Una nuova mappa di Marte sta cambiando il modo in cui pensiamo all’acqua del passato del pianeta e mostra dove dovremmo atterrare in futuro. La mappa mostra i giacimenti minerari in tutto il pianeta ed è stata meticolosamente creata nell’ultimo decennio utilizzando i dati dello strumento Observatoire pour la Mineralogie, l’Eau, les Glaces et l’Activité (OMEGA) della sonda Mars Express e dello strumento Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars (CRISM) del Mars Reconnaissance Orbiter.
In particolare, la mappa mostra le posizioni e le abbondanze di minerali acquosi. Si tratta di rocce che in passato sono state alterate chimicamente dall’azione dell’acqua e che sono state tipicamente trasformate in argille e sali.
Sulla Terra, le argille si formano quando l’acqua interagisce con le rocce, con diverse condizioni che danno origine a diversi tipi di argille. Ad esempio, i minerali argillosi come la smectite e la vermiculite si formano quando quantità relativamente piccole di acqua interagiscono con la roccia e quindi conservano per lo più gli stessi elementi chimici delle rocce vulcaniche originali. Nel caso di smectite e vermiculite, tali elementi sono ferro e magnesio. Quando la quantità di acqua è relativamente alta, le rocce possono essere alterate maggiormente. Gli elementi solubili tendono ad essere portati via lasciando dietro di sé argille ricche di alluminio come il caolino.
La grande sorpresa è la prevalenza di questi minerali. Dieci anni fa, gli scienziati planetari erano a conoscenza di circa 1000 affioramenti su Marte. Questo li ha resi interessanti come stranezze geologiche. Tuttavia, la nuova mappa ha ribaltato la situazione, rivelando centinaia di migliaia di tali aree nelle parti più antiche del pianeta. “Questo lavoro ha ora stabilito che quando si studiano in dettaglio i terreni antichi, la stranezza è non trovare questi minerali“, afferma John Carter, Institut d’Astrophysique Spatiale (IAS) e Laboratoire d’Astrophysique de Marseille (LAM), Université Paris-Saclay e Aix Marseille Université, in Francia.
Questo è un cambio di paradigma per la nostra comprensione della storia del Pianeta Rosso. Dal minor numero di minerali acquosi che sapevamo essere presenti in precedenza, era possibile che l’acqua fosse limitata nella sua estensione e durata. Ora, non c’è dubbio che l’acqua abbia svolto un ruolo enorme nel plasmare la geologia di tutto il pianeta.
Ora, la grande domanda è se l’acqua fosse persistente o confinata a episodi più brevi e più intensi. Pur non fornendo ancora una risposta definitiva, i nuovi risultati offrono sicuramente ai ricercatori uno strumento migliore per cercare la risposta. “Penso che abbiamo collettivamente semplificato eccessivamente Marte”, afferma Carter. L’esperto spiega che gli scienziati planetari hanno avuto la tendenza a pensare che solo pochi tipi di minerali argillosi siano stati creati su Marte durante il suo periodo umido, poi quando l’acqua si è gradualmente prosciugata, i sali sono stati prodotti in tutto il pianeta.
Questa nuova mappa mostra che è più complicato di quanto si pensasse in precedenza. Mentre molti dei sali marziani probabilmente si sono formati più tardi delle argille, la mappa mostra molte eccezioni in cui vi è un’intima mescolanza di sali e argille e alcuni sali che si presume siano più antichi di alcune argille.
“L’evoluzione da molta acqua a niente acqua non è così netta come pensavamo, l’acqua non si è fermata durante la notte. Vediamo un’enorme diversità di contesti geologici, così che nessun processo o semplice sequenza temporale può spiegare l’evoluzione della mineralogia di Marte. Questo è il primo risultato del nostro studio. Il secondo è che se si escludono i processi vitali sulla Terra, Marte mostra una diversità di mineralogia in contesti geologici proprio come la Terra“, dice. In altre parole, più guardiamo da vicino, più complesso diventa il passato di Marte.
Gli strumenti OMEGA e CRISM sono ideali per questa indagine. I loro set di dati sono altamente complementari, lavorano sulla stessa gamma di lunghezze d’onda e sono sensibili agli stessi minerali. CRISM fornisce in modo univoco l’imaging spettrale ad alta risoluzione della superficie (fino a 15 m/pixel) per zone di Marte altamente localizzate e lo rende il più adatto per la mappatura di piccole regioni di interesse, come i siti di atterraggio dei rover. Ad esempio, la mappatura mostra che il cratere Jezero, che sta attualmente esplorando il rover Perseverance della NASA, mostra una ricca varietà di minerali idratati.
OMEGA, d’altra parte, fornisce una copertura globale di Marte con una risoluzione spettrale più elevata e con un migliore rapporto segnale/rumore. Ciò lo rende più adatto per la mappatura globale e regionale e per la discriminazione tra i diversi minerali di alterazione.
I risultati sono presentati in un paio di articoli, scritti da John Carter, Lucie Riu e colleghi. Lucie faceva parte dell’Institute of Space and Astronautical Science (ISAS) della Japanese Aerospace eXploration Agency (JAXA), a Sagamihara in Giappone, quando è stata eseguita parte del lavoro, ma ora è ricercatrice dell’ESA presso il Centro europeo di astronomia spaziale (ESAC) dell’ESA a Madrid. Con i rilevamenti di base in mano, Lucie ha deciso di fare il passo successivo e quantificare le quantità di minerali presenti. “Se sappiamo dove e in quale percentuale è presente ogni minerale, ci dà un’idea migliore di come quei minerali potrebbero essersi formati”, dice.
Questo lavoro offre anche ai pianificatori di missione alcuni ottimi candidati per futuri siti di atterraggio, per due motivi. In primo luogo, i minerali acquosi contengono ancora molecole d’acqua. Insieme alle posizioni note di ghiaccio d’acqua sepolto, questo fornisce possibili posizioni per estrarre l’acqua per l’utilizzo delle risorse in situ, chiave per la creazione di basi umane su Marte. Argille e sali sono anche materiali da costruzione comuni sulla Terra.
In secondo luogo, anche prima che gli umani vadano su Marte, i minerali acquosi forniscono luoghi fantastici in cui svolgere attività scientifica. Nell’ambito di questa campagna di mappatura dei minerali, è stato scoperto il sito ricco di argilla di Oxia Planum. Queste antiche argille includono i minerali ricchi di ferro e magnesio di smectite e vermiculite. Non solo possono aiutare a sbloccare il clima passato del pianeta, ma sono luoghi perfetti per indagare se la vita sia iniziata su Marte un tempo. In quanto tale, Oxia Planum è stato proposto e infine selezionato come sito di atterraggio per il rover Rosalind Franklin dell’ESA.
