La scoperta di dune marziane di miliardi di anni quasi perfettamente conservate sta aiutando gli scienziati a svelare la storia geologica e climatica del pianeta rosso.
Il 5 ottobre 2020, un team di scienziati ha annunciato la scoperta di un gruppo di dune di sabbia marziane di un miliardo di anni, nella regione Valles Marineris del pianeta. Questa rara scoperta di paleo-dune ha portato gli scienziati a una seconda grande scoperta. Ovvero, il clima, la pressione atmosferica e l’evoluzione del paesaggio su Marte sono rimasti relativamente coerenti negli ultimi miliardi di anni.
La ricerca, guidata dal geologo planetario Matthew Chojnacki presso il Planetary Science Institute di Tucson, in Arizona, è stata pubblicata in un articolo nel Journal of Geophysical Research. Una dichiarazione di Chojnacki e dei suoi colleghi ha spiegato che un’ampia mappatura dei depositi di roccia sedimentaria all’interno di Melas Chasma, il segmento più ampio del sistema di canyon Valles Marineris su Marte, ha fornito le prove necessarie per datare i campi di dune e per formare una comprensione, non solo di cosa Marte era circa 1 miliardo di anni fa, ma di come il clima del pianeta rosso si è evoluto nel tempo.
Le prove includevano sia la litificazione, ovvero il processo mediante il quale i sedimenti sciolti vengono compattati in roccia solida, e sia il seppellimento delle dune da parte del vento durante il tempo.
Attraverso la ricerca, gli scienziati hanno appreso che queste uniche paleo-dune presenti su Marte non erano state toccate dallo stesso tipo di forze geologiche che hanno alterato nel tempo la superficie del nostro pianeta: ovvero, lo spostamento delle grandi placche terrestri (tettonica a zolle), e l’erosione del vento e dell’acqua.
Chojnacki ha dichiarato che le condizioni delle dune di sabbia di Marte erano un indicatore di una “vecchia” età ben conservata, rispetto alle dune terrestri:
“Abbiamo identificato e mappato estesi campi dunali nei canyon di Valles Marineris che mostrano chiare prove di litificazione e sepoltura. Questo livello di conservazione è raro per le dune di sabbia terrestre a causa dell’erosione e della tettonica in corso“.
Chojnacki ha ammesso che analizzare e datare i campi di dune su Marte non è stato un compito facile, poiché tutto il lavoro scientifico è stato svolto da lontano e in totale assenza di campioni fisici. Ma, nonostante l’assenza di campioni, la ricerca ha ottenuto risultati significativi:
“La datazione delle superfici planetarie è estremamente impegnativa senza campioni fisici. Gli scienziati planetari usano spesso i crateri accumulati sulla superficie rispetto al flusso previsto di impattori per stimare un’età superficiale (le superfici più vecchie accumulano più crateri). Questi depositi non hanno mostrato molti crateri, indicando che dovevano essere relativamente giovani. Abbiamo anche esaminato i tassi di erosione e la velocità con cui le forme del terreno vengono consumate dal vento e da altri fattori. Usando queste due tecniche stimiamo che questi depositi di dune non siano più vecchi di qualche miliardo di anni (altrimenti avrebbero accumulato più crateri) ,ma neanche più giovani di circa un miliardo di anni (o l’erosione li avrebbe cancellati dalla superficie)“.
Chojnacki ha affermato che i processi eolici che hanno avuto un impatto su queste particolari dune, ovvero i modi in cui i sedimenti su questa parte del paesaggio di Marte potrebbero essere stati erosi o spostati dal vento, hanno rivelato informazioni significative sull’evoluzione del vento e della pressione atmosferica su Marte nel tempo.
“Possiamo vedere che le moderne dune di sabbia della zona sono orientate in direzioni molto simili a quelle del record roccioso. Ciò indica che le principali direzioni del vento responsabili della forma delle dune non sono cambiate sostanzialmente nel tempo. Vediamo anche dune di sabbia di dimensioni molto simili e distanziate dai due periodi di tempo. Questo potrebbe indicare che la pressione atmosferica non era significativamente diversa“.
In altre parole, il Marte di un miliardo di anni fa era abbastanza simile al Marte di oggi, almeno per quanto riguarda i modelli di vento e le pressioni atmosferiche.
I dati dello studio, raccolti utilizzando strumenti a bordo del Mars Reconnaissance Orbiter e del Mars Odyssey Orbiter della NASA, stanno aiutando gli scienziati a comprendere meglio la storia geologica di Marte e in che modo differisce da quella della Terra.
Chojnacki ha affermato che, le dune di sabbia stanno migrando, sospinte dal vento su Marte proprio come sulla Terra. La sabbia che compone le dune terrestri spesso può essere convertita in roccia, ma spesso fattori come l’acqua o la vegetazione impediscono di preservare la forma completa della duna. Abbiamo trovato gruppi di dune di sabbia sulla superficie di Valles Marineris, Marte, che sono state anch’esse trasformate in pietra in passato, ma molte di queste hanno mantenuto la loro forma.
Il fatto che le dune di sabbia una volta migrassero sulla superficie marziana e ora siano conservate nella documentazione rocciosa ci dice qualcosa sulle condizioni che hanno portato alla loro conservazione e su come queste differiscono da quelle della Terra.
Simili a quelle che si formano sulla Terra, le dune di sabbia marziane contemporanee non sono rare sul pianeta rosso, un paesaggio desertico con molte somiglianze con i deserti che si trovano sul nostro pianeta, ma molto più freddi. Le antiche forme di dune, d’altra parte, sono state fino a poco tempo fa una scoperta rara su Marte.
Nell’aprile 2018, EarthSky ha riportato la scoperta di dune fantasma ,depressioni simili a fossi lasciate quando le dune si erodono, da scienziati del NASA Astrobiology Institute. Scoperte nella regione di Noctis Labyrinthus , a ovest di Valles Marineris, queste dune fantasma hanno dimostrato che i modelli di vento su Marte sono cambiati nel tempo, modellando e rimodellando il paesaggio, in modo molto simile a ciò che i modelli di vento fanno in luoghi come il deserto del Sahara.
Sebbene esistano marcate somiglianze tra Marte e la Terra, inclusa la formazione di dune di sabbia spinta dal vento, i processi di erosione superficiale e l’evoluzione del paesaggio differiscono notevolmente. Questa è una buona notizia per gli scienziati che studiano la storia geologica e climatica di Marte.
Chojnacki sostiene che, l’acqua e la tettonica che rimodellano costantemente la superficie della Terra non sono attualmente un fattore su Marte. Quindi c’è un’opportunità per imparare dalla documentazione geologica del pianeta rosso. Gli antichi campi di dune che si trovano all’interno di Valles Marineris, con la loro complessa varietà di forme del territorio, grado di conservazione e contesto, rivelano la ricchezza della geologia regionale.
Questi risultati ci informano che il trasporto, la deposizione e la litificazione della sabbia guidati dal vento si sono verificati in gran parte della storia recente di Marte, e illustrano come l’evoluzione del paesaggio sia notevolmente diverso rispetto a quella della Terra.
In conclusione, la scoperta di dune di sabbia di miliardi di anni quasi perfettamente conservate su Marte ha rivelato grandi notizie agli scienziati sulla storia geologica del pianeta rosso: il suo clima, la pressione atmosferica e l’evoluzione del paesaggio sono rimasti abbastanza coerenti per tutto questo tempo fino ad oggi.
