Scritto: Martedì, 08 Febbraio 2022 05:30 Ultima modifica: Martedì, 08 Febbraio 2022 07:08

La superficie di Marte ha ospitato acqua liquida più a lungo di quanto si pensasse


Miliardi di anni fa, il Pianeta Rosso era un posto molto diverso da quello che vediamo oggi. Quando la vita emerse sulla Terra, anche il clima di Marte avrebbe potuto essere confortevole, con un'atmosfera più densa di quella attuale e oceani di acqua liquida.

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Questa immagine concettuale rivela come poteva essere la regione di Kasei Valles su Marte tre miliardi di anni fa. Le aree bianche sono i ghiacciai e il blu rappresenta l'oceano.
Questa immagine concettuale rivela come poteva essere la regione di Kasei Valles su Marte tre miliardi di anni fa. Le aree bianche sono i ghiacciai e il blu rappresenta l'oceano.
Crediti: F. Schmidt/NASA/USGS/ESA/ DLR/FU Berlin (G. Neukum)

Le testimonianze di questo periodo più florido sono conservate in superficie sotto forma di canali fluviali, fondali lacustri, conoidi alluvionali e depositi sedimentari. Ma quanto sia iniziato il clima favorevole e quanto sia durato è ancora oggetto di dibattito. Un dettaglio fondamentale da scoprire per comprendere l'abitabilità del pianeta.

Secondo una nuova ricerca della Sellers Exoplanet Environments Collaboration (SEEC), finanziata dalla NASA, Marte potrebbe essere stato più umido del previsto. I risultati pubblicati di recente mostrano che il pianeta potrebbe aver avuto un oceano settentrionale fino a tre miliardi di anni fa.

"La nostra simulazione ha rivelato che tre miliardi di anni fa, il clima in gran parte dell'emisfero settentrionale di Marte era molto simile alla Terra odierna, con un oceano stabile", ha affermato Frédéric Schmidt dell'Università Paris-Saclay, Francia, co-autore dello studio pubblicato su Proceedings of the National Academy of Sciences. “Il nostro risultato contraddice le teorie secondo cui un oceano così settentrionale non potrebbe essere stabile. Aumenta anche il periodo di tempo per un clima simile alla Terra su Marte”.

Il team internazionale della SEEC comprendeva ricercatori dell'Università Paris-Saclay, dell'Institut Universitaire de France, del Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), del Center for Climate Systems Research (CCRS) della Columbia University, dell'Università di Uppsala, del Goddard Institute for Space Studies (GISS) e il Goddard Space Flight Center della NASA.

Una valutazione difficile

Sulla base dei dati forniti da molteplici missioni robotiche (lander, rover e orbiter), è opinione diffusa che il tardo noachiano (da circa 4,1 a 3,5 miliardi di anni fa) sia stato l'unico periodo geologico in cui Marte era abitabile. I geologi hanno individuato reticoli di valli in prossimità dell'equatore che, secondo la nostra esperienza sulla Terra, si sono formati in qual lasso di tempo con l'erosione dell'acqua corrente, a dimostrazione che piogge significative cadevano in quella zona.

Tuttavia, questo clima non durò perché Marte perse il suo campo magnetico globale e la sua atmosfera fu lentamente strappata via dal vento solare. Negli eoni successivi, il pianeta diventò gradualmente freddo, secco e con un'atmosfera troppo sottile per sostenere acqua liquida in superficie. Tuttavia, il nuovo lavoro estende il periodo potenzialmente abitabile su Marte di circa 500 milioni di anni, fino alla tarda età esperiana (da circa 3,7 a 3 miliardi di anni fa).

"Discernere il clima di Marte circa tre miliardi di anni fa è difficile perché le caratteristiche della superficie marziana non sembrano supportare completamente né un clima caldo e umido né freddo e secco durante quel periodo", ha affermato Michael Way, co-autore dell'articolo presso il Goddard Institute for Space Studies della NASA. “Un clima caldo e umido avrebbe prodotto un'estesa erosione causata dall'acqua corrente, ma di questa età sono state osservate poche reti di valli. Un clima troppo freddo avrebbe tenuto congelato qualsiasi oceano settentrionale per la maggior parte del tempo. Un clima freddo moderato avrebbe trasferito l'acqua dall'oceano alla terra sotto forma di neve e ghiaccio. Ma questo impedirebbe la formazione di inondazioni, per le quali ci sono alcune prove”.

La simulazione

Il team ha utilizzato il ROCKE-3D Global Climate Model (GCM) sviluppato presso il GISS della NASA per simulare l'ambiente marziano durante il periodo esperiano. Ha perfezionato la simulazione tenendo conto dell'attuale paesaggio marziano, delle sue elevazioni superficiali e rimuovendo tutte le calotte glaciali attuali. Infine, ha rappresentato un piccolo oceano intorno alla regione polare settentrionale i cui confini sono basati sulle attuali prove geologiche.

Questa simulazione ha rivelato che 3 miliardi di anni fa c'era un oceano nelle pianure settentrionali, dove l'atmosfera era più densa e più calda. In questa regione, l'acqua evaporava e precipitava sotto forma di pioggia o neve, a seconda della latitudine. Pioveva principalmente dentro o vicino all'oceano ma nei freddi altipiani meridionali era principalmente neve. La neve si accumulava per formare grandi ghiacciai che fluivano nelle pianure, dove si scioglievano e restituivano l'acqua all'oceano.

Il modello mostra che l'oceano settentrionale poteva rimanere liquido anche con temperature superficiali medie globali al di sotto del punto di congelamento dell'acqua perché, come sulla Terra, la circolazione oceanica portava acqua calda dalle medie latitudini al polo, riscaldando la superficie a livello regionale fino a 4,5° Celsius. Inoltre, l'acqua liquida, più scura della neve e del ghiaccio, assorbita più calore dalla luce solare.

L'atmosfera attuale di Marte è per lo più anidride carbonica ed estremamente sottile, circa l'uno per cento della pressione atmosferica terrestre al livello del mare. Ma ci sono prove che in passato fosse più densa.
Nel modello, l'oceano settentrionale poteva rimanere stabile se Marte aveva un'atmosfera antica densa come quella della Terra odierna, composta principalmente da anidride carbonica con il 10 percento di idrogeno. Un'atmosfera di questo tipo avrebbe aiutato a riscaldare il giovane pianeta trattenendo più calore dalla luce solare. Inoltre, l'idrogeno aiuta l'atmosfera a intrappolare ancora più calore poiché è un efficiente gas serra e, un tempo, sarebbe stato rilasciato da estese eruzioni vulcaniche o impatti di meteoriti.

Questa simulazione è una delle poche che ha introdotto e calcolato simultaneamente le componenti atmosferiche e oceaniche 3D.
"Poiché incorporare l'intera circolazione oceanica 3D è computazionalmente costoso e richiede più tempo per essere completato, la maggior parte dei modelli climatici globali di Marte accoppiano l'atmosfera 3D a un oceano semplice, sottile, a strato singolo che non ha trasporto di calore orizzontale o verticale a differenza dell'intero oceano 3D utilizzato nel nostro studio", ha detto Way.

Dal modello alle prove

Il clima freddo e umido previsto dal modello di questo studio è coerente con le prove geologiche su Marte di questo periodo.
I ghiacciai scolpiscono ampie valli a forma di U mentre scorrono e strutture di valli compatibili si trovano negli altopiani meridionali, dove la simulazione indica che i ghiacciai si formarono a causa delle temperature più fredde. La pioggia forma molte piccole reti di valli a forma di V che ricordano i rami degli alberi mentre l'acqua scorre in discesa e i torrenti si fondono in fiumi più grandi. Le reti di valli di questa età appaiono solo a basse altitudini vicino all'antico litorale, che avrebbe avuto le temperature più calde necessarie per formare la pioggia, come previsto dal modello.

Il team SEEC prevede di continuare gli studi sul Pianeta Rosso per vedere se ci sono ulteriori dati a sostegno del loro modello. Ciò include ll'aggiunta di prove dalle immagini di superficie e dall'orbita e, altri dettagli che potrebbero arrivare dal Mars Ice Mapper, una missione proposta dalla NASA e da partner internazionali, avrà un radar ecoscandaglio senza precedenti che sarà in grado di studiare la struttura del sottosuolo poco profondo per cercare prove di un antico oceano.

C'è anche il rover cinese Zhurong, che è atterrato nelle pianure settentrionali di Marte il 22 maggio 2021 e ha esaminato rocce e caratteristiche di superficie. I risultati di queste missioni potrebbero aiutare a rispondere alle grandi domande sull'antico oceano di Marte, per quanto tempo è esistito e se si è ritirato sottoterra o è andato perso nello spazio (o entrambi). Tutte informazioni che aiuteranno gli scienziati a rispondere alla domanda delle domande: su Marte c'era (o c'è) vita?

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Letto: 658 volta/e Ultima modifica Martedì, 08 Febbraio 2022 07:08

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Elisabetta Bonora

Nella vita lavorativa mi occupo di web, marketing e comunicazione, digital marketing. Nel tempo libero sono un'incontenibile space enthusiast e mamma di Sofia Vega.
Mi occupo di divulgazione scientifica, attraverso questo web, collaborazioni con riviste del settore e l'image processing delle foto provenienti dalle missioni robotiche. Appassionata di astronomia, spazio, fisica e tecnologia, affascinata fin da bambina dal passato e dal futuro. Nel 2019 è uscito il mio primo libro "Con la Cassini-Huygens nel sistema di Saturno" (segui su LinkedIn le mie attività professionali).
Amo le missioni robotiche inviate nel nostro Sistema Solare "per esplorare nuovi mondi, alla ricerca di nuove forme di vita, per arrivare là dove nessuno è mai giunto prima!" ...Ovviamente, è chiaro, sono una fan di Star Trek!

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