Idee precedenti suggerivano che le frane osservate su Marte fossero causate da flussi di detriti liquidi o da flussi granulari secchi. Tuttavia, nessuno dei due modelli spiegava completamente le Recurring Slope Lineae (RSL), brevi, sporadiche e stagionali apparizioni di una sorta di colature osservate più volte dall'orbita e forse anche da Curiosity. Secondo la nuova ipotesi, invece, i cambiamenti visti nel terreno sarebbero dovuti allo scioglimento del ghiaccio su piccola scala, nella regolite vicino alla superficie. A causa di questo fenomeno, il terreno diventerebbe più vulnerabile alle tempeste di polvere e al vento. Inoltre, il team ritiene che sottili strati di ghiaccio derivanti dalle interazioni tra il ghiaccio d'acqua sotterraneo, i sali di cloro ed i solfati, creino una fanghiglia instabile simile al liquido che provoca le doline, i collassi nel terreno, i flussi superficiali ed sollevamenti visti sulla Terra.
"Sono entusiasta della prospettiva di acqua liquida su microscala su Marte in ambienti vicini alla superficie dove ghiaccio e sali si mescolano con il suolo", ha detto Bishop. "Questo potrebbe rivoluzionare la nostra prospettiva sulla chimica attiva appena sotto la superficie su Marte oggi".
Le immagini riprese dalla High Resolution Imaging Science Experiment (HiRISE) del Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), mostrano che le RSL si formano sui pendii esposti al Sole dove continuano ad apparire e / o espandersi nel tempo.
Il cratere Palikir su Marte osservato dalla fotocamera HiRISE.
Crediti: NASA / JPL / University of Arizona
Le indagini sulla Terra, nei luoghi simili a Marte, come la Dry Valleys dell'Antartide, il Mar Morto in Israele e il Salar de Pajonales nel deserto di Atacama, mostrano che quando i sali interagiscono con il gesso o l'acqua nel sottosuolo, provocano interruzioni sulla superficie, incluso crolli e smottamenti. Qui, come su Marte, la regolite superficiale delle valli aride è spazzata dai venti secchi per la maggior parte dell'anno. Tuttavia, il permafrost sotterraneo contiene acqua ghiacciata e sembra che si stia verificando un'alterazione chimica sotto la superficie. "I sedimenti nelle valli aride forniscono un eccellente banco di prova per i processi che possono verificarsi su Marte", ha detto Zachary Burton, neolaureato alla Stanford University e collaboratore del team NAI del SETI Institute. "La presenza di concentrazioni elevate di solfati e cloruri a pochi centimetri sotto l'aspro paesaggio di superficie nella Wright Valley presenta l'intrigante possibilità che queste associazioni mineralogiche legate all'acqua e i relativi processi possano esistere anche su Marte".
“Durante la mia ricerca sul campo al Salar de Pajonales, un letto di sale secco nel nord del Cile, ho osservato numerosi esempi dell'azione dei sali sulla geologia locale. È gratificante scoprire che potrebbero anche svolgere un ruolo nel plasmare Marte", ha affermato Nancy Hinman, professoressa di geoscienze presso l'Università del Montana e membro del team NAI del SETI Institute.
Per testare la teoria, il team ha condotto esperimenti di laboratorio, osservano il comportamento di campioni di suolo simile a quello che si troverebbe su Marte, composto da sali di cloro e solfati, congelati e scongelati alle tipiche temperature del Pianeta Rosso. Come risultato, il ghiaccio fangoso si è formato vicino a -50° C, seguito da uno scioglimento graduale del ghiaccio da -40 a -20° C.
"Sondare il comportamento a bassa temperatura del permafrost analogo a Marte in laboratorio, con la spettroscopia a infrarossi, ha rivelato che sottili strati di acqua simile ad un liquido si stavano formando sopra la superficie dei grani mentre i terreni contenenti sali si scongelavano a temperature sotto zero, simili a quelle di Marte", ha detto Merve Yeşilbaş, del SETI Institute. Può darsi che l'acqua liquida migri su microscala su Marte, trasferendo molecole d'acqua tra i solfati e i cloruri. Ulteriori esperimenti di laboratorio hanno testato queste reazioni solfato-cloruro in un terreno analogo a quello marziano con indicatori di colore che hanno mostrato l'idratazione sotterranea di questi sali e la migrazione dei sali attraverso i grani.
Il ghiaccio d'acqua è stato rilevato sotto la superficie su Marte all'interno del suolo raccolto nel sito di atterraggio del lander Phoenix, nonché dall'orbita utilizzando misurazioni radar e la spettroscopia di neutroni e raggi gamma. Più recentemente, HiRISE ha catturato le viste di questo ghiaccio vicino alla superficie alle medie latitudini.
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