Marte: dov’è finita la sua atmosfera?

Secondo una nuova ricerca l’atmosfera di Marte potrebbe nascondersi in bella vista, essendo stata assorbita dai minerali nelle argille del Pianeta Rosso. Se l’involucro di gas del Pianeta Rosso fosse “andato a terra” oltre 3 miliardi di anni fa, questo potrebbe spiegare come il pianeta vicino alla Terra sia diventato così diverso dal nostro mondo, perdendo la sua capacità di ospitare la vita.

L’atmosfera di Marte

Gli scienziati sanno che il Pianeta Rosso non è sempre stato il paesaggio arido e sterile che i rover Perseverance e Curiosity attraversano oggi. Entrambi i robot mobili della NASA hanno scoperto prove che acqua abbondante scorreva su Marte all’inizio della sua storia di 4,6 miliardi di anni e proprio questa è la ragione per cui Marte deve aver posseduto anche un’atmosfera, in assenza della quale l’acqua non avrebbe potuto esistere allo stato liquido. La grande domanda per decenni è stata: dove è finita questa atmosfera quando è scomparsa?

Un team di ricercatori pensa che la risposta sia stata sulle tracce di Curiosity e Perseverance per tutto questo tempo. In uno studio pubblicato su Science Advances, sostengono che mentre l’acqua era presente sul Pianeta Rosso, potrebbe essere filtrata attraverso alcuni tipi di roccia e aver innescato una lenta serie di reazioni che hanno risucchiato l’anidride carbonica dall’atmosfera. Questa sarebbe poi stata convertita in metano, una forma di carbonio, e bloccata nella superficie argillosa di Marte.

Lo studio

“Sulla base delle nostre scoperte sulla Terra, abbiamo dimostrato che processi simili hanno probabilmente avuto luogo su Marte e che grandi quantità di anidride carbonica atmosferica potrebbero essersi trasformate in metano ed essere state sequestrate nelle argille“, ha affermato Oliver Jagoutz, membro del team e professore di geologia presso il Dipartimento di Scienze della Terra, Atmosferiche e Planetarie del Massachusetts Institute of Technology (MIT EAPS): “Questo metano potrebbe essere ancora presente e forse persino utilizzato come fonte di energia sul Pianeta Rosso in futuro”.

Lavorando all’interno del suo gruppo al MIT, Jagoutz e i suoi colleghi non hanno iniziato la loro indagine con Marte, ma con il nostro pianeta. Gli scienziati stavano tentando di determinare quali processi geologici guidano l’evoluzione dello strato esterno duro ma fragile della Terra che comprende la crosta e il mantello superiore, ed è noto come litosfera.

I ricercatori si sono concentrati su un tipo di minerale argilloso di superficie chiamato “smectite“, che è molto efficiente nell’intrappolare il carbonio. Un solo granello di smectite è composto da molte pieghe in cui il carbonio può depositarsi e rimanere per miliardi di anni senza essere spostato o disturbato.

Sulla Terra, le smectiti sono create dal movimento delle placche tettoniche su cui poggiano i continenti. Questa attività tettonica ha anche sollevato le smectiti sulla superficie del nostro pianeta. Quando esposto alla superficie, questo minerale argilloso ripiegato ha attirato l’anidride carbonica, rimuovendo questo gas serra dall’atmosfera e aiutando il nostro pianeta a raffreddarsi nel corso di milioni di anni.

Il team ha spostato l’attenzione su Marte quando Jagoutz ha osservato la superficie del Pianeta Rosso e ha notato una materia smectite simile dispersa sul vicino della Terra.

La scoperta delle smectiti su Marte ha posto un quesito importante: poiché il Pianeta Rosso non ha attività tettonica, come è stato creato questo minerale argilloso ripiegato? Per rispondere a questa domanda, il team si è rivolto a ciò che sapeva della storia geologica del vicino della Terra.

Un indizio è stato il rilevamento remoto di rocce ignee con basso contenuto di silice nella crosta del Pianeta Rosso chiamate “rocce ultramafiche“. Sulla Terra, queste rocce ignee sono note per creare smectiti quando vengono corrose o “alterate” dall’acqua. Su Marte, ci sono prove di antichi fiumi dove l’acqua potrebbe aver fluito e reagito con la roccia sottostante.

Il team ha quindi utilizzato la conoscenza dell’interazione tra acqua e rocce ignee sulla Terra per creare un modello da applicare a Marte. Il modello rivelerebbe se l’acqua avrebbe potuto reagire con le rocce ultrafemiche profonde di Marte in un modo che avrebbe prodotto smectiti in superficie oggi.

Utilizzando questo modello, gli scienziati hanno scoperto che nel corso di un miliardo di anni, l’acqua potrebbe essere filtrata attraverso la crosta per reagire con un minerale di silicato di magnesio e ferro abbondante nella roccia ignea chiamato “olivina“. Questo minerale è ricco di ferro, a cui l’ossigeno nell’acqua si sarebbe legato nel processo, rilasciando idrogeno.

Questo ferro ossidato potrebbe aver contribuito a dare a Marte il suo caratteristico colore rosso . Successivamente, l’idrogeno liberato potrebbe essersi combinato con l’anidride carbonica nell’acqua per creare metano, con questa reazione che trasforma lentamente l’olivina in un’altra roccia ricca di ferro chiamata “serpentina“. Mentre la serpentina continuava a reagire con l’acqua, questo avrebbe potuto infine forgiare le smectiti.

“Queste argille smectite hanno una capacità così elevata di immagazzinare carbonio“, ha affermato Joshua Murray, autore principale del ricercatore e laureato al MIT EAPS: “Quindi abbiamo utilizzato le conoscenze esistenti su come questi minerali vengono immagazzinati nelle argille sulla Terra, e le abbiamo estrapolate per dire, se la superficie di Marte contiene così tanta argilla, quanto metano si può immagazzinare in quelle argille?”.

Conclusioni

Il team ha scoperto che per immagazzinare la quantità di metano necessaria a estrarre la maggior parte dell’anidride carbonica dall’atmosfera di Marte, il Pianeta Rosso avrebbe dovuto essere ricoperto da uno strato di smectite spesso oltre 1.100 metri.

“Abbiamo scoperto che le stime dei volumi globali di argilla su Marte sono coerenti con una frazione significativa dell’anidride carbonica iniziale di Marte sequestrata come composti organici all’interno della crosta ricca di argilla“, ha concluso Murray: “In un certo senso, l’atmosfera mancante di Marte potrebbe nascondersi in bella vista”.