Su Marte, una volta, scorreva acqua. Su questo, gli scienziati concordano. Ma quando e per quanto tempo il pianeta sia stato ‘umido’ è una delle grandi questioni ancora aperte.
Oggi, uno studio basato sui dati di Mars Express e Mars Reconnaissance Orbiter, sonde rispettivamente di ESA e NASA, fornisce nuove prove a sostegno dell’ipotesi che Marte, all’alba della sua storia, sia stato caldo e abbia ospitato acqua per un lungo periodo geologico, anziché in fasi episodiche. Tale teoria avrebbe importanti implicazioni sull’abitabilità del pianeta e sulla possibile presenza di vita passata.
La ricerca descrive l’analisi di una regione di terreno relativamente liscia, le cosiddette pianure inter-cratere appena a nord del bacino Hellas. Con un diametro di 2300 km, Hellas Planitia è uno dei più grandi crateri da impatto identificati su Marte e all’interno del sistema solare, e si ritiene si sia formato circa 4 miliardi di anni fa.
«Queste pianure sul bordo settentrionale della Hellas sono comunemente ritenute formazioni di origine vulcanica, con natura simile a quelle presenti sulla Luna», spiega Francesco Salese di IRSPS, Università Gabriele D’Annunzio, e autore principale del nuovo documento. «Tuttavia, il nostro lavoro indica altro. Ciò che abbiamo osservato sono fasce diffuse di roccia sedimentaria».
Le rocce vulcaniche e sedimentarie – spiega l’Agenzia Spaziale Italiana – si formano in modi diversi. Le prime, come il nome suggerisce, necessitano di vulcanismo e quindi della presenza di un’attività interna al pianeta. La presenza di roccia sedimentaria, invece, è strettamente legata all’acqua. Le rocce ignee sono depositi vulcanici di roccia fusa che si raffredda e poi indurisce; la roccia sedimentaria necessita al contrario di lunghi periodi geologici affinché i nuovi depositi si compattino e si solidifichino, stratificandosi.
«Per creare il tipo di pianure sedimentarie che abbiamo trovato nella regione, circa 3,8 miliardi di anni fa Hellas Planitia deve essere stato un ambiente acquoso», spiega Salese. E, ancora più importante, queste condizioni devono essere durate per un lungo periodo di tempo, dell’ordine di centinaia di milioni di anni.
Ci sono due di modelli chiave che descrivono la storia evolutiva di Marte, entrambi prevedono la presenza di acqua liquida, ma in modi molto diversi. Alcuni studi suggeriscono che i ‘primi giorni’ di Marte – il periodo Noachiano, risalente a oltre 3,7 miliardi di anni fa – sia stato caratterizzato da un clima stabilmente caldo, che ha permesso la formazione di grandi piscine e ai corsi d’acqua di scorrere sulla superficie del pianeta. Questo mondo acquatico avrebbe poi perso campo magnetico e atmosfera, e si sarebbe quindi raffreddato, trasformandosi nel mondo arido e asciutto che vediamo oggi.
L’altro modello suggerisce che Marte abbia invece sperimentato brevi ere caldo-umide, protrattesi per meno di 10.000 anni ciascuna, favorite da un ciclo di vulcanismo intermittente che è andato scemando nel corso degli anni.
«Capire se Marte ha avuto un clima caldo e umido per un lungo periodo di tempo è una questione chiave nella nostra ricerca di vita passata sul Pianeta Rosso», ha detto il co-autore Nicolas Mangold del CNRS-INSU, dell’Università di Nantes, in Francia. «Se siamo in grado di capire come si è evoluto il clima marziano, avremo una migliore comprensione di come la vita possa essersi sviluppata, e dove cercare, se lo ha fatto. Possiamo anche imparare molto su pianeti rocciosi in generale, aspetto particolarmente in questa fase di scienza ‘esoplanetaria’», ha aggiunto Mangold.
Salese e colleghi hanno utilizzato dati di imaging e spettrografia e immagini da Mars Express e MRO per creare una dettagliata mappa geologica della zona a nord Hellas, approfittando delle cosiddette ‘finestre di erosione’, formazioni geologiche che fungono da ‘fori naturali’ nella pianura, rivelando il materiale più profondo.
I dati hanno rivelato che le pianure sono composte da oltre 500 metri di roccia stratificata che presenta diverse caratteristiche tipiche dei depositi sedimentari: i reticolati o box-work, un particolare tipo di struttura minerale formato da erosione; i cross-bedding, strati di roccia incrociati con diverse inclinazioni e pendenze; le stratificazioni planari, distinti strati di roccia quasi orizzontali, posizionati uno sopra l’altro. Sono state inoltre individuate grandi quantità di argilla smectica. Le argille sono sostanze chimiche interessanti, in quanto indicano che un ambiente umido e quindi potenzialmente abitabile potrebbe essere esistito in quella posizione. Le argille possono anche intrappolare materiale organico e, potenzialmente, preservare segni di vita.
La roccia poi ha subito un intenso periodo di erosione vulcanica durante l’epoca Hesperiana (da 3,7 a 3,3 miliardi di anni fa) ed è stato coperta da colate vulcaniche, creando la morfologia che vediamo oggi. «Si tratta di un’ulteriore prova di un periodo prolungato di processi geologici attivi sulla superficie del primo Marte», ha aggiunto Mangold.
