Miliardi di anni fa, Marte aveva enormi e lunghi fiumi, più ampi di quelli sulla Terra oggi, e si trovavano in centinaia di località sul pianeta rosso. I dati archiviati dalla sonda spaziale Mars Express dell’ESA hanno mostrato che, in alcuni punti, un antico letto di fiume che scorreva attraverso una valle chiamata Mawrth Vallis era largo 7 chilometri e profondo 300 metri. Le telecamere stereo a bordo del satellite hanno anche rivelato “numerosi affluenti” che alimentavano il gigantesco fiume.
Uno studio del 2019 condotto da scienziati dell’Università di Chicago ha catalogato questi fiumi per concludere che un significativo deflusso fluviale persisteva su Marte più avanti nella sua storia di quanto si pensasse in precedenza. Secondo lo studio, il deflusso è stato intenso e si è verificato in centinaia di località del pianeta rosso.
Tre miliardi di anni fa i fiumi di Marte svanirono
Circa tre miliardi di anni fa, i fiumi di Marte si sono prosciugati e nessuno sa esattamente perché. L’ipotesi principale è che il nucleo metallico fuso di Marte si sia raffreddato e solidificato. Di conseguenza, Marte ha perso il campo magnetico globale che proteggeva la sua atmosfera dai venti solari. I gas serra e altre molecole presenti nell’atmosfera marziana sono sfuggiti, ma gli scienziati sono incerti sulla scala temporale e sulle modifiche atmosferiche specifiche che sono state le forze trainanti del cambiamento climatico marziano.
“Molti ricercatori hanno avanzato idee diverse, ma non siamo sicuri di cosa abbia causato un cambiamento così drammatico del clima“, ha affermato Edwin Kite, geofisico dell’Università di Chicago. “Ci piacerebbe davvero capire, soprattutto perché è l’unico pianeta che sicuramente conosciamo cambiato da abitabile a inabitabile“.
Kite è il primo autore di un nuovo studio che esamina le tracce dei fiumi marziani per vedere cosa possono rivelare sulla storia dell’acqua e dell’atmosfera del pianeta.
In precedenza, molti scienziati avevano ipotizzato che fosse stata la perdita di anidride carbonica dall’atmosfera, che aiutava a mantenere caldo Marte attraverso l’effetto serra, a causare il problema. Ma le nuove scoperte, pubblicate su Science Advances, suggeriscono che il cambiamento è stato causato dalla perdita di qualche altro ingrediente importante che ha mantenuto il pianeta abbastanza caldo per avere acqua liquida.
Rivelazione della missione Mariner 9
Nel 1972, gli scienziati furno sbalorditi nel vedere le immagini della missione Mariner 9 della NASA mentre orbitava intorno a Marte. Le foto rivelavano un paesaggio pieno di letti di fiumi, la prova che un tempo il pianeta aveva molta acqua liquida, anche se oggi è asciutto come un deserto.
Ciò ha spinto Kite e ai suoi collaboratori, tra cui lo studente laureato dell’Università di Chicago Bowen Fan, nonché gli scienziati dello Smithsonian Institution, del Planetary Science Institute, del California Institute of Technology Jet Propulsion Laboratory e dell’Aeolis Research, di analizzare le mappe sulla base di migliaia di immagini tratte da orbita dai satelliti. Sulla base di quali tracce si sovrappongono e di come sono esposte alle intemperie, il team ha messo insieme una sequenza temporale di come l’attività fluviale è cambiata in altitudine e latitudine nel corso di miliardi di anni.
Quindi hanno combinato i dati per realizzare simulazioni di diverse condizioni climatiche e vedere quale corrispondeva meglio.
I climi planetari sono estremamente complessi, con molte, molte variabili da tenere in considerazione, specialmente se vuoi mantenere il tuo pianeta nella zona “Riccioli d’oro”, l’area che si trova alla distanza giusta da una stella dove è abbastanza caldo perché l’acqua sia liquida ma non così calda da bollire.
Il calore può provenire dal sole di un pianeta, ma deve essere abbastanza vicino da ricevere radiazioni, ma non così vicino da strappare via l’atmosfera. I gas serra, come l’anidride carbonica e il metano, possono intrappolare il calore vicino alla superficie di un pianeta. Anche l’acqua stessa gioca un ruolo; può esistere come nuvole nell’atmosfera o come neve e ghiaccio in superficie. Le calotte nevose tendono a fungere da specchio per riflettere la luce solare nello spazio, ma le nuvole possono intrappolare o riflettere la luce, a seconda della loro altezza e composizione.
Kite e i suoi collaboratori hanno eseguito molte diverse combinazioni di questi fattori nelle loro simulazioni, alla ricerca di condizioni che avrebbero potuto far sì che il pianeta fosse sufficientemente caldo da consentire all’acqua liquida di esistere in fiumi per più di un miliardo di anni, per poi perderla improvvisamente.
Confrontando diverse simulazioni, hanno visto qualcosa di sorprendente. Cambiare la quantità di anidride carbonica nell’atmosfera non ha cambiato il risultato. Quindi, la forza trainante del cambiamento non sembra essere stata l’anidride carbonica.
“Il biossido di carbonio è un potente gas serra, quindi era davvero il nostro principale candidato per spiegare l’essiccazione di Marte“, ha affermato Kite, “Ma questi risultati suggeriscono che non è così semplice“.
Nuove prove
Ci sono diverse opzioni alternative. La nuova prova si adatta perfettamente a uno scenario, suggerito in uno studio di Kite del 2021, in cui uno strato di nuvole sottili e ghiacciate in alto nell’atmosfera di Marte si comporta come un vetro traslucido da serra, intrappolando il calore. Altri scienziati hanno suggerito che se l’idrogeno fosse stato rilasciato dall’interno del pianeta, avrebbe potuto interagire con l’anidride carbonica nell’atmosfera per assorbire la luce infrarossa e riscaldare il pianeta.
“Non sappiamo quale sia questo fattore, ma abbiamo molto bisogno che sia esistito per spiegare i risultati“, ha detto Kite.
Esistono diversi modi per cercare di restringere i possibili fattori; il team suggerisce diversi possibili test da eseguire per il rover Perseverance della NASA che potrebbero rivelare indizi.
Kite e la collega Sasha Warren fanno parte del team scientifico che dirigerà il rover Curiosity della NASA alla ricerca di indizi sul motivo per cui Marte si è asciugato. Sperano che questi sforzi, così come le misurazioni di Perseverance, possano fornire ulteriori indizi sull’enigma.
Marte è l’unico pianeta con la prova definitiva del passaggio da abitabile a inabitabile
Sulla Terra, molte forze si sono unite per mantenere condizioni notevolmente stabili per milioni di anni. Ma altri pianeti potrebbero non essere stati così fortunati. Una delle tante domande che gli scienziati hanno sugli altri pianeti è esattamente quanto siamo stati fortunati, ovvero quanto spesso si verifica questa confluenza di fattori nell’universo. Sperano che studiare cosa è successo ad altri pianeti, come Marte, possa fornire indizi sui climi planetari e su quanti altri pianeti potrebbero essere abitabili.
“È davvero sorprendente che abbiamo questo enigma proprio accanto, eppure non siamo ancora sicuri di come spiegarlo“, ha detto Kite.
“L’idea che Venere fosse abitabile e avesse acqua liquida è speculativa, quindi è possibile che abbia ragione Edwin quando sostiene che Marte è l’unico pianeta con la prova definitiva del passaggio da abitabile a inabitabile“. Per quanto riguarda la causa del cambiamento atmosferico, l’ipotesi principale è che il nucleo metallico fuso di Marte si sia raffreddato e solidificato. Di conseguenza, Marte ha perso il campo magneticoglobale che proteggeva la sua atmosfera dai venti solari. I gas serra e altre molecole nell’atmosfera marziana sono fuggiti, ma gli scienziati sono incerti sulla scala temporale dell’evento e sulle modifiche atmosferiche specifiche che hanno causato il cambiamento climatico marziano.
Fonte: Edwin S. Kite et al, Changing spatial distribution of water flow charts major change in Mars’s greenhouse effect, Science Advance
