Le osservazioni dalle telecamere degli orbiter di Marte hanno spesso mostrato i fianchi dei vulcani e le pareti dei crateri come se fossero stati un tempo percorsi da un denso sciroppo, poi ricoperto da uno strato di polvere rossastra. Per anni, gli scienziati hanno interpretato queste formazioni come accumuli di detriti rocciosi solo leggermente cementati dal ghiaccio.
Nuove prove rivelano un Marte ricco d’acqua ghiacciata
Negli ultimi vent’anni, le analisi scientifiche hanno iniziato a scardinare questa convinzione. Le nuove indagini hanno rivelato che, contrariamente alle ipotesi iniziali, almeno alcuni di questi ghiacciai ricoperti di detriti contengono una quantità significativamente maggiore di acqua ghiacciata rispetto alla roccia. Questa prospettiva è stata ulteriormente rafforzata da una recente indagine radar, la quale suggerisce che l’elevata purezza del ghiaccio sia la norma piuttosto che l’eccezione.
I ghiacciai, sia nell’emisfero nord che in quello sud, sono composti per oltre l’80% da ghiaccio. Questi risultati implicano che una porzione considerevole di Marte ha probabilmente subito una glaciazione prolungata in passato e che il pianeta ospita vaste riserve d’acqua facilmente accessibili, un’informazione cruciale per i futuri esploratori.
Questo importante lavoro è stato condotto da Yuval Steinberg, che ha completato la sua ricerca come studente laureato presso il Weizmann Institute of Science in Israele. I suoi mentori e coautori, Oded Aharonson e Isaac Smith, sono affiliati al Planetary Science Institute di Tucson, oltre che al Weizmann e alla York University. Quando Steinberg ha iniziato la sua revisione della letteratura esistente, ha notato una significativa mancanza di coerenza: i ricercatori avevano studiato ghiacciai diversi utilizzando tecniche radar differenti e avevano riportato i loro risultati in unità di misura non comparabili, rendendo difficile l’identificazione di un modello complessivo.
La sfida della comparabilità nelle ricerche precedenti
La ricerca sui ghiacciai marziani ha affrontato in passato una notevole complessità, come ha osservato Smith: i ricercatori impiegavano tecniche diverse su vari siti, rendendo i risultati difficilmente confrontabili. Molti punti di riferimento erano rimasti inesplorati, e altri presentavano solo analisi parziali. Infatti, in due dei cinque siti presi in esame dal nuovo studio, era stata completata solo un’analisi parziale, mentre un sito non era mai stato studiato affatto.
Per superare queste incongruenze, il team di ricerca ha deciso di adottare un approccio più sistematico. Hanno selezionato cinque ghiacciai coperti di detriti distribuiti su Marte, includendo anche un sito finora inesplorato, e hanno elaborato tutti i set di dati in modo uniforme. Il successo di questo metodo è stato reso possibile dall’uso di SHARAD, lo strumento Shallow Radar a bordo del Mars Reconnaissance Orbiter, che trasmette impulsi radio a 20 MHz nella crosta marziana.
Misurando la costante dielettrica di ciascun ghiacciaio, che indica la velocità con cui l’onda radar attraversa un materiale, e la tangente di perdita, che quantifica l’energia dissipata dall’onda lungo il percorso, i ricercatori hanno potuto raccogliere dati fisici cruciali. Questi valori hanno permesso loro di dedurre con precisione la composizione del sottosuolo di ciascun ghiacciaio, cosa che una semplice ispezione visiva non avrebbe potuto rivelare, dato che tutti i ghiacciai carichi di detriti appaiono uniformemente come pezzi di terreno monotoni.
La vera sorpresa è arrivata al termine dei calcoli radar: indipendentemente dalla loro posizione, che fosse vicino all’equatore o ai margini delle medie latitudini, ogni ghiacciaio mostrava un’impronta elettrica quasi identica. Questa notevole uniformità implica una composizione simile: i ghiacciai sono costituiti per almeno quattro quinti di ghiaccio in volume, ricoperti da uno strato di detriti spesso solo pochi metri, che funziona come un efficace isolante contro l’aria rarefatta e secca di Marte.
Questa uniformità è un dato significativo perché, come affermato da Smith, “ci dice che i meccanismi di formazione e conservazione sono probabilmente gli stessi ovunque”. Tale coerenza suggerisce che Marte potrebbe aver subito una singola, estesa glaciazione che ha interessato l’intero pianeta, oppure più ere glaciali avvenute in condizioni quasi identiche.
Marte: un passato di ghiaccio e future risorse idriche
Marte, oggi un pianeta estremamente arido, permette al ghiaccio d’acqua di sopravvivere in prossimità della superficie solo in condizioni di basse temperature e pressione atmosferica sufficiente a prevenire la sublimazione. Se le recenti scoperte si riveleranno corrette, ciò implica che il pianeta deve aver prodotto, ripetutamente, quantità di neve o gelo sufficienti a formare spessi ghiacciai, i quali sarebbero stati poi coperti da uno strato di polvere, conservandoli intatti per centinaia di milioni di anni.
Conoscere la purezza minima di questi ghiacciai è cruciale per i modellisti climatici, poiché permette di definire con maggiore accuratezza la quantità di acqua che ha circolato nell’atmosfera marziana nel passato. Questo dato aiuta anche a tracciare l’evoluzione dei modelli di nevicata in relazione ai cambiamenti nell’inclinazione assiale del pianeta e a comprendere come le tempeste di polvere globali possano aver contribuito a proteggere il ghiaccio.
La purezza del ghiaccio riveste un’importanza fondamentale anche per i futuri equipaggi umani. La possibilità di estrarre acqua potabile, ossigeno e carburante per razzi dal ghiaccio è un aspetto chiave per l’esplorazione futura. Estrarre liquidi da ghiaccio contaminato da detriti richiede molta energia e sofisticate attrezzature di filtraggio, mentre la possibilità di tagliare blocchi di ghiaccio quasi puro semplificherebbe enormemente le operazioni. I cinque ghiacciai analizzati in questo studio sono situati in diverse tipologie di terreno, suggerendo l’esistenza di numerosi siti candidati ideali per futuri insediamenti umani su Marte.
“Possiamo concludere che Marte ha vissuto una glaciazione diffusa o più glaciazioni con proprietà simili,” ha affermato Smith. Ha inoltre sottolineato che “Riunendo per la prima volta questi siti e queste tecniche, siamo riusciti a unificare la nostra comprensione di questi tipi di ghiacciai.” I ricercatori hanno ora l’intenzione di estendere il loro rilevamento standardizzato a ulteriori tracciati radar. Ogni nuovo ghiacciaio analizzato affinerà i dati globali e potrebbe potenzialmente rivelare l’esistenza di microclimi o di fenomeni di riscaldamento vulcanico locale.
Questo metodo potrebbe persino ispirare e guidare il concetto della futura missione Mars Ice Mapper, che utilizzerebbe un radar ancora più avanzato, specificamente ottimizzato per rilevare le calotte glaciali poco profonde. Il team ha, in sostanza, scoperto un vero e proprio archivio planetario congelato sotto la patina polverosa di Marte: ciò che inizialmente sembrava un lento flusso ricco di rocce si è rivelato essere un deposito prezioso che registra i ritmi climatici del pianeta e si candida a diventare una fonte d’acqua vitale per la prossima grande avventura dell’esplorazione umana.
Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Icarus.
