Attualmente Marte è freddo e secco, privo di acqua e tracce di vita, ma l'ambiente marziano miliardi di anni fa sarebbe stato molto diverso. Studi precedenti hanno dimostrato che c'era una grande quantità di acqua liquida su Marte all'inizio e l'ipotesi paleo-oceanica è stata proposta attraverso l'analisi della morfologia delle immagini satellitari e la simulazione numerica.

Il Vasitas Borealis Formation

Si ritiene che le pianure settentrionali di Marte formassero una speciale unità geologica sedimentaria marina, chiamata Vasitas Borealis Formation (VBF). Tuttavia, questa teoria non ha finora trovato alcun supporto di dati in situ.

Nel 2021, il rover Zhurong, trasportato dalla missione cinese Tianwen-1, è atterrato con successo sul bordo meridionale di Utopia Planitia, nella parte orientale della regione settentrionale pianeggiante di Marte. Uno degli obiettivi della missione era cercare ogni possibile prova a favore o contro l'esistenza di un antico oceano, che potrebbe aver ospitato la vita molto tempo fa.

Dopo l'atterraggio, Zhurong si è diretto a sud verso potenziali aree costiere, osservando la formazione Vasitas Borealis esposta lungo il percorso. il rover ha percorso circa 1.921 metri e ha utilizzato diversi sistemi di imaging e analisi per condurre osservazioni dettagliate in situ di affioramenti e rocce superficiali.

Rocce stratificate con strati incrociati

Il team ha esaminato le 106 serie di immagini panoramiche raccolte lungo il percorso, scoprendo che le rocce esposte presentavano una struttura stratificata, molto diversa dalle comuni rocce vulcaniche marziane. Un tipo di sedimentazione diverso anche dalle rocce eoliche a strati, originate dalla deposizione di sabbia, dicono gli scienziati.
Le strutture individuate da Zhurong indicavano caratteristiche di flusso bidirezionale, coerenti con le correnti di marea a bassa energia nell'ambiente marino litoraneo poco profondo della Terra. Ne sono una prova gli strati incrociati che si sovrappongono e si inclinano in due direzioni opposte. Inoltre, poiché lo spessore e la granulometria degli strati sono ampiamente diversi nelle diverse direzioni, vi dovevano essere nache differenze nell'intensità delle paleocorrenti nelle due direzioni.

Il modello di flusso bidirezionale si forma solitamente dall'azione di un fluido con cambiamenti periodici di direzione, non è comune negli ambienti eoliani e fluviali ma è comune nell'ambiente marino litoraneo-poco profondo della Terra. Rispetto alla Terra, Marte ha solo due piccoli satelliti, il che fa sì che la sua superficie abbia un sistema di marea a bassa energia in cui si possono formare solo strutture stratificate su piccola scala.

Esempio di roccia e stratificazioni interpretate nello studio.
Crediti: Science China Press

Prima prova in situ di antichi oceani

I risultati di questo studio, basati sulle rocce fotografate da Zhurong, sono la prima prova diretta in situ rilevata a sostegno dell'esistenza di antichi oceani nelle pianure settentrionali di Marte. La posizione del sito di atterraggio di Zhurong indica che le strutture sedimentarie osservate potrebbero essersi formate durante la regressione del paleo-oceano della pianura settentrionale.

Le strutture sedimentarie trovate nella formazione Vasitas Borealis forniscono nuove informazioni sulla storia antica di Marte. L'approfondita esplorazione di Zhurong in quest'area e la futura missione che riporterà campioni di Marte sulla Terra approfondiranno la nostra comprensione dell'abitabilità del pianeta e sulla presenza o meno di vita microbica.

I risultati della ricerca sono stati pubblicati sulla rivista National Science Review.

(a) Colonna stratigrafica schematica del sito di atterraggio di Zhurong in Utopia Planitia (b) e (c) interpretazione del litorale e della regressione oceanica.
Crediti: Science China Press