Pianeta Marte: dove l’acqua si fece sabbia

Enormi tempeste di sabbia potrebbero aver contribuito al prosciugamento del suolo marziano

Un nuovo pezzo va ad aggiungersi al puzzle della storia marziana. Grazie ai dati raccolti dalla missione ExoMars – che vede coinvolte l’Agenzia Spaziale Europea (ESA) e l’Agenzia Spaziale Russa (Roscosmos) – un team di ricerca internazionale potrebbe avere scoperto uno dei processi che ha privato Marte dell’acqua. Secondo lo studio, immense tempeste di sabbia – che investono occasionalmente l’intero pianeta – hanno contribuito alla progressiva eliminazione dell’acqua che una volta scorreva sulla superficie.

Il pianeta rosso

Sin dagli albori, il pianeta rosso ha esercitato un’attrazione quasi magnetica sull’uomo. I greci e i latini, affascinati da questo astro – color del sangue – decisero di chiamarlo Ares (o Marte, per i romani), in onore del Dio della guerra.

È il quarto pianeta del sistema solare e dista dalla nostra stella più di 200 milioni di km (la Terra dista “appena” 150 milioni di km); per tale ragione, un anno marziano dura ben 687 giorni. L’asse di rotazione denota un’inclinazione di circa 25° – simile a quella del nostro pianeta – che dà origine ad un ciclo stagionale. Non solo Marte ha un diametro pari a metà di quello terrestre, ma anche una massa di appena un decimo che comporta una ridotta forza di gravità (una persona di 70 kg ne peserebbe poco più di 25 sul pianeta rosso).

È un pianeta di tipo terrestre (costituito principalmente da roccia e metalli), avvolto da un sottile strato di gas composto al 95% da anidride carbonica. L’atmosfera – estremamente rarefatta – è caratterizzata da una pressione molto bassa (equivalente circa all’1% di quella terrestre) e da una notevole escursione termica – con temperature medie che oscillano da -140 °C a -14 °C – in quanto incapace di trattenere il calore superficiale.

Un tempo, l’atmosfera marziana era significativamente più spessa – forse quanto quella terrestre – tuttavia, circa 4 miliardi di anni fa, qualcosa ne provocò la dissipazione. Gli scienziati hanno ipotizzato che la causa sia da ricercare nella scomparsa del campo magnetico marziano, che lasciò la superficie esposta all’azione del vento solare. Progressivamente, queste potenti radiazioni spazzarono via l’atmosfera, condannando il pianeta a diventare una landa desolata.

C’era una volta l’acqua su Marte

Numerosi canali costellano la superficie marziana, a dimostrazione del fatto che, in origine, acqua allo stato liquido ricopriva buona parte del pianeta. Attualmente, l’acqua è presente in atmosfera – sotto forma di piccole percentuali di vapore acqueo – e ai poli, dove sono stati individuati grandi depositi di ghiaccio. Tracce di acqua liquida sono state identificate nel sottosuolo mentre, in superficie, la sonda spaziale Mars Reconaissance Orbiter (NASA) ha rilevato la formazione di piccoli ruscelli stagionali – nulla, tuttavia, in confronto ai mari e fiumi che, anticamente, ricoprivano Marte.

Nel 2016, ESA e Roscosmos hanno lanciato la missione ExoMars che, tra i numerosi obiettivi preposti, prevedeva anche l’analisi dei gas atmosferici e lo studio della distribuzione dell’acqua. A tale scopo, è stato realizzato il Trace Gas Orbiter (TGO), una sonda equipaggiata con vari strumenti – tra cui spettrometri e una fotocamera ad alta risoluzione – sviluppata sotto la guida dell’industria franco-italiana Thales Alenia Space.

Nell’estate del 2018, Marte è stato colpito da una violenta tempesta di sabbia, che ha investito l’intero pianeta e causato – dopo 14 anni di attività – il definitivo spegnimento del rover Opportunity. Durante questo evento, il Trace Gas Orbiter ha analizzato le variazioni dei livelli di vapore acqueo presente in atmosfera. I dati raccolti dalla sonda hanno mostrato un significativo decremento delle concentrazioni di questo gas: qualcosa stava provocando la fuoriuscita di molecole d’acqua dall’atmosfera. Secondo Geronimo Villanueva – planetologo presso il NASA-Goddard Space Flight Center e coautore dell’articolo (pubblicato su Nature) – “La tempesta di sabbia globale potrebbe fornirci una spiegazione“.

Il pianeta prosciugato dalle tempeste

L’acqua non può persistere, allo stato liquido, sulla superficie marziana a causa della pressione atmosferica estremamente bassa (la quale porterebbe rapidamente alla sua ebollizione). Le nuove informazioni fornite dal Trace Gas Orbiter potrebbero indicare che le tempeste di sabbia abbiano a loro volta contribuito, nel corso di milioni di anni, a trasformare il pianeta rosso in un deserto.

Marte è periodicamente interessato da grandi tempeste che tendono a esaurirsi nell’arco di pochi giorni. Tuttavia, sono state talvolta osservate tempeste così intense da ricoprire l’intero pianeta sotto un manto di polvere, per vari mesi. Questi fenomeni accadono a intervalli irregolari e, per il momento, non è possibile prevederne lo sviluppo.

Durante questi eventi le molecole di vapore acqueo vengono sollevate fino ad un’altitudine di 80 km. Qui, le potenti radiazioni solari attraversano quasi indisturbate l’atmosfera rarefatta, andando a colpire il vapore acqueo con tale energia da separarlo nelle sue componenti: idrogeno e ossigeno. Le particelle di questi elementi, ormai isolate, sono infine disperse nello spazio. Secondo i ricercatori, tale processo – assieme alla dissipazione dell’atmosfera – potrebbe aver gradualmente prosciugato Marte.

Lo studio delle tempeste globali non ha solamente fornito dati importanti per ricostruire l’evoluzione del pianeta rosso, ma anche per la progettazione di future missioni. Infatti, gli scienziati hanno notato che tali eventi interferiscono con la formazione dei cosiddetti “diavoli di sabbia” (turbini alimentati dal vento), fondamentali per rimuovere il detrito dai pannelli solari delle sonde a terra. Queste informazioni potrebbero contribuire al buon esito della seconda fase della missione ExoMars, che prevede di far atterrare un rover su Marte nel 2020 per cercare tracce di forme di vita nel sottosuolo.

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