Nel 2018, gli scienziati che lavorano con i dati dell’orbiter Mars Express dell’ESA (l’Agenzia spaziale europea) hanno annunciato una scoperta sorprendente: i segnali di uno strumento radar riflessi dal polo sud del pianeta rosso sembravano rivelare un lago liquido sotto la superficie.
Da allora sono stati rilevati molti altri riflessi del genere.
In un nuovo articolo pubblicato sulla rivista Geophysical Research Letters, due scienziati del Jet Propulsion Laboratory della NASA nel sud della California descrivono di aver trovato dozzine di riflessi radar simili attorno al polo sud dopo aver analizzato una serie più ampia di dati di Mars Express, ma molti si trovano in aree che dovrebbero essere troppo fredde perché l’acqua rimanga liquida.
“Non siamo sicuri se questi segnali siano acqua liquida o meno, ma sembrano essere molto più diffusi di quanto trovato nel documento originale“, ha affermato Jeffrey Plaut del JPL, co-investigatore principale del MARSIS (Mars Advanced Radar for orbiter Subsurface and Ionospheric Sounding), che è stato costruito congiuntamente dall’Agenzia Spaziale Italiana e dal JPL.
“O l’acqua liquida è comune sotto il polo sud di Marte o questi segnali sono indicativi di qualcos’altro“.
Il Mars Express dell’ESA (l’Agenzia spaziale europea) sorvola il pianeta rosso in questa illustrazione. Il Jet Propulsion Laboratory della NASA ha fornito il ricevitore per lo strumento Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionospheric Sounding (MARSIS) della missione. Credito: ESA/NASA/JPL-Caltech
Capsula del tempo
I segnali radar interpretati come acqua liquida sono stati trovati in una regione di Marte chiamata South Polar Layered Deposits, così chiamata per gli strati alternati di ghiaccio d’acqua, ghiaccio secco (anidride carbonica congelata) e polvere che si sono depositati lì per milioni di anni.
Si ritiene che questi strati forniscano una registrazione di come l’inclinazione dell’asse di Marte si sia spostata nel tempo, proprio come i cambiamenti nell’inclinazione della Terra hanno creato ere glaciali e periodi più caldi nella storia del nostro pianeta.
Quando Marte aveva un’inclinazione assiale inferiore, nevicate e strati di polvere si sono accumulati nella regione e alla fine hanno formato lo spesso strato di ghiaccio che si trova oggi.
Trasmettendo onde radio in superficie, gli scienziati possono scrutare al di sotto di questi strati ghiacciati, mappandoli in dettaglio. Le onde radio perdono energia quando attraversano materiale nel sottosuolo; il loro riflesso ripreso dal veicolo spaziale, di solito ha un segnale più debole. Ma in alcuni casi, i segnali di ritorno dal sottosuolo di questa regione sono più luminosi di quelli in superficie.
Alcuni scienziati hanno interpretato questi segnali come la prova della presenza di acqua liquida, che riflette fortemente le onde radio.
Plaut e Aditya Khuller, una studentessa di dottorato presso l’Arizona State University che ha lavorato al documento durante il tirocinio al JPL, non sono sicuri di cosa indicano i segnali.
Le aree che, secondo l’ipotesi, contengono acqua liquida si estendono da 10 a 20 chilometri in una regione relativamente piccola del polo sud marziano. Khuller e Plaut hanno ampliato la ricerca di segnali radio forti simili a 44.000 misurazioni distribuite su 15 anni di dati MARSIS sull’intera regione del polo sud marziano.
I punti colorati rappresentano i siti in cui i riflessi radar luminosi sono stati individuati dall’orbita Mars Express dell’ESA sulla calotta polare sud di Marte. Tali riflessi erano precedentemente interpretate come acqua liquida sotterranea. La loro prevalenza e vicinanza alla superficie gelida suggerisce che potrebbero essere qualcos’altro. Credito: ESA/NASA/JPL-Caltech
Laghi inaspettati
L’analisi ha rivelato dozzine di ulteriori riflessi radar luminosi su una gamma di aree e profondità molto ampia. In alcuni punti, sono a meno di 1500 metri dalla superficie, dove si stima che le temperature siano a meno 63 gradi Celsius, così fredde che l’acqua dovrebbe congelare anche contenendo minerali salati noti come perclorati, che possono abbassare il punto di congelamento dell’acqua.
Khuller ha notato un documento del 2019 in cui i ricercatori hanno calcolato il calore necessario per sciogliere il ghiaccio sotto la superficie in questa regione, scoprendo che solo vulcanismo recente sotto la superficie potrebbe spiegare la potenziale presenza di acqua liquida sotto il polo sud.
“Hanno scoperto che ci vorrebbe il doppio del flusso di calore geotermico di Marte stimato per mantenere questa acqua liquida“, ha detto Khuller.
“Un modo possibile per ottenere questa quantità di calore è attraverso il vulcanismo. Tuttavia, non abbiamo davvero visto alcuna prova evidente di vulcanismo recente al polo sud, quindi sembra improbabile che l’attività vulcanica permetta la presenza di acqua liquida sotterranea in tutta questa regione”.
Cosa spiegare i riflessi luminosi se non sono acqua liquida?
Gli autori non possono dirlo con certezza. Ma il loro articolo offre agli scienziati una mappa dettagliata della regione che contiene indizi sulla storia del clima di Marte, incluso il ruolo dell’acqua nelle sue varie forme.
“La nostra mappatura ci avvicina di qualche passo alla comprensione sia dell’estensione che della causa di questi sconcertanti riflessi radar“, ha affermato Plaut.
Riferimento: “Characteristics of the Basal Interface of the Martian South Polar Layered Deposits” di Aditya R. Khuller e Jeffrey J. Plaut, 16 giugno 2021, Lettere di ricerca geofisica .
DOI: 10.1029/2021GL093631
