Oltre 15 anni fa, Mars Express dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA) ha studiato la Formazione Medusae Fossae (MFF) su Marte, rivelando enormi depositi fino a 2,5km di profondità. Da queste prime osservazioni non era chiaro di cosa fossero costituiti i depositi, ma una nuova ricerca ora ha una risposta. “Abbiamo esplorato nuovamente la MFF utilizzando dati più recenti provenienti dal radar MARSIS di Mars Express, e abbiamo scoperto che i depositi sono ancora più spessi di quanto pensassimo: fino a 3,7km di spessore“, afferma Thomas Watters della Smithsonian Institution (USA), autore principale sia della nuova ricerca che dello studio iniziale del 2007. “La cosa interessante è che i segnali radar corrispondono a ciò che ci aspetteremmo di vedere dal ghiaccio stratificato e sono simili ai segnali che vediamo dalle calotte polari di Marte, che sappiamo essere molto ricche di ghiaccio”.
Se sciolto, il ghiaccio racchiuso nella MFF coprirebbe l’intero pianeta con uno strato d’acqua profondo da 1,5 a 2,7 metri: la maggior quantità d’acqua mai trovata in questa parte di Marte, e sufficiente a riempire il Mar Rosso sulla Terra.
Strati alternati di ghiaccio
La Formazione Medusae Fossae è costituita da diverse caratteristiche scolpite dal vento che misurano centinaia di chilometri di larghezza e diversi chilometri di altezza. Al confine tra gli altopiani e le pianure di Marte, le caratteristiche sono forse la più grande fonte di polvere su Marte e uno dei depositi più estesi del pianeta.
Le prime osservazioni di Mars Express hanno mostrato che la MFF è relativamente trasparente ai radar e ha una bassa densità, entrambe caratteristiche che vedremmo nei depositi ghiacciati. Tuttavia, gli scienziati non hanno potuto escludere una possibilità più secca: che le strutture siano in realtà giganteschi accumuli di polvere portata dal vento, cenere vulcanica o sedimenti.
“Ecco dove entrano in gioco i nuovi dati radar! Data la sua profondità, se la MFF fosse semplicemente un gigantesco mucchio di polvere, ci aspetteremmo che si compattasse sotto il suo stesso peso”, afferma il coautore Andrea Cicchetti dell’Istituto Nazionale di Astrofisica in Italia. “Ciò creerebbe qualcosa di molto più denso di quello che effettivamente vediamo con MARSIS. E quando abbiamo modellato il comportamento dei diversi materiali privi di ghiaccio, nulla riproduceva le proprietà della MFF: abbiamo bisogno del ghiaccio”.
“Lo studio appena pubblicato sarà di cruciale importanza per pianificare le prossime missioni spaziali dirette verso Marte”, commenta Eleonora Ammannito ricercatrice dell’Agenzia Spaziale Italiana. “È sempre più evidente, infatti, la necessità di fare uno studio di dettaglio di tutta l’immediata sotto-superficie di Marte per verificare se il caso del deposito di ghiaccio sotto le Medusae Fossae sia isolato oppure se sia uno scenario che si verifica anche in altri punti del pianeta. Proprio per questo motivo l’ASI, insieme alla CSA, la NASA e la JAXA stanno studiano un concetto di missione “Ice Mapper” che ha l’unico obiettivo di fare una mappatura del ghiaccio sotto-superficiale. Queste informazioni serviranno sia per una rivisitazione dei modelli evolutivi attualmente esistenti sia per supportare lo sviluppo delle missioni umane sulla superficie di Marte che dovranno necessariamente fare affidamento su depositi di ghiaccio in zona equatoriale”.
I nuovi risultati suggeriscono strati di polvere e ghiaccio, il tutto sormontato da uno strato protettivo di polvere secca o cenere spesso diverse centinaia di metri.
Esplorazione e collaborazione future
Sebbene Marte ora sembri un mondo arido, la superficie del pianeta è piena di segni che un tempo l’acqua era abbondante, inclusi canali fluviali prosciugati, antichi fondali oceanici e lacustri e valli scavate dall’acqua. Sono state trovate anche notevoli riserve di ghiaccio d’acqua su Marte, come le enormi calotte polari, i ghiacciai sepolti più vicini all’equatore e il ghiaccio vicino alla superficie intrecciato nel suolo marziano.
Enormi riserve di ghiaccio vicino all’equatore – come quelle che si sospetta si trovino sotto la superficie secca della MFF – non avrebbero potuto formarsi nel clima attuale del pianeta. Devono essersi formati in un’epoca climatica precedente.
“Quest’ultima analisi mette alla prova la nostra comprensione della Formazione Medusae Fossae e solleva tante domande quante risposte”, afferma Colin Wilson, scienziato del progetto ESA per Mars Express e dell’ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) dell’ESA. “Quanto tempo fa si sono formati questi depositi di ghiaccio, e com’era Marte a quel tempo? Se confermato che si tratta di ghiaccio d’acqua, questi enormi depositi cambierebbero la nostra comprensione della storia del clima di Marte. Qualsiasi riserva di acqua antica sarebbe un obiettivo affascinante per l’esplorazione umana o robotica”.
L’estensione e la posizione di questi depositi ghiacciati della MFF li renderebbero potenzialmente molto preziosi per la nostra futura esplorazione di Marte. Le missioni su Marte dovranno atterrare vicino all’equatore del pianeta, lontano dalle calotte polari ricche di ghiaccio o dai ghiacciai ad alta latitudine. E avranno bisogno dell’acqua come risorsa, quindi trovare il ghiaccio in questa regione è quasi una necessità per le missioni umane sul pianeta. “Purtroppo questi depositi della MFF sono coperti da centinaia di metri di polvere, il che li rende inaccessibili almeno per i prossimi decenni. Tuttavia, ogni pezzetto di ghiaccio che troviamo ci aiuta a costruire un quadro migliore di dove scorreva l’acqua su Marte in passato e di dove può essere trovata oggi”.
Mentre Mars Express mappa il ghiaccio d’acqua fino a una profondità di pochi chilometri, una vista dell’acqua vicino alla superficie è fornita dall’orbiter TGO. Questo orbiter trasporta lo strumento FREND, che sta mappando l’idrogeno – un indicatore del ghiaccio d’acqua – nel metro più alto del suolo marziano. FREND ha individuato un’area ricca di idrogeno delle dimensioni dei Paesi Bassi all’interno della Valles Marineris di Marte nel 2021, e sta attualmente mappando il modo in cui i depositi di acque poco profonde sono distribuiti sul Pianeta Rosso. “Insieme, i nostri esploratori di Marte stanno rivelando sempre di più sul nostro vicino planetario”, conclude Colin.
