, in base a quanta luce stellare bloccano quando passano tra noi e la stella, e quanto la stella si muove nella sua orbita reciproca con l’esopianeta. Quindi il lavoro del team potrebbe aiutarci a escludere esopianeti troppo piccoli per l’acqua liquida.
“La dimensione di un esopianeta è uno dei parametri più facili da determinare“, ha detto Wang.
“In base alle dimensioni e alla massa, ora sappiamo se un esopianeta è un candidato per la vita, perché un fattore determinante di primo ordine per la ritenzione volatile è la dimensione“.
La ricerca è stata pubblicata su PNAS.